通信機房供電及智能監控系統改造

蔡瑞平

（承德承鋼工程技術有限公司，河北 承德 067000）

0 引 言

通信機房作為網絡通信設施的核心，其供電系統的安全性與可靠性直接影響著網絡通信設備運行和服務的穩定。隨著通信技術的快速發展，通信機房的供電系統也面臨著不斷升級改造的需求。文章研究和分析了承德釩鈦煉鐵通信機房的供電升級改造及智能監控技術，以解決該機房供電和監控系統存在的諸多問題。

1 通信機房供電與監控系統現狀

目前，該通信機房供電系統只有一路三相四線交流380 V進線提供電源，監控系統只有視頻監控，機房通信設備經常出現故障。通過對該機房供電系統及設備出現的問題進行研究和分析，存在的問題包括：機房無雙路供電；機房供電系統無浪涌保護裝置；機房供電系統無不間斷電源（Uninterruptable Power System，UPS）；機房網絡及設備無可靠的接地系統；機房無溫度、濕度等智能監控系統[1]。

在供電系統檢修期間，無法保證機房正常供電，造成通信機房經常性被動斷電。由于機房通信機柜及通信設備無可靠接地，出現感應電流時無法消除，從而造成該機房網絡通信設備經常性出現故障。浪涌保護裝置是解決供電系統電流與電壓波動、防止雷擊損壞設備的必要裝置。同時，可靠智能的監控系統同樣是無人值守機房的核心系統，能夠第一時間發現通信機房出現的異常并發出報警提醒[2]。為保證通信機房設備的穩定運行，升級改造該機房的供電及智能監控系統。

2 通信機房供電系統的設計

通信機房的供電系統要求可靠、穩定、安全，能夠滿足設備不同功率的用電需求，并應對突發事故的發生。設計供電系統時，需要考慮備用電源、地線系統、配電系統以及保護器系統等方面。

2.1 備用電源

設置UPS供電系統，為通信機房提供穩定的備用電源。當主電源故障或停電時，系統能夠及時切換到備用電源，保證通信機房的正常運行。

2.2 地線系統

設計合理的地線系統是保證通信機房安全可靠運行的重要措施之一，可以有效防止因供電問題導致的電擊傷害和設備損壞。一個合理的地線系統應該具備良好的接地能力、連續性和可靠性、合理布置以及符合相關的安全標準和規范。

2.3 配電系統

根據通信機房的用電需求，選用合適的配電系統，保證供電系統的穩定性和可靠性。建議采用雙路供電系統，以提高供電的穩定性和可靠性。

2.4 保護器系統

設計合理的防雷防浪涌系統，保證通信機房供電系統安全穩定運行，防止因雷電或供電系浪涌電壓、電流造成通信設備損壞。

3 通信機房電源備份系統的設置

通信機房的電源備份系統是保證供電系統穩定可靠的重要措施。在電源備份系統的設置中，需要考慮UPS電源、雙路供電方面的問題。

3.1 UPS電源

UPS電源作為通信機房的備用電源，具備快速切換、恢復時間短以及穩定性高等特點，為通信系統的連續性和可靠性提供了重要保障。在通信機房中，穩定的電力供應至關重要，任何電力中斷都可能導致通信系統故障或服務中斷，給用戶帶來不便和損失。UPS電源的作用就是在主電源故障時迅速切換至備用電源，并在主電源恢復后快速切換回來，以保證通信系統的持續運行[3]。

3.2 雙路供電

在變壓器故障或檢修等特殊情況下，為確保通信機房的正常運行，需要設置雙路供電系統。雙路供電系統是一種安全可靠的電力備份方案，可以在主電源故障時自動切換至備用電源，確保通信機房的持續供電。

4 通信機房智能監控系統改造

通信機房的智能監控系統在維護現有設備狀態、確保適宜的工作環境以及提高整體安全性方面扮演著關鍵角色。

4.1 傳感器網絡

傳感器網絡是智能監控系統的基礎。在通信機房中，不僅要監測設備狀態，還要監控環境因素，如溫度、濕度等，因此對傳感器網絡進行改進至關重要。

4.1.1 引入多樣性傳感器

引入多樣性傳感器，確保對通信機房內部情況的全面監測。第一，溫度傳感器。溫度傳感器的使用能夠監測溫度的變化，確保環境溫度始終處于安全范圍內，有助于防止設備過熱或冷卻不足。第二，濕度傳感器。過高的濕度可能導致設備受潮，從而損害其性能；過低的濕度可能導致靜電問題。通過濕度傳感器來監測濕度水平，可以確保通信機房內的濕度水平恒定，從而降低設備受損的風險。第三，電力傳感器。電力傳感器用于監測電力使用情況，對于節能和減少碳排放至關重要。通過實時監測電力消耗，通信機房管理人員可以更好地了解電力分配情況，優化資源使用，減少不必要的浪費。第四，設備狀態傳感器。設備狀態傳感器可以檢測設備的運行狀態，有助于發現潛在的故障或問題，從而減少維修時間和設備停機的風險，確保通信服務的連續性。

