動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)

20世紀(jì)80年代末期，電信事業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的起步階段，我國(guó)開(kāi)始從國(guó)外大規(guī)模引進(jìn)各種先進(jìn)的通信設(shè)備。而通信局(站)的動(dòng)力設(shè)備種類繁雜，加之當(dāng)時(shí)自動(dòng)化程度很低，維護(hù)難度很大。作為通信系統(tǒng)的"心臟"，如何保證動(dòng)力設(shè)備的正常運(yùn)行、提高維護(hù)質(zhì)量成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

1992年原郵電部設(shè)計(jì)院(現(xiàn)中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司)和廣州市電信局合作研究試驗(yàn)成功廣州長(zhǎng)途樞紐樓通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)，隨著通信局(站)維護(hù)體制向無(wú)人、少人值守的方向發(fā)展，很多省市也相繼開(kāi)展了動(dòng)力集中監(jiān)控系統(tǒng)的研究和實(shí)施。

早期的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)主要為原中國(guó)電信以固話本地網(wǎng)為單位，一般一個(gè)地區(qū)建設(shè)一個(gè)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(監(jiān)控單元SU，區(qū)域監(jiān)控中心SS，地區(qū)監(jiān)控中心SC)。由于當(dāng)時(shí)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)處于起步階段，監(jiān)控廠家多，一個(gè)地區(qū)有時(shí)由多家監(jiān)控廠商建設(shè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通;監(jiān)控廠商技術(shù)水平差別很大，建設(shè)方又沒(méi)有建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，許多地區(qū)建設(shè)的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法滿足日常維護(hù)的需求。

1996年開(kāi)始，原郵電部電信總局出臺(tái)了大量的監(jiān)控技術(shù)規(guī)范，如《通信電源、機(jī)房空調(diào)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)技術(shù)要求》、《通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求(暫行規(guī)定)》等，并開(kāi)始著手對(duì)部分廠商在網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估測(cè)試，對(duì)淘汰部分技術(shù)水平低、系統(tǒng)不穩(wěn)定的廠商，起到了積極的作用。

在監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，早期的部分監(jiān)控廠商直接采用其他國(guó)家和地區(qū)的成熟工控軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，底端采用通用的工控采集設(shè)備，在一定時(shí)期內(nèi)快速占有了市場(chǎng)，但由于未掌握核心技術(shù)，這些系統(tǒng)在功能上無(wú)法滿足更高的要求。隨著國(guó)內(nèi)動(dòng)環(huán)監(jiān)控廠商規(guī)模的擴(kuò)大，自主研發(fā)的監(jiān)控產(chǎn)品更加符合國(guó)內(nèi)通信局(站)維護(hù)的需求，質(zhì)量和性能也不斷提高，具有較高的性價(jià)比，顯示出了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力，成為目前國(guó)內(nèi)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的主流廠家。

從開(kāi)始建設(shè)之初，到2008年已有十年左右的時(shí)間了。在這十年中，動(dòng)環(huán)監(jiān)控的建設(shè)目的和應(yīng)用功能也隨著通信規(guī)模逐漸增大，通信網(wǎng)絡(luò)不斷革新，發(fā)生了非常大的變化。 起初，各個(gè)監(jiān)控廠家分別在各地市建設(shè)集中監(jiān)控系統(tǒng)，并以實(shí)現(xiàn)局站無(wú)人值守為目的，完成的功能主要是局站內(nèi)動(dòng)力設(shè)備和環(huán)境的監(jiān)視和控制，并遵循多監(jiān)少控的原則，避免出現(xiàn)意外事故。

隨著動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的成熟，以及監(jiān)控局站的增多，這種單一化的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足動(dòng)力設(shè)備維護(hù)的需要，已分化形成各種增值應(yīng)用，如各種動(dòng)力設(shè)備的管理、資源系統(tǒng)的管理、圖像監(jiān)控、智能門禁監(jiān)控等。

在管理方式上，也形成一點(diǎn)值班，多點(diǎn)維護(hù)的機(jī)制。這種機(jī)制要求各地市的監(jiān)控信息集中到一起，形成集中的監(jiān)控中心，在這個(gè)集中監(jiān)控中心上完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控及故障維護(hù)的派發(fā)。

隨著日趨成熟的市場(chǎng)應(yīng)用及需求更新，動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)以下基本功能:

機(jī)房動(dòng)力設(shè)備通過(guò)智能數(shù)據(jù)接口(RS232、RS485、RS422)或者增加采集傳感設(shè)備接入動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行正常狀態(tài)監(jiān)測(cè)、異常狀態(tài)預(yù)測(cè)、在線智能故障診斷等功能。

