基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控組網(wǎng)IP化改造

許晟 戴順倫 張赟

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷迭代，IP技術(shù)的不斷成熟，原來普遍采用的基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控2M方式正逐漸退網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常割接，給基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)帶來了不穩(wěn)定因素。本文通過對動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)和傳輸?shù)默F(xiàn)狀進(jìn)行研究分析，提出了基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IP改造的方案，從根本上提高基站動(dòng)環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)降本增效。

關(guān)鍵詞：基站監(jiān)控;動(dòng)環(huán)組網(wǎng);IP化

一、背景

動(dòng)力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱動(dòng)環(huán)監(jiān)控）是通信機(jī)房狀態(tài)監(jiān)控的核心組成部分之一，對通信網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到重要保障作用。運(yùn)營商不同時(shí)期建設(shè)的動(dòng)環(huán)監(jiān)控，限于當(dāng)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)條件，所以現(xiàn)網(wǎng)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)有多種組網(wǎng)方式同時(shí)存在。

基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)早起建設(shè)時(shí)采用2M 組網(wǎng)方式經(jīng)傳輸SDH 設(shè)備匯聚到核心機(jī)房后收斂光口輸出，經(jīng)光網(wǎng)橋轉(zhuǎn)換后接入監(jiān)控中心局域網(wǎng)交換機(jī)。近年來隨著光傳輸技術(shù)發(fā)展而逐步淘汰SDH 設(shè)備，同時(shí)光網(wǎng)橋等設(shè)備嚴(yán)重老化、已經(jīng)停產(chǎn)無法及時(shí)補(bǔ)充更換;且原2M 方式本身存在轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)多，故障定位難，帶寬不足、傳輸割接影響頻繁等問題。隨著傳送網(wǎng)設(shè)備IP化改造的步伐，故同步開展基于現(xiàn)有底端動(dòng)環(huán)監(jiān)控傳輸組網(wǎng)的IP 化改造。

二、動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

東莞聯(lián)通通過2009 年的一期動(dòng)環(huán)監(jiān)控建設(shè)，后鐵塔公司成立移交部分基站，目前保留基站監(jiān)控共有330 個(gè)，均采用單獨(dú)2M 方式組網(wǎng)，全網(wǎng)采用192.169.0.0/16 網(wǎng)段。監(jiān)控中心設(shè)備數(shù)量如下：

三、基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控IP 化改造方案

（一）動(dòng)環(huán)監(jiān)控IP 化的目標(biāo)

通過基站IP 化改造實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)由2M 傳輸切換為IPRAN 傳輸，并淘汰監(jiān)控中心的全部光網(wǎng)橋（ONS）設(shè)備，以達(dá)到簡化網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、減少運(yùn)維成本、提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的目標(biāo)。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)IP 化改造主要包括采集設(shè)備FSU 及監(jiān)控中心匯聚網(wǎng)絡(luò)的IP 化改造兩方面。首先，基站端需要具有IPRAN網(wǎng)絡(luò)資源，采集器FSU 具備FE 電口或光口。其次，動(dòng)環(huán)監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)需要與IPRAN 網(wǎng)絡(luò)核心層對接，并進(jìn)行配置調(diào)試。最后，根據(jù)擬定的方案選定基站進(jìn)行實(shí)施測試。

基站前端：一體化監(jiān)控單元FSU 采用IP 網(wǎng)絡(luò)接口，溫度、濕度、水浸、煙感、紅外等模擬信號和數(shù)字信號接入FSU 的AI/ DI 通道;開關(guān)電源、智能電表、精密空調(diào)、門禁系統(tǒng)等具備串口通信的接入FSU 的RS232 或RS485 智能口;視頻監(jiān)控設(shè)備接入FSU 的網(wǎng)口，再通過FSU 的網(wǎng)口或者光口通過IPRAN網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心。中心設(shè)備：無需使用傳統(tǒng)的機(jī)架式2M 收斂設(shè)備（光網(wǎng)橋），大大節(jié)省機(jī)房空間，所有FSU 匯聚到機(jī)房2 臺IPRAN（華為和中興各一臺），通過4 個(gè)1000BASE-X 千兆光口接入到動(dòng)環(huán)交換機(jī)（新增）。每臺IPRAN 出2 個(gè)光口（一主一備），最多可匯聚1000 個(gè)FSU，滿足了近2 年建設(shè)需求。