4.1.2 傳感器位置優化

在傳感器布局中，位置優化是關鍵的考慮因素。為準確監測通信機房內的重要參數，應將傳感器謹慎放置在關鍵區域，避免死角和重疊，確保覆蓋全面且高效。合理的位置安排可以最大限度地減少誤差，提高監測系統的可靠性。在選擇傳感器位置時，需考慮信號傳輸的路徑，避免信號衰減和干擾。此外，定期的巡檢和維護也至關重要，可以確保傳感器保持良好的工作狀態。通過系統化的布局和維護，可以最大限度地提高通信機房的安全性，確保其穩定運行。

4.1.3 實時數據采集

在傳感器布局方面，確保實時數據采集是至關重要的。傳感器系統的性能和有效性直接取決于其捕捉和傳輸數據到中央監控系統的能力。通過實時數據采集，運維人員可以隨時查看和分析這些參數的變化，從而迅速識別潛在問題或風險。例如，溫度升高或濕度異常波動可能表明設備故障或存在潛在問題，而電力消耗的亟劇增加可能暗示能源問題。

4.2 數據分析

傳感器網絡提供了大量的數據，但這些數據如果不經過分析，將難以發揮其作用。采用大數據分析技術可以處理龐大的數據流，包括對歷史數據的分析，以便發現潛在趨勢和周期性問題。大數據分析還有助于優化資源利用，提高整體效率。利用人工智能技術可以實時分析傳感器數據，識別潛在問題。此外，數據分析還可用于預測設備的維護需求。

4.3 遠程監控

遠程監控是智能監控系統的一個重要功能，方便運維人員隨時隨地監控通信機房的狀態。

通過開發一個移動應用程序，可以使運維人員利用智能移動終端隨時訪問監控系統，提高工作效率。除了監視功能外，遠程監控系統還應具備控制能力。在發現異常情況時，運維人員可以通過遠程控制系統采取措施，如切斷電源或重啟設備。設置實時警報系統，以便在出現緊急情況時及時提醒運維人員，有助于快速解決問題。

5 通信機房智能監控系統的實際應用

通信機房的監測系統是保證供電系統正常運行的重要手段。選用合適的監測設備，對供電系統的運行狀態進行實時監測，及時發現和解決故障。根據通信機房供電系統的特點和需求，確定監測的方法和策略，建立完整的監測體系。此外，應定期對監測設備進行維護和檢測，確保其正常運行[4]。

按照設計與改造要求，重新鋪設另一路供電電源，將通信機房的供電電源改造為由2臺變壓器提供的電源。同時，安裝雙路供電自動切換開關，增設防雷防浪涌保護裝置和UPS裝置。為確保所有設備穩定可靠接地，使用接地扁鋼連接指定的接地點，并在每個機柜設置專用接地排。智能監控系統利用通信機房的光纜資源優勢，通過安裝溫濕度傳感器和數據采集模塊，實時采集機房的溫濕度、供電狀態、UPS狀態等關鍵信息，并將這些信息傳輸到主控室。然后編寫監控程序來實時顯示這些采集的數據，并創建預警信息日志，以便在出現問題時及時發出預警[5]。雙路供電系統的自動切換架構如圖1所示。

圖1 雙路供電系統自動切換架構

圖1中包含2條電源路徑，分別為交流電源1和交流電源2。其中主要的切換設備為2個自動轉換開關（Automatic Transfer Switch，ATS），用于在主電源失效時自動將電源的供電網絡切換到備用電源。防雷防浪涌裝置主要用于防雷擊、消除供電系統的浪涌電流與電壓。UPS主要確保在ATS切換過程中負載系統不出現電源波動。數據通信模塊（Data Communication Module，DCM）為數據采集核心部件，主要用于采集供電系統狀態及機房溫濕度等信息，通過網絡傳輸到后臺進行監控和預警處理。

6 結 論

通過研究通信機房供電升級改造技術，主要從供電系統設計、電源備份系統設置、可靠接地系統安裝、通信機房智能監控系統改造等方面提出建議。雙路供電系統可以有效提高供電系統的可靠性和穩定性，確保系統始終能夠正常運行。在主要供電途徑發生故障時，系統能夠迅速切換到備用電源，從而最大限度地避免因供電問題導致的停機和其他問題。