通信機房動力環境的監控系統設計

向昌斌

（中國聯通湘西土家族苗族自治州分公司，湖南 湘西 416000）

0 引 言

目前，通信系統設備日益增多，機房動力環境監控系統對于機房動力環境設備的自動監管非常重要。通信機房電源設備種類繁多，給維護管理人員帶來很大不便。通信機房動力環境監控系統可以對機房電源、空調等全面監管，實現實時記錄報警監控的目的，為通信設備的穩定運行提供支持。

1 通信機房動力環境監控技術研究

隨著我國移動通信事業的發展，需要監管維護的通信基站數量不斷增多，單靠傳統監控方式已經不能滿足高效率、低成本的維護需求。隨著自動化控制網絡技術的發展，可以實現對設備的遠程監控。通信機房動力環境監控系統通過對環境遙測遙控及時發現故障，成為通信站無人值守的必要手段[1]。機房動力環境監控是保證通信系統安全的基礎，對動力設備維護可以保證通信系統正常運行。隨著我國通信事業快速發展，網絡規模不斷擴大，傳統人工監測方式難以有效維護分散的設備。為節約人力資源并提高通信網絡質量，采用遙控方法對通信機房動力環境進行監管，實現機房動力環境系統無人值守。動力環境監控系統代表先進維護手段，可以實現通信技術發展的科學管理[2]。運用動力環境監控系統分析處理設備運行數據，從而對故障進行診斷警告。動力環境監控系統的應用改變了傳統人工看守維護模式，很多通信機房建立了專門的監控系統維護隊伍，并且設備通信接口逐漸統一，進一步提升了動力環境監控系統的可靠性。

通信網絡分為全球移動通信系統（Global System for Mobile Communication，GSM）網絡與分時長期演進（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）網絡。其中，GSM網絡由移動臺、基站子系統等組成，機房動力環境系統包括市電電源、單元變換設備等，監控系統組網分為二級層次結構網與三級層次結構網。二級層次結構的優點是投資小、結構簡單，缺點是不利于監控維護。三級層次結構在省級建立用戶服務中心（Customer Service Center，CSC），便于各地分公司獨立監控維護。應用水平分為高、中、低3個層次，通信企業大部分處于中級應用水平，可以實現歷史停電報表查詢、輔助進行蓄電池放電實驗、基本應用查看警告、高級應用故障預測、動力設備資源管理以及基站防盜告警聯動等[3]。

2 動力環境監控系統總體設計

2.1 系統結構

動力環境監控系統設計從物理結構與業務結構兩個方面考慮，其中物理結構設計取決于維護管理設置等。目前，監控系統層次體系結構尚無統一規范標準，不同廠商的監控產品聯動存在一定困難。監控系統層次設定應遵循行政區域劃分原則，通常采用4級體系結構。地市級通信機房設置大型計算機（Large Scale Compute，LSC），根據各地電話交換網絡下設端站數據采集器（Field Supervision Unit，FSU），通信局根據參量配置監控模塊。動力環境監控系統體系結構如圖1所示。

圖1 動力環境監控系統體系結構

監控系統4級體系結構存在3條傳輸線路，FSU與LSC數據傳輸采用其中的兩條傳輸線路。區域監控中心硬件系統要求具有開放式體系結構和較快的圖像解碼速度，實時處理監控點的數據信息。軟件系統要求支持開放網絡協議，擁有良好的用戶界面和豐富的系統管理功能。通信站設計分為大、中、小模式，其中大模式需要監控的對象種類較多，需要設置前置機進行處理分析，然后將采集的數據傳送給上級監控中心，對電源等設備可以進行監控[4]。

2.2 控制設備功能

動力環境監控系統可以實現機房環境設備監管，監控對象包括整流配電設備、智能開關電源等。監控系統控制設備分為智能類與非智能類，智能設備可以方便地自行采集數據，非智能設備需要第三方采集模塊完成監控數據采集。機房環境視頻監視是動力環境監控系統的重要部分，可實現遠程視頻實時聯動錄像。LSC通過遠程傳輸模塊接收交換機傳輸的數字視頻信號，分控機通過LAN與主控機相連，可選用多畫面分割器實現錄像機同時記錄多個交換機播放的現場圖像。

2.3 監控系統組網方式

動力環境監控系統可利用多種資源混合組網，包括數字數據網（Digital Data Network，DDN），外網（Wide Area Networks，WAN）等，應根據已有網絡現狀選擇適合的組網模式[5]。動力環境監控系統各層次需要交換信息，包括告警等歷史信息和新發生嚴重告警信息等。不同監控中心的信息格式不同，需要利用數據庫變換和WWW/Java技術實現不同信息格式的轉換。WWW/Java方式需要設計WWW頁面，優點是無需新增數據庫系統，缺點是不能匯總各區域監控中心的監視數據。數據庫變換方式需要匯總后統一轉換數據格式，可以對全網監控數據統一分析處理。

3 動力環境監控系統設計實現

監控系統工作流程如圖2所示。監控模塊與被監控設備連接，能以串行通信口向現場監控單元傳遞信息。監控模塊主要功能包括采集存儲被控設備運行參數、按照FSU命令對被控設備進行控制等。設備監控模塊與現場監控單元采用RS485接口，滿足通信距離要求下可采用RS232C接口。局站內監控系統為分布式結構，設備監控模塊為從站[6]。現場監控單元連接電源等設備，通過接口將數據上傳給區域監控中心LSC，FSU將控制命令發送至相關監控模塊。現場監控單元功能包括命令設備監控模塊對被控設備控制、收集故障告警信息、匯總設備監控模塊傳送信息等。FSU系統是數據采集處理中樞，依據不同設備情況進行數據分析并提供多線程服務，可以實現系統靈活設置[7]。

圖2 監控系統工作流程

區域監控中心要求具有WWW服務功能，LSC中告警數據保存3個月以上，實時監控轄區內FSU工作狀態，動態表現監控對象的狀態參數。LSC軟件功能包括性能管理、故障管理等。區域監控軟件LSC Manager采用B/S模式，用戶界面通過Web瀏覽器實現，主要事務邏輯在服務器端實現。B/S結構采用星型拓撲立企業通信網絡，利用虛擬專用網絡（Virtual Private Network，VPN）節省投資[8-10]。

4 結 論

隨著信息化時代的發展，通信機房出現故障會給人們的生活帶來很大不便，通信機房安全可靠是保證企業網絡質量的基礎。通過設計通信機房動力環境監控系統，提出集中監控體系結構混合模式。其中，局站FSU完成數據采集、臨時存儲等功能。LSC設立前端服務器，基于TCP/IP協議通信，內部后臺軟件系統采用B/S體系。該系統可靠性較好，值得推廣。