全網(wǎng)IP 化改造后網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2。

（二）監(jiān)控中心的IP 化改造方案

所有FSU（原來用ONS 接入）改為匯聚到IPRAN 的GE光口再進(jìn)入動(dòng)環(huán)監(jiān)控交換機(jī)。

1.工作步驟

1）新增一臺交換機(jī)，作為IPRAN 站點(diǎn)接入。

2）交換機(jī)到IPRAN 放光纖，兩臺IPRAN 設(shè)備，每臺出2 個(gè)千兆光口，形成主備。

3）規(guī)劃全新網(wǎng)段給IPRAN 接入的基站，配置交換機(jī)到IPRAN 的路由。

4）申請需要改造基站的IPRAN 傳輸鏈路，在表格中記錄好每個(gè)基站IP 端口。

5）FSU 監(jiān)控按照基站改線進(jìn)度（2M 改IP），逐步割接到IPRAN 的4 個(gè)千兆光口。

6）前置機(jī)調(diào)整配置（掃描總線），通過調(diào)整后的基站IP恢復(fù)通訊。

7）等割接完成，所有基站通訊恢復(fù)后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

8）拆除思科3560、2960 上連接的未使用ONS，空出網(wǎng)口。

9）網(wǎng)絡(luò)改造過程中拓?fù)淙缦聢D3：

2.注意事項(xiàng)

動(dòng)環(huán)改造有時(shí)間順序要求的，需要跟傳輸改造進(jìn)度同步， 避免出現(xiàn)動(dòng)環(huán)調(diào)試再次下站的情況。

新增接入交換機(jī)需要是三層，注意千兆光模塊與 IPRAN 設(shè)備匹配。不建議采用原有動(dòng)環(huán)交換機(jī)進(jìn)行接入測試，避免影 響現(xiàn)有監(jiān)控業(yè)務(wù)運(yùn)行。

提前與傳輸部門確認(rèn) IPRAN 匯聚采用 L2VPN 還是 L3VPN 方式，L3VPN 方式需要傳輸專業(yè)規(guī)劃 IP，L2VPN 方式 則由動(dòng)環(huán)專業(yè)自己規(guī)劃 IP。本文采用 L2VPN 方式。

（三）基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控 IP

化改造方案 1.工作步驟 規(guī)劃每個(gè)基站 FSU 的 IP。

申請每個(gè)改造基站的 IPRAN 傳輸鏈路，指定 FE 口，匯聚 數(shù)據(jù)到機(jī)房指定 GE 口。

上站拆除原來的 2M 線，重新布置網(wǎng)線，連接 FSU 和基站 IPRAN 分組設(shè)備。 設(shè)置 FSU 新分配的 IP 地址，配置生效后重啟設(shè)備。 監(jiān)控中心更改前置機(jī)總線 IP 配置，掃描數(shù)據(jù)，恢復(fù)通信后， 現(xiàn)場測試開關(guān)門告警，確保監(jiān)控告警正常。

2.注意事項(xiàng)

FSU使用FE口跟IPRAN對接時(shí)，需要IPRAN處理VLAN TAG;給到 FSU 的數(shù)據(jù)包需要是 UNTAG 的。 提前統(tǒng)計(jì)好各個(gè)基站 IPRAN 傳輸資源，確定是基站提供 的光口還是網(wǎng)口。 準(zhǔn)備好光口板備件和 FSU 設(shè)備備件，用于故障處理;

（四）傳輸要求及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是 IP 改造實(shí)施過程最重要的環(huán)節(jié)，清晰明確的網(wǎng) 絡(luò)劃分，便于后期擴(kuò)容，也能很好避免網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。考慮基站前 端后期動(dòng)環(huán)監(jiān)控?cái)U(kuò)容要求，每個(gè)基站的 IP 地址應(yīng)做預(yù)留。

1）每個(gè)基站 IPRAN 分配 1 路 FE 端口，用于對接 FSU 設(shè) 備，IPC 等其他設(shè)備接到 FSU，并通過 FSU 透傳。

2）規(guī)劃每個(gè)基站 IP 網(wǎng)段、網(wǎng)關(guān)。

3）機(jī)房兩臺 IPRAN 共需要 4 個(gè) 1000BASE-X 光口，并且 需要通過 3 層接口對接，規(guī)劃好路由，用于對接動(dòng)環(huán)監(jiān)控交換 機(jī)設(shè)備。

