電源:淺談動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的應用和發(fā)展
動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)是一個網(wǎng)絡(luò)化的集成系統(tǒng),各局站的動力設(shè)備及環(huán)境運行數(shù)據(jù)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)集中到監(jiān)控中心,并進行存儲、處理,實時呈現(xiàn)運行數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)。以“四遙”為手段,通信企業(yè)可以全面撤銷局站有人值守,變被動的搶修模式為主動的預防性維護模式,達到減員增效的目的。
二、 動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的背景
1、 通信企業(yè)競爭和發(fā)展的需要
隨著通信行業(yè)的迅猛發(fā)展,通信企業(yè)間的競爭不斷加劇,“網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是通信企業(yè)的生命線”,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量領(lǐng)先是通信企業(yè)的絕對競爭優(yōu)勢,穩(wěn)定的動力設(shè)備和優(yōu)良的機房環(huán)境是保障網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量領(lǐng)先的必要條件。為了提高運行質(zhì)量保障能力和運維管理低成本運作能力,通信企業(yè)必須建設(shè)動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)。
2、 動力維護工作特點決定
動力設(shè)備預防性維護、應急供電搶修、機房環(huán)境維護等都是勞動密集型工作,傳統(tǒng)的“有人值守+斷電搶修”維護模式,執(zhí)行效率低、資源耗費大,難以適應動力維護工作發(fā)展的要求。“生產(chǎn)關(guān)系要適應生產(chǎn)力的發(fā)展”,維護體制必須向集中化、精細化轉(zhuǎn)變,動力及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)適時而生。
三、 動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的可行性
1、 動力設(shè)備的可靠性提高
隨著應用技術(shù)的不斷發(fā)展,相控整流電源已經(jīng)全面升級為模塊化高頻開關(guān)電源,防酸隔爆電池也換代為密封閥控蓄電池,自動化油機發(fā)電機組、機房空調(diào)等應用趨于成熟,設(shè)備可靠性高、故障率低為實施無人值守、集中監(jiān)控提供了基礎(chǔ)條件。
2、 動力設(shè)備智能性完善
設(shè)備的監(jiān)控單元能夠?qū)υO(shè)備本身運行狀態(tài)實時監(jiān)控、智能管理、自動撤投。標準的監(jiān)控接口和規(guī)范的智能協(xié)議為實施集中監(jiān)控提供了便利條件。
3、 工控技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)成熟
工控技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的成熟應用,為集中監(jiān)控提供了技術(shù)保障。
4、 眾多監(jiān)控廠家的積極參與
眾多具有雄厚技術(shù)實力的監(jiān)控廠家積極投入,為集中監(jiān)控提供了強有力的技術(shù)支撐。
四、 動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)標準
1996年,郵電部發(fā)布的《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)》【YDN 023-1996】,是動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的第一個行業(yè)標準,為動力環(huán)境集中監(jiān)控的建設(shè)和發(fā)展指明了方向。
2005年,信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布的《通信局(站)電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)》【YD/T 1363-2005】,總結(jié)了近十年的建設(shè)和應用經(jīng)驗,內(nèi)容豐富、要求明確。該標準分為四個部分:第1部分系統(tǒng)技術(shù)要求代替了原《暫行規(guī)定》,同時修訂和明確了若干定義和術(shù)語,增加了監(jiān)控系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)以及相應接口的定義,修訂了監(jiān)控系統(tǒng)的組成及組網(wǎng)的要求,補充了監(jiān)控對象及內(nèi)容,補充了通用管理功能和系統(tǒng)各級功能部分,補充了監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件要求;第3部分是由原附錄《通信協(xié)議》修改后的前端智能設(shè)備協(xié)議部分;第2部分互聯(lián)協(xié)議和第4部分測試方法是新增部分。
五、 動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的主要技術(shù)
1、 系統(tǒng)組成簡介
