電力通信系統中綜合監控研究與系統設計

孟 巍，李 煜，孟 琦，劉宏宇

（中國移動通信集團設計院有限公司 黑龍江分公司，黑龍江 哈爾濱 150080）

0 引 言

當前社會，對電力通信系統的綜合管理水平又提出了更高的要求。對于電力企業而言，確實有必要通過完善電力通信系統，提高供電網絡運行質量與運行效率，確保供電過程中的安全穩定性。在這個過程當中，企業需要結合自身管理需求及發展規劃，不斷完善、拓展以及細化電力通信系統的功能，確保系統內所有電力通信干線和通信設備都能夠得到及時有效的管理，以促進用戶滿意度和企業核心競爭力的整體提升[1]。

1 電力通信系統的綜合監控功能

1.1 日報報表管理

電力通信系統可以自動采集日報表中所需要的數據，進而生成日報表。操作人員還可以對報表內容進行修改、保存以及打印，為數據統計和工作交接等環節提供便利條件。在電力通信系統所生成的日志報表當中，除了記錄系統故障監控、故障預警以及故障統計等信息，還記錄了相關調度指令和其他重要數據，為電力通信系統實施綜合監控提供了數據支持[2]。

1.2 實時監控管理

在電力通信系統運行的過程中，可以隨時針對所有監控對象、運行數據以及子系統運行情況進行動態監測。與此同時，所有監測對象的性能參數和設備狀態也可以在系統當中得到反饋。具體的說，電力通信系統的監控管理功能主要體現在以下幾個方面。第一，系統可以在一個圖像化界面當中對所有被監控電路、設備以及電源進行遠程操控，隨時了解被監控對象的運行狀態。整個操控過程不僅方便快捷、精準高效，而且還可以針對操控信息進行自動記錄與存儲，方便以后進行查閱。第二，當電力通信系統監測到故障信息時，會第一時間發出警報，并且在系統界面上顯示監控對象的實際情況，以便于檢修人員及時開展故障搶修，將故障問題控制在可控范圍之內[3]。

1.3 通信資源管理

在電力通信系統運行的過程中，必然會在接入網、傳輸網以及交換網中生成大量數據信息，如交換資源信息、傳輸資源信息、動力資源信息等。而電力通信系統不僅可以針對這些數據信息進行全面整合，而且可以提煉出數據中所蘊含的關聯性與規律性。這樣一來，電力通信系統在實施綜合監控時，便可以針對不同層次提供相應的服務。

1.4 光纜傳輸監測

電力通信系統可以通過光纜監測達到遠程實時監測的目的。一旦在監測過程中發現異常情況，系統便會立即針對相關數據進行快速判斷與分析，如果判定監測光纖存在故障問題，系統會第一時間鎖定故障位置，同時發出故障告警，以便于故障維修人員快速進行故障處理[4]。

2 系統設計

在針對電力通信系統進行設計時，主要運用了MSTP以太網和網絡分層技術。在系統功能方面，主要包含監控中心、監控子站、轉換器、數據采集模塊以及數據傳輸網等功能模塊。但是，相對于綜合監控而言，其功能作用的發揮主要依托于數據傳輸模塊和監控中心模塊這兩大核心要素。

2.1 數據傳輸模塊

在設計數據傳輸網模塊時，需要設計人員優先考慮如何在滿足系統設計目標的基礎上，實現傳輸網絡與新配置功能模塊之間的相互耦合。目前，很多電力通信系統設計人員都是基于MSTP以太網技術的運用達到這一設計目的。MSTP是SDH、以太網以及ATM等多種先進技術的綜合體，可同時適配于多種業務，為其提供綜合技術支持。另外，MSTP可針對不同類型和數量的接入設備進行高效整合，簡化邊緣網絡結構，從而大大減少電力通信系統的設備接入數量、配置需求以及網絡維護需求。此外，由于MSTP通信設備可為以太網二層交換技術提供相應的支持，通道接口可以結合變電站數量進行一點對多點配置。MSTP還可以提供一個最佳的SDH和以太網相結合方案，并且借助以太網和ATM業務的支持，使帶寬分配能力、網絡帶寬以及帶寬利用率均獲得全面提升[5]。

2.2 監控中心模塊

在設計監控中心模塊時，一方面需要設計人員合理運用雙網雙機冗余技術，另一方面需要采取有效措施提高網絡流量和網絡與主機負載之間的均衡性。一般情況下，雙網雙機冗余配置的監控中心由一個主網絡和一個備用網絡構成，當主網絡和主機節點出現運行故障時，便會啟用備用網絡和備機節點。這種設計方式看似合理，但卻容易造成資源浪費，因此在針對監控中心進行設計時建議引進網絡分層和虛擬IP地址綁定等更加先進科學的技術，這樣不僅可以達到減少網絡擁塞、均衡網絡負荷的目的，還可以實現網絡資源與主機資源的高效利用。

