移動通信動環監控系統現狀分析

摘要：由于移動通信行業發展迅猛，穩定的動力設備和優良的機房環境是保障通信企業網絡質量的必要條件，在對監控系統中常用的組網方式、監控系統結構進行總結的基礎上，說明了動環監控系統的現狀及發展趨勢。

關鍵詞：動環監控系統；組網方式；系統結構

中圖分類號：TP277文獻標識碼：B文章編號：1009-3044(2008)30-0587-02

The Status Quo Analysis of Power and Environment Monitoring System in Mobile Telecommunication

LI Xiao-ying

(School of Automation， Southeast University， Nanjing 210096， China)

Abstract: As the mobile telecommunications industry is developing rapidly， the stability of the power equipment and excellent room environment is the essential condition to protect the network quality of the telecommunication enterprise. On the basis of summing upboth the commonly used methods of network establishment and the structure of the monitoring system， We set forth the status quo and development trend of the dynamic environment monitoring system.

Key words: dynamic environment monitoring system; methods of network establishment; system structure

近年來移動通信行業發展迅猛，穩定的動力設備和優良的機房環境是保障通信企業網絡質量的必要條件；移動通信動環監控系統是指移動通信動力電源、機房空調、消防、安防等綜合監控系統。經過近二十年的發展，移動通信動環監控系統無論是在技術方面、建設規模方面還是在運行維護方面都有了很大的發展。但隨著第三代移動（3G）通信網即將啟用，各種數據業務及多媒體業務的應用日益增多，所需網絡覆蓋范圍不斷擴大，網絡基站數目也在急劇增加，其特點是局站規模大小不一，設備種類與數量不多，并以無人值守的基站為主。對于這些基站中的設備管理與維護是一個非常重要的問題。3G 系統與第二代移動通信系統相比采用了更前沿的技術，使數據通信的速率有了大幅度的提升，在此速率基礎之上的業務應用會日益豐富，同時也對其運行環境提出了更高的要求，對設備的穩定可靠運行要求較高。

1 現狀分析

目前國內外許多通信行業廠商推出各種監控系統。如深圳華為通信股份有限公司的PSMS動力設備及環境集中監控系統、ERICSSON公司的Energy Mastert系統中的電源監控子系統、艾默生網絡能源有限公司的PSMS動力設備及環境集中監控系統、萬聯公司的OMM網絡型監控系統等等。各公司都能把各種各樣的原始數據采集回來。而真正能夠將大量實時信息和報警信息整理成真正的維護參考信息、設備管理信息，則很少做好，即數據分析欠缺。因為這不僅要求設計開發人員精于監控系統，更要精于各種各樣動力設備維護經驗，并將經驗轉化成數據庫的自動操作，目前還沒有完全實現 。并且在實際使用時，遙測有誤差。同時無論是艾默生還是中興，其防雷擊、抗浪涌、電磁兼容等防護設計上都還有所欠缺。

監控系統的應用水平大致可分為初、中、高三級。初級應用（看告警、看設備運行數據、偶爾控制油機和空調）已經全部實現；大部分處于中級應用水平（查詢歷史停電報表、查詢油機開機報表、打印相關的告警報表、輔助進行蓄電池放電試驗）；高級應用（主要是指根據統計數據報表、作出相應分析、實現監控系統的高級管理應用——即設計一種存儲容量、速度都能滿足要求的數據庫）尚在開發階段。

2 動環系統的主要技術分析

根據電信運營商的各級維護管理單位的不同職能，監控系統采用逐級匯接的結構，管理結構由監控中心、區域監控中心、監控單元、監控模塊構成。監控系統的功能可以簡單地分為：監控功能、交互功能、管理功能、智能分析功能、輔助功能等。管理功能包括配置管理、故障管理、性能管理、安全管理。

常用的組網與傳輸方式有PSTN組網方式、DDN組網方式、E1線路組網方式、ISDN組網方式、IP方式等。

E1線路又稱2M線路，是直接由傳輸設備提供的PDH基群速率數據傳輸通道。E1線路既可以作為一個完整的2.048Mbit/s數據信道，也可以按時分復用的原理分為32個相互獨立的64kbit/s數據通道來使用，因此組網方式靈活，常見的有以下幾種：（1）獨立E1，整條線路不分時隙用于一個局站數據傳輸。這種方式可以用于數據量較大的SC-SS 或PSC-SC之間的組網。（2）抽時隙E1方式，是利用BTS與BCS之間Abis接口中現有E1 PCM電路中的空閑時隙，采用數字時隙分插復用技術來完成SU-SC之間的信息傳輸。根據BSC設備是否支持半永久連接，可分為點對點方式和半永久連接方式；根據FSU接入的位置不同，又可細分為前插方式和后插方式。當一個局站既有數據又有圖像時也可以采用這種方式，通過分時隙的方法來同時傳輸數據和圖像。抽時隙組網方式的缺點是基站監控數據的傳輸必須依賴基站主業務通道，對基站主業務有一定影響。