動(dòng)力設(shè)備及服務(wù)器、傳輸交換設(shè)備的工作環(huán)境，如溫濕度、漏水、消防等環(huán)境參量監(jiān)測(cè)、機(jī)房空調(diào)監(jiān)測(cè)接入動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、告警閥值設(shè)定、告警預(yù)測(cè)、告警時(shí)結(jié)合應(yīng)急預(yù)案采取相應(yīng)處理策略，確保工作環(huán)境處于健康狀態(tài)，為設(shè)備可靠運(yùn)行提供有力保障。

機(jī)房作為重要的區(qū)域，機(jī)房的安防環(huán)境需接入動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房門禁管理、入侵防盜報(bào)警管理、視頻監(jiān)控、IP對(duì)講等功能，確保機(jī)房的安全防范，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)人值守管理，節(jié)約人力資源。

機(jī)房服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(交換機(jī)、路由器、交換機(jī)等)支持SNMP(簡(jiǎn)單網(wǎng)管協(xié)議)，接入動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控，設(shè)定告警閥值實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，及時(shí)掌握提供核心服務(wù)各設(shè)備健康指數(shù)。

監(jiān)控系統(tǒng)需支持靈活的組網(wǎng)方式，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的資源組建監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，支持現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)總線(RS485、RS422、RS232等)、TCP/IP、E1、ADSL、GPRS、3G(EVDO、HSDA、WCDMA)等方式組網(wǎng)。

對(duì)于分散的機(jī)房，需采用分布式應(yīng)用、集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理的原則，實(shí)現(xiàn)機(jī)房無(wú)人值守。

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)采用逐級(jí)匯接的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)于一個(gè)地區(qū)而言，一般由監(jiān)控中心(SC-SupervisionCenter)、區(qū)域監(jiān)控中心(SS-SupervisionStation)、監(jiān)控單元(SU-SupervisionUnit)和監(jiān)控模塊(SM-SupervisionModule)構(gòu)成。

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，各部分定義如下。

監(jiān)控中心(SC)是為適應(yīng)集中監(jiān)控、集中維護(hù)和集中管理的要求而設(shè)置，動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)可以相對(duì)獨(dú)立，也可以根據(jù)維護(hù)需求成為綜合網(wǎng)管的一個(gè)組成部分。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)可以在各級(jí)監(jiān)控中心通過(guò)D接口完成與其他網(wǎng)管信息的交互，或納入綜合網(wǎng)管系統(tǒng)。

區(qū)域監(jiān)控中心(SS)是為滿足本地縣、區(qū)級(jí)的管理要求而設(shè)置的，負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)各監(jiān)控單元的管理。對(duì)于固話網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域監(jiān)控中心為一個(gè)縣/區(qū)的概念，目前SS的建設(shè)逐步改為反牽終端的方式，其功能不斷地弱化;而對(duì)于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)而言，由于其組網(wǎng)不同于固話本地網(wǎng)，在建設(shè)初期就弱化甚至取消了這一級(jí)。

監(jiān)控單元(SU)是監(jiān)控系統(tǒng)的最小子系統(tǒng)，由若干監(jiān)控模塊和其他輔助設(shè)備組成，監(jiān)控范圍一般為一個(gè)獨(dú)立的通信局(站)。

監(jiān)控模塊(SM)指完成特定設(shè)備管理功能，并提供相應(yīng)監(jiān)控信息的設(shè)備。如目前具有通信接口的各類動(dòng)力設(shè)備，其控制模塊具有對(duì)于本設(shè)備的監(jiān)控管理功能，同時(shí)可以進(jìn)行對(duì)外信息的交互，就屬于監(jiān)控模塊的范疇。

在實(shí)際應(yīng)用中，不同的運(yùn)營(yíng)商針對(duì)自身的特點(diǎn)，提出了不同的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)各部分進(jìn)行了重新定義。

傳輸方式

對(duì)于任何一種監(jiān)控系統(tǒng)而言，獲取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是監(jiān)控的最終目的，傳輸方式則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)不可缺少的手段，監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)、監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模及監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控量(內(nèi)容)與傳輸方式具有密切的關(guān)系。在監(jiān)控系統(tǒng)中，不同的網(wǎng)絡(luò)級(jí)別之間，可以采用不同的傳輸方式。