4）一個(gè)站點(diǎn)至少需要分配 4 個(gè) IP，考慮后期擴(kuò)容，本期每個(gè)站點(diǎn)規(guī)劃 8 個(gè) IP，其中 2 個(gè) IP 作為廣播地址和網(wǎng)關(guān)。 舉例：

與匯聚 IPRAN 網(wǎng)絡(luò)配置：

ip address 192.168.99.1 255.255.25x.24x

新增交換機(jī)上進(jìn)行 VLAN 配置和網(wǎng)段劃分： vlan 1XX ip add 192.168.1xx.1 29

（五）實(shí)際應(yīng)用案例的測試

以錦廈機(jī)房為例，進(jìn)行 IPRAN 網(wǎng)絡(luò)改造測試。

1）首先與傳輸協(xié)商一致，設(shè)定該點(diǎn) VLAN 設(shè)置為 VLAN 1xx。

2）在 交換 機(jī)設(shè) 置該 點(diǎn) VLAN 為 1xx 192.1xx.1xx.1 255.2xx.2xx.2xx。

3）現(xiàn)場采集器 FSU 的 IP 設(shè)置為 192.1xx.1xx.2，掩碼為 255.2xx.2xx.2xx，網(wǎng)關(guān)為 192.1xx.1xx.1。

4）接入現(xiàn)場指定的華為 950B 第 7 口（FE0/1/6））網(wǎng)口。 使用電腦設(shè)置 IP 為 192.1xx.1xx.3 255.2xx.2xx.2xx，網(wǎng)關(guān)為 192.1xx.1xx.1 對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行 PING 操作。 PING 192.1xx.1xx.1 -T 持續(xù)觀察，能正常返回?cái)?shù)據(jù)則證明網(wǎng)絡(luò)暢通。前后經(jīng)過 3 次與傳輸核對配置數(shù)據(jù)后測試通過。

5）測試通過后在動(dòng)環(huán)網(wǎng)關(guān)配置臺設(shè)置動(dòng)環(huán)采集器設(shè)備總 線 IP，與基站采集器 IP 一致。

6）完成動(dòng)環(huán)監(jiān)控量配置并測試告警，測試完成。

7）整理測試表格，進(jìn)行測試復(fù)盤，總結(jié)并優(yōu)化測試步驟 和方案，形成簡要施工方案，為后期大規(guī)模改造提供指導(dǎo)。

四、基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控實(shí)現(xiàn) IP 化后的優(yōu)點(diǎn)

相比較于傳統(tǒng)的基站動(dòng)環(huán)監(jiān)控傳輸單獨(dú) 2M，基于 IPRAN 傳輸?shù)?IP 組網(wǎng)有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)新建動(dòng)環(huán)監(jiān)控的接入。

2）獨(dú)立的承載網(wǎng)絡(luò)，不受核心網(wǎng)絡(luò)割接的干擾。星形的 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，非常有利于故障的定位分析，提高維護(hù)效率。

3）IP 改造后的帶寬充裕，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延的問題得到解決， 現(xiàn)在可以非常方便的實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控。

由于沒有了中心眾多的 2M 匯接設(shè)備，減少了故障點(diǎn)，提 高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，也降低了運(yùn)維人員日常巡檢的工 作量，使系統(tǒng)的可用度得到提高。 監(jiān)控中心減少了 2M 傳輸匯聚設(shè)備，大幅度降低建設(shè)成本， 實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。

簡化了基站動(dòng)環(huán)傳輸鏈路臺賬，提高了維護(hù)效率。能很好 的進(jìn)行維護(hù)工作的交接和傳遞。

五、結(jié)束語

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的 IP 化改造是未來技術(shù)的發(fā)展趨勢，可以非 常有效降低運(yùn)維成本、縮短排障時(shí)間、提高運(yùn)維人員工作效率。 由城域網(wǎng) MPLS VPN、IP-RAN 或者專用承載網(wǎng)等承載的動(dòng) 環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性及安全性得到非常有效的技術(shù)保?障，為未來視頻監(jiān)控、智能電表等需求做好傳輸帶寬準(zhǔn)備。

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