IP（MDCN）方式mobile digital communication network，局站動力環境監控的串行數據，通過傳輸設備轉換為IP數據包，并通過以太網接口接入到已建好的MDCN網絡中，就可以直接采集到各局站的數據。這種方式的特點是前期必須建成網絡，但在網絡數據流量過大的時段會影響監控系統的響應速度及穩定性。

PSTN方式是最簡單、應用最早的聯網方式，只需一對Modem就可建立聯接，但數據傳輸速率不高，易受干擾。

對于技術要求較高的3G基站建議選用獨立E1，對于可提供IP傳輸的基站也可采用IP組網方式；如資源不足可采用2M抽時隙組網方式。

由于E1線路既可以作為一個完整的2.048Mbit/s數據信道，也可以按時分復用的原理分為32個相互獨立的64kbit/s數據信道來使用，組網方式靈活多樣，本系統選用E1線路組網方式。

監控系統常用系統結構有兩種：基于客戶/服務器模式的兩層結構和基于客戶應用層/中間操作層/數據庫層模式的三層結構。在三層結構中，所有對數據庫進行查詢、存取、邏輯處理等訪問操作都交由中間操作層來完成，把繁鎖的數據庫操作從工作站應用程序中獨立出來，提高了系統整體效率。

兩種系統結構各有其特點：

兩層結構監控系統又可分為三類，1、基于協議訪問的C/S結構是以數據庫服務器和通信服務器為中心，將各工作站組織在一起，通過通信協議來進行系統間和系統內的訪問的一種方式。通信服務器承擔所有與通信有關的工作，包括協議轉換、命令轉發、數據上報、通信維持等，及與上下級系統進行通信。數據庫服務器則運行數據庫管理程序并存放數據庫。數據庫服務器接收來自通信服務器的監測數據，同時接收來自業務臺的告警處理、操作記錄等數據，及各工作站的數據查詢和修改。2、基于數據庫訪問的C/S結構中所有通信處理全交給底層網絡平臺完成，各級工作站都處于對等的客戶機地位，通過分配不同的數據庫訪問權限來實現不同的功能。本系統結構簡單，沒有復雜的編程工作，不必開發通信協議，但實時性較差。3、隨著Internet技術的發展，產生了基于Web技術的B/S結構，但通信數據量大，如設計不好將會影響系統性能。

基于客戶應用層/中間操作層/數據庫層模式的三層結構中，所有對數據庫的查詢、存取、邏輯處理等訪問操作都交由中間操作層完成，提高了系統的整體效率。

目前的監控系統關注的重點是對基站的環境參數的監視，而沒有上升到根據獲取的環境參數來控制各個環境控制設備的運行，或者說沒有建立一個有效的控制算法，并根據這個算法可靠而經濟地控制各鐘環境調節設備。

3 發展趨勢

近年來3G系統的建設日益加快，由于其核心網絡層承載的語音及數據的業務量巨大，對動力系統的可靠性、安全性提出更高要求；主設備的結構形式更多樣化，動力系統與主設備合一的結構將增加，對動力系統的應用環境及配置的靈活性提出更高要求；決定了基站動環監控系統朝著模塊化、智能化、網絡化的方向發展。

1) 現場監控單元的硬件化、模塊化，并應具有更高的兼容性；

2) IP化（IP技術是典型的分組交換技術）網絡化；

3) 重視統計數據，實現監控的高級應用即智能化的數據庫設計。

3.1 環境監控單元的模塊化

監控單元的模塊化是監控系統大規模應用的一個有效途徑，隨著網絡的發展，監控單元運行在一個IP網絡上，在將網絡通訊單元模塊化，伺服單元模塊化，電源模塊化，解碼單元模塊化后，不但可以將生產成本有效地降低，而且安裝服務等的成本也顯著降低，唯一需要設置的可能只是控制解碼程序。

3.2 監控系統的IP網絡化

先期的監控系統都采用專有線路的方式組網，通訊線路的資源沒有充分利用，而實際上通訊系統已經很大程度上是使用分組交換的方式實現了，監控系統的IP化實際上是不應該存在問題的，現在很多視頻監控已經采用IP的方式了，通過在各級監控中心按照IP組網的方式設計監控系統，就完全可以實現監控系統的網絡化。

3.3 監控系統的智能化

基站設備的安全運行處在一個環境參數區間內，為便于說明只簡單地考慮室內溫度ti，室外溫度to，室內濕度mi和室外濕度mo等幾個參數，經過統計分析以及有關實驗獲得各參數之間的關聯參數，得到如下的參數控制函數。

通過這個公式我們能夠將環境參數在一個四維空間內進行控制，而不是單獨地控制某一個變量，變一維線形控制到四維空間控制，能夠在安全、節能等各個方面有顯著地提高，當然這方面的應用需要大量的數據積累，隨著監控數據的積累，在科研人員的努力下，一定會在系統參數的智能化控制方面有長足的進步。

4 結束語

動環監控系統的技術支持——計算機網絡技術、測控技術、數據庫技術、自動控制技術、傳感器的飛速發展為移動通信動環監控系統提供了強有力的支持，大量新工藝、新技術的應用使動環監控系統如虎添翼。

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