(1)監(jiān)控模塊(SM)與監(jiān)控單元(SU)之間的傳輸方式

監(jiān)控模塊(SM)與監(jiān)控單元(SU)都處于監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，距離較近，一般采用專用數(shù)據(jù)總線，物理接口與傳輸速率可以選擇以下幾種方式:

a)V.11/RS422 1.2kbit/s~48kbit/s;

b)V.10/RS423 1.2kbit/s~48kbit/s;

c)RS485 1.2kbit/s~48kbit/s;

d)V.24/V.28/RS232-C 1.2kbit/s~19.2kbit/s;

e)G.703 64kbit/s同向口;

f)RJ45 10BASE-T，10BASE-510Mbit/s。

在以上幾種物理接口中，RS232和RS485/422是應(yīng)用最為普遍的。

從地理位置而言，監(jiān)控單元(SU)與各級(jí)監(jiān)控中心不在同一個(gè)地方，根據(jù)監(jiān)控單元(SU)所處通信局(站)規(guī)模的不同，可以為監(jiān)控系統(tǒng)提供的傳輸資源差別很大。對(duì)于大型的通信局，監(jiān)控單元(SU)到各級(jí)監(jiān)控中心(SS或SC)傳輸資源十分豐富;對(duì)于基站、模塊局等小型站點(diǎn)，傳輸資源相對(duì)有限;而對(duì)于光纜中繼站，傳輸資源則相對(duì)匱乏。

因此，應(yīng)根據(jù)不同的情況，利用原有的傳輸資源，在傳輸系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、滿足帶寬需求的基礎(chǔ)上，搭建起科學(xué)、合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

在實(shí)際的監(jiān)控工程中，一些局站可以同時(shí)提供多種傳輸資源，需要我們根據(jù)工程的要求選擇。目前經(jīng)常使用的主要有IP網(wǎng)、2M或2M抽取時(shí)隙、單向環(huán)形(鏈形)及雙向保護(hù)環(huán)組網(wǎng)、無(wú)線組網(wǎng)、光纜或微波傳輸設(shè)備上的輔助通道和光纖傳輸6中方式。

(1)底端監(jiān)控單元的智能化

隨著技術(shù)的發(fā)展，底端監(jiān)控單元處理器集成化和性能快速提高，使底端進(jìn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的分析和處理、完善監(jiān)控系統(tǒng)的控制功能成為可能;同時(shí)，隨著通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，站點(diǎn)數(shù)目及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也日趨龐大，監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量及其處理能力也在接受著日趨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

面對(duì)此種發(fā)展趨勢(shì)，傳統(tǒng)的輪巡方式與監(jiān)控中心集中處理機(jī)制必然導(dǎo)致傳輸網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心服務(wù)器的巨大壓力，容易造成網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴、中心瓶頸及單點(diǎn)故障等問(wèn)題。通過(guò)底端監(jiān)控單元的智能化，可有效地解決這些問(wèn)題。

底端監(jiān)控單元智能化指在底端數(shù)據(jù)采集器上通過(guò)安裝嵌入式操作系統(tǒng)，運(yùn)行應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)底端數(shù)據(jù)的處理與管理，可通過(guò)智能地判斷數(shù)據(jù)變化情況，僅將有采集意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行主動(dòng)上傳，極大的減輕了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，提高了監(jiān)控中心的接入與處理能力;同時(shí)，底端智能化平臺(tái)可以通過(guò)監(jiān)控中心的配置，在底端實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)定制功能，更加符合動(dòng)力設(shè)備維護(hù)的需求。

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)根據(jù)傳輸組網(wǎng)方式可以采取靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，目前在通信局(站)內(nèi)一般采取RS485/422總線組網(wǎng)，從SU向上大多采用TCP/IP組網(wǎng)。

從監(jiān)控的發(fā)展趨勢(shì)看，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在許多行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，也將是動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向。目前，部分廠商的產(chǎn)品在SM就配置了網(wǎng)絡(luò)接口，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)可以全網(wǎng)采用TCP/IP組網(wǎng)，監(jiān)控中心可以直接對(duì)SM進(jìn)行訪問(wèn)獲取數(shù)據(jù)，在監(jiān)控中心配置通信服務(wù)單元實(shí)現(xiàn)SM監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的預(yù)處理，從而弱化了現(xiàn)場(chǎng)SU的概念，對(duì)于任一監(jiān)控模塊的割接、新增監(jiān)控模塊入網(wǎng)等都可以方便地完成，對(duì)于圖像監(jiān)控也可以與數(shù)據(jù)一起傳輸，組網(wǎng)十分靈活。

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象一般是動(dòng)力設(shè)備及環(huán)境量，監(jiān)控的目的也是完成三遙量的監(jiān)控。隨著維護(hù)需求的不斷發(fā)展，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高更全面的要求。