在運用網絡分層技術時，先將監控網劃分成監控子網和采集子網。監控子站信息依靠采集子網得以匯集，之后再將這些信息發送到監控子網上，達到數據監控的目的。通過運用虛擬IP地址綁定技術，可將原有的主備雙網“合并”成一個IP地址。這樣一來，外部系統僅需通過一個網段，便可實現網絡流量的均衡分配。不僅如此，還可以針對子網主機進行合理分組，進一步降低主機負荷。通過這一設計思路，還可以保證數據服務器與子網主機之間的相互配合，徹底改變了以往那種主備工作方式，確保主機負載達到最合理狀態[6]。

3 系統實現

3.1 系統架構

電力通信系統是基于MSTP以太網和網絡分層技術所構建起來的，拓撲形式分為監控主站和監控子站兩級。當監控主站和各監控子站完成當地數據信息的采集工作以后，便將所有信息傳至站內綜合監控系統中。電力通信系統結構是由監控主站與220 kV及以上變電站、省網微波站點相結合構成[7]。

3.2 信息采集

目前，電源和交換系統檢測存在兩種方式，一是通過自身智能檢測模塊設備的協議轉換實現在線監測，二是通過數據采集單元完成設備總告警或者干節點信息的采集。在電力通信系統當中，電源主要通過RS232口接入。完成接入之后，便可以將不具備網管及智能接口的接入設備直接采集機架告警信息發送至監控主站，使這一部分信息得到有效監控。對于地網SDH、華為以及烽火PCM等具備網管的智能接口設備，主要通過協議轉換獲取設備告警信息、配置信息和性能信息。而對于省網ECI及華為SDH設備的告警信息、配置信息與性能信息，則通過網管CORBA接口接入。通過這種方式，可以消除網管軟硬件環境不同所帶來的弊端問題，進而采用統一CORBA接口實現數據接入，成功實現了監控軟件與設備網管程序的相互分離，在無需通知對方的情況下，便可以開展軟件修改與運行維護[8]。

3.3 系統聯網

在系統聯網方面，以太網的解決方案是將以太網業務卡（EIS卡）插入XDM（ECIMSTP）設備當中，此后為其提供以太網的點對點業務。由于每一塊EIS卡可以同時提供多個接口，具備多個連接用戶端，如果所有EIS卡均通過SDH電路實現相互串聯，不僅可以獲得太網所提供的點對點業務，還可以同時享受其他共享業務。另外，當EIS卡與XDM的交叉矩陣卡相連接時，可以使帶寬在1個VC到GE滿帶寬間進行合理調節。

3.4 電 源

利用電源信息采集終端設備對電源實時運行數據進行動態采集，其工作流程如圖1所示。在電力通信系統中接入電源時，來自于不同生產廠家所生產的蓄電池和整流電源，在型號與性能等方面均存在一定差異性。通過協議轉換可以化解這一問題，提高電源的兼容性，使電源統一納入到電力系統監控體系中，得到協調統一的管理[9]。

圖1 電力通信系統電源工作流程

3.5 軟件結構

電力通信系統軟件結構如圖2所示，電力通信系統軟件結構主要包括數據采集層、應用服務層以及用戶表示層。

圖2 電力通信系統軟件結構

數據采集層負責對各項實時信息進行全面采集；應用服務層主要服務于所有應用邏輯；用戶表示層負責展示用戶交互界面。電力通信系統的綜合監控功能主要由網絡監視子系統、資源管理子系統以及業務管理子系統共同承載。其中，網絡監視子系統負責針對所有性能數據進行實時監控，一旦發現異常數據，立即發出警報，協助管理人員對故障問題進行快速處理。資源管理子系統負責對全網信息進行存儲、處理、統計、查詢以及分析。業務管理子系統可以生成工單、值班日志以及統計分析報表[10]。

4 結 論

電力通信系統具有非常強大的綜合監控管理功能。通過系統運行，可使各條網絡線路和通信設備的運行情況得到全面有效的保障。一旦發生運行故障或者設備異常，系統會第一時間向管理人員發出警示，并且在系統界面當中顯示出故障點，幫助管理人員快速開展故障搶修。同時，該系統還可以實時采集并整理分析各項電力通信數據，為管理部門更加科學高效地開展各項工作提供數據支持，從根本上推動我國電力通信領域的健康發展。