通信機(jī)房動力環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

向昌斌

（中國聯(lián)通湘西土家族苗族自治州分公司，湖南 湘西 416000）

0 引 言

目前，通信系統(tǒng)設(shè)備日益增多，機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)對于機(jī)房動力環(huán)境設(shè)備的自動監(jiān)管非常重要。通信機(jī)房電源設(shè)備種類繁多，給維護(hù)管理人員帶來很大不便。通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以對機(jī)房電源、空調(diào)等全面監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)記錄報(bào)警監(jiān)控的目的，為通信設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供支持。

1 通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控技術(shù)研究

隨著我國移動通信事業(yè)的發(fā)展，需要監(jiān)管維護(hù)的通信基站數(shù)量不斷增多，單靠傳統(tǒng)監(jiān)控方式已經(jīng)不能滿足高效率、低成本的維護(hù)需求。隨著自動化控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通過對環(huán)境遙測遙控及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，成為通信站無人值守的必要手段[1]。機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控是保證通信系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)，對動力設(shè)備維護(hù)可以保證通信系統(tǒng)正常運(yùn)行。隨著我國通信事業(yè)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)人工監(jiān)測方式難以有效維護(hù)分散的設(shè)備。為節(jié)約人力資源并提高通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，采用遙控方法對通信機(jī)房動力環(huán)境進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)機(jī)房動力環(huán)境系統(tǒng)無人值守。動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)代表先進(jìn)維護(hù)手段，可以實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展的科學(xué)管理[2]。運(yùn)用動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)分析處理設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而對故障進(jìn)行診斷警告。動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)人工看守維護(hù)模式，很多通信機(jī)房建立了專門的監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)隊(duì)伍，并且設(shè)備通信接口逐漸統(tǒng)一，進(jìn)一步提升了動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。

通信網(wǎng)絡(luò)分為全球移動通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication，GSM）網(wǎng)絡(luò)與分時(shí)長期演進(jìn)（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）網(wǎng)絡(luò)。其中，GSM網(wǎng)絡(luò)由移動臺、基站子系統(tǒng)等組成，機(jī)房動力環(huán)境系統(tǒng)包括市電電源、單元變換設(shè)備等，監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)分為二級層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)與三級層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)。二級層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是投資小、結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)是不利于監(jiān)控維護(hù)。三級層次結(jié)構(gòu)在省級建立用戶服務(wù)中心（Customer Service Center，CSC），便于各地分公司獨(dú)立監(jiān)控維護(hù)。應(yīng)用水平分為高、中、低3個(gè)層次，通信企業(yè)大部分處于中級應(yīng)用水平，可以實(shí)現(xiàn)歷史停電報(bào)表查詢、輔助進(jìn)行蓄電池放電實(shí)驗(yàn)、基本應(yīng)用查看警告、高級應(yīng)用故障預(yù)測、動力設(shè)備資源管理以及基站防盜告警聯(lián)動等[3]。

2 動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)從物理結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面考慮，其中物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取決于維護(hù)管理設(shè)置等。目前，監(jiān)控系統(tǒng)層次體系結(jié)構(gòu)尚無統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，不同廠商的監(jiān)控產(chǎn)品聯(lián)動存在一定困難。監(jiān)控系統(tǒng)層次設(shè)定應(yīng)遵循行政區(qū)域劃分原則，通常采用4級體系結(jié)構(gòu)。地市級通信機(jī)房設(shè)置大型計(jì)算機(jī)（Large Scale Compute，LSC），根據(jù)各地電話交換網(wǎng)絡(luò)下設(shè)端站數(shù)據(jù)采集器（Field Supervision Unit，F(xiàn)SU），通信局根據(jù)參量配置監(jiān)控模塊。動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)4級體系結(jié)構(gòu)存在3條傳輸線路，F(xiàn)SU與LSC數(shù)據(jù)傳輸采用其中的兩條傳輸線路。區(qū)域監(jiān)控中心硬件系統(tǒng)要求具有開放式體系結(jié)構(gòu)和較快的圖像解碼速度，實(shí)時(shí)處理監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。軟件系統(tǒng)要求支持開放網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，擁有良好的用戶界面和豐富的系統(tǒng)管理功能。通信站設(shè)計(jì)分為大、中、小模式，其中大模式需要監(jiān)控的對象種類較多，需要設(shè)置前置機(jī)進(jìn)行處理分析，然后將采集的數(shù)據(jù)傳送給上級監(jiān)控中心，對電源等設(shè)備可以進(jìn)行監(jiān)控[4]。