首先，對(duì)監(jiān)控對(duì)象的要求也更加全面，監(jiān)控對(duì)象不僅要包括常規(guī)的動(dòng)力設(shè)備和環(huán)境量，在一些特定的通信局站，如通信基站，針對(duì)盜竊情況日益嚴(yán)重的問(wèn)題，一些監(jiān)控廠商還增加了空調(diào)室外機(jī)防盜、進(jìn)出門身份識(shí)別、電池電纜防盜等，現(xiàn)場(chǎng)安裝警鈴、警燈等警示設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與公安部門的聯(lián)動(dòng)，設(shè)計(jì)出一套完整的防盜告警系統(tǒng)。

在增加監(jiān)控對(duì)象的同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)的功能也在不斷的完善。除了完成三遙量的監(jiān)控，目前部分監(jiān)控系統(tǒng)還增加了新的功能，如在通信機(jī)房，監(jiān)控系統(tǒng)在對(duì)于整個(gè)機(jī)房溫度監(jiān)控的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的空調(diào)進(jìn)行統(tǒng)一的控制，在滿足機(jī)房制冷需求的同時(shí)，節(jié)約了電能。

監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)放性包括底端采集設(shè)備的互聯(lián)和監(jiān)控系統(tǒng)各級(jí)間的互聯(lián)(分別為A、B、C、D接口)。目前，除了B接口，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)對(duì)于其他各級(jí)接口進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中對(duì)于這些接口的執(zhí)行力度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在不同廠家系統(tǒng)間互聯(lián)時(shí)往往需要額外進(jìn)行互聯(lián)軟件的開(kāi)發(fā)，更重要的是，一旦一家公司不再進(jìn)行該監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，其底端采集設(shè)備將面臨無(wú)法維護(hù)、更換的尷尬局面，最終造成整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的癱瘓。另一個(gè)方面，一家公司承建某地區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)后，由于監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法互聯(lián)的問(wèn)題，以后各期擴(kuò)容也只能由該公司建設(shè)，在技術(shù)和價(jià)格上都無(wú)法引入有效的競(jìng)爭(zhēng)。

因此，在新的監(jiān)控工程中應(yīng)嚴(yán)格要求廠家按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行，嚴(yán)格測(cè)試手段，對(duì)于今后監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)大有裨益。

網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)機(jī)房:服務(wù)器、交換設(shè)備多，對(duì)機(jī)房的環(huán)境要求較高;機(jī)房服務(wù)器等設(shè)備安全級(jí)別高，相應(yīng)的安保級(jí)別也高;機(jī)房的動(dòng)力設(shè)備種類多、數(shù)量也多、一般為有人值守或者半值守狀態(tài)，維護(hù)難度大，維護(hù)人員數(shù)量少、但需綜合能力強(qiáng);機(jī)房?jī)?nèi)的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備多，要求預(yù)警級(jí)別高;如果萬(wàn)一出現(xiàn)故障影響范圍較大、損失不菲。

通信基站和模塊局(接入網(wǎng))機(jī)房:局站點(diǎn)多;傳輸資源有限;機(jī)房(基站)的動(dòng)力設(shè)備種類少、數(shù)量少;機(jī)房(基站)設(shè)備投資少;電力網(wǎng)情況不很穩(wěn)定;機(jī)房(基站)所處環(huán)境也比較惡劣，而且平時(shí)機(jī)房(基站)基本上都是無(wú)人值守。

小區(qū)物業(yè)機(jī)房:機(jī)房設(shè)備主要為動(dòng)力設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、低壓配電系統(tǒng)、小型UPS、消防及生活水箱水泵、等，種類少、數(shù)量不多;一般為半值守狀態(tài)，維護(hù)難度不高，但具備綜合專業(yè)技能維護(hù)人員數(shù)量少;

數(shù)據(jù)中心(IDC)、通信母局機(jī)樓:機(jī)樓內(nèi)的專業(yè)機(jī)房(油機(jī)房、低壓配電房、UPS房、傳輸交換房、數(shù)據(jù)機(jī)房、核心數(shù)據(jù)機(jī)房等)數(shù)量多，核心數(shù)據(jù)服務(wù)器、交換設(shè)備多，對(duì)機(jī)房的綜合環(huán)境要求高;機(jī)房的動(dòng)力設(shè)備種類眾多、數(shù)量眾多、維護(hù)難度大，一般為有人值守，需維護(hù)人員綜合技能高;機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備價(jià)值高，綜合安全防范要求級(jí)別最高;機(jī)房?jī)?nèi)的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備多，要求預(yù)警級(jí)別高; 如果出現(xiàn)故障影響范圍廣、損失嚴(yán)重。