2.2 控制設(shè)備功能

動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)房環(huán)境設(shè)備監(jiān)管，監(jiān)控對象包括整流配電設(shè)備、智能開關(guān)電源等。監(jiān)控系統(tǒng)控制設(shè)備分為智能類與非智能類，智能設(shè)備可以方便地自行采集數(shù)據(jù)，非智能設(shè)備需要第三方采集模塊完成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集。機(jī)房環(huán)境視頻監(jiān)視是動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的重要部分，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)聯(lián)動錄像。LSC通過遠(yuǎn)程傳輸模塊接收交換機(jī)傳輸?shù)臄?shù)字視頻信號，分控機(jī)通過LAN與主控機(jī)相連，可選用多畫面分割器實(shí)現(xiàn)錄像機(jī)同時(shí)記錄多個(gè)交換機(jī)播放的現(xiàn)場圖像。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方式

動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可利用多種資源混合組網(wǎng)，包括數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（Digital Data Network，DDN），外網(wǎng)（Wide Area Networks，WAN）等，應(yīng)根據(jù)已有網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀選擇適合的組網(wǎng)模式[5]。動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)各層次需要交換信息，包括告警等歷史信息和新發(fā)生嚴(yán)重告警信息等。不同監(jiān)控中心的信息格式不同，需要利用數(shù)據(jù)庫變換和WWW/Java技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同信息格式的轉(zhuǎn)換。WWW/Java方式需要設(shè)計(jì)WWW頁面，優(yōu)點(diǎn)是無需新增數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，缺點(diǎn)是不能匯總各區(qū)域監(jiān)控中心的監(jiān)視數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫變換方式需要匯總后統(tǒng)一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，可以對全網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)一分析處理。

3 動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

監(jiān)控系統(tǒng)工作流程如圖2所示。監(jiān)控模塊與被監(jiān)控設(shè)備連接，能以串行通信口向現(xiàn)場監(jiān)控單元傳遞信息。監(jiān)控模塊主要功能包括采集存儲被控設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、按照FSU命令對被控設(shè)備進(jìn)行控制等。設(shè)備監(jiān)控模塊與現(xiàn)場監(jiān)控單元采用RS485接口，滿足通信距離要求下可采用RS232C接口。局站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)為分布式結(jié)構(gòu)，設(shè)備監(jiān)控模塊為從站[6]?，F(xiàn)場監(jiān)控單元連接電源等設(shè)備，通過接口將數(shù)據(jù)上傳給區(qū)域監(jiān)控中心LSC，F(xiàn)SU將控制命令發(fā)送至相關(guān)監(jiān)控模塊?，F(xiàn)場監(jiān)控單元功能包括命令設(shè)備監(jiān)控模塊對被控設(shè)備控制、收集故障告警信息、匯總設(shè)備監(jiān)控模塊傳送信息等。FSU系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集處理中樞，依據(jù)不同設(shè)備情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并提供多線程服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活設(shè)置[7]。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)工作流程

區(qū)域監(jiān)控中心要求具有WWW服務(wù)功能，LSC中告警數(shù)據(jù)保存3個(gè)月以上，實(shí)時(shí)監(jiān)控轄區(qū)內(nèi)FSU工作狀態(tài)，動態(tài)表現(xiàn)監(jiān)控對象的狀態(tài)參數(shù)。LSC軟件功能包括性能管理、故障管理等。區(qū)域監(jiān)控軟件LSC Manager采用B/S模式，用戶界面通過Web瀏覽器實(shí)現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)。B/S結(jié)構(gòu)采用星型拓?fù)淞⑵髽I(yè)通信網(wǎng)絡(luò)，利用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN）節(jié)省投資[8-10]。

4 結(jié) 論

隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，通信機(jī)房出現(xiàn)故障會給人們的生活帶來很大不便，通信機(jī)房安全可靠是保證企業(yè)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的基礎(chǔ)。通過設(shè)計(jì)通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，提出集中監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)混合模式。其中，局站FSU完成數(shù)據(jù)采集、臨時(shí)存儲等功能。LSC設(shè)立前端服務(wù)器，基于TCP/IP協(xié)議通信，內(nèi)部后臺軟件系統(tǒng)采用B/S體系。該系統(tǒng)可靠性較好，值得推廣。