動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)由采集子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、軟件子系統(tǒng)組成,采集子系統(tǒng)完成底端數(shù)據(jù)的采集,傳輸子系統(tǒng)將底端采集到的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心,軟件子系統(tǒng)完成系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)處理、告警產(chǎn)生、數(shù)據(jù)存儲、系統(tǒng)功能等。
被監(jiān)控對象按功能分為動力和環(huán)境兩大類,動力類包括高壓配電、低壓配電、UPS、油機、電源、電池組、空調(diào)等,環(huán)境類包括、門禁、煙感、溫度、濕度等。
被監(jiān)控對象按采集方式分為智能設(shè)備和非智能設(shè)備兩大類,智能設(shè)備本身具有數(shù)據(jù)采集和處理能力,并帶有智能接口,可以與上位機通信;非智能設(shè)備本身不具備數(shù)據(jù)采集和處理能力,需要增加傳感器、變送器和采集器來完成數(shù)據(jù)采集和上報。
2、 數(shù)據(jù)采集技術(shù)
在采集子系統(tǒng)中,被監(jiān)控信號的測量至關(guān)重要,被監(jiān)控信號按照特性可以分為模擬量和開關(guān)量。
1) 模擬量采集技術(shù)
模擬量是指隨時間連續(xù)變化的量,對于這些信號的測量,需采用模/數(shù)(A/D,Analogue/Digital)轉(zhuǎn)換設(shè)備將模擬量變成數(shù)字量后才能適合計算機采集。智能設(shè)備的模擬量信號由監(jiān)控單元完成采集,而非智能設(shè)備的模擬量信號需要增加數(shù)據(jù)采集器、傳感器、變送器等來完成采集,將非電量信號轉(zhuǎn)換為適合采集器輸入特性的電量信號。
2) 開關(guān)量采集技術(shù)
開關(guān)量是指不連續(xù)變化的、具有確定的幾種狀態(tài)的量,最典型的是僅有“0”和“1”兩種狀態(tài)的開關(guān)量。非智能設(shè)備的開關(guān)量信號采集也需要增加開關(guān)量傳感器和采集器。
3、 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
1) E1中繼傳輸技術(shù)
E1中繼線路上傳輸2M的碼流,有信道化E1和非信道化E1兩種資源。信道化E1(CE1)定義了幀結(jié)構(gòu),每幀32個時(TS0~TS31),其中TS0用于同步,TS16用于信令,其余用于傳輸數(shù)據(jù),每個時隙的帶寬為2M/32=64K。
在動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中,2M的某一個時隙可以用于基站與端局監(jiān)控主機之間的數(shù)據(jù)傳輸,整個2M也可以用于LSC與CSC之間的大數(shù)據(jù)量的傳輸;在基站2M的某時隙傳送數(shù)據(jù)時,需要在基站配置2M抽時隙設(shè)備,在LSC中心通過交換機做半永久連接或增加DXC數(shù)據(jù)收斂設(shè)備,傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)。
2M傳輸具有傳輸穩(wěn)定性好、可靠性高、響應速度快的特點。目前中國移動的大部分基站動力環(huán)境監(jiān)控均采用這種傳輸模式。
2) IP(MDCN)傳輸技術(shù)
局站動力環(huán)境監(jiān)控的串行數(shù)據(jù),通過傳輸設(shè)備轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包,并通過以太網(wǎng)口接入到已經(jīng)建好的MDCN網(wǎng)絡(luò)中,LSC的端局監(jiān)控主機接入MDCN網(wǎng)就可以采集到各局站的動力環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)。CSC與LSC之間也可以用MDCN來傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)。
MDCN網(wǎng)的特點是前期必須已經(jīng)建成網(wǎng)絡(luò),后期上監(jiān)控時,傳輸投入較少,但是如果是某些時段網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量太大,會影響到監(jiān)控系統(tǒng)的響應速度及穩(wěn)定性。
3) 干接點技術(shù)
由采集器連接各種動力與環(huán)境傳感器和監(jiān)測點進行數(shù)據(jù)采集,通過OMC與LSC相連,監(jiān)控數(shù)據(jù)為開關(guān)量,可以實現(xiàn)遙信功能。監(jiān)控信息單向上行傳輸,監(jiān)控數(shù)據(jù)通過BTS上的外部告警單元經(jīng)由BSC傳送到OMC。一般在非重要局站的設(shè)備上采用干接點監(jiān)控子系統(tǒng)。
4) 數(shù)字公務信道技術(shù)
如果E1中繼線路緊張,而又沒有MDCN網(wǎng)絡(luò),可以采用數(shù)字公務信道傳送基站動力環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù),由于一條鏈路上傳送有多個基站的監(jiān)控數(shù)據(jù),各個采集設(shè)備的上報波特率必須相同而地址不同,上位機采用分時輪巡的方式采集。數(shù)字公務信道有廣播方式的,也有點對點方式的,如果是點對點方式的,還需要在每個基站上增加通信串口轉(zhuǎn)換器來進行橋接組網(wǎng)。這種傳輸方式因采集速度慢、穩(wěn)定性差而應用較少。
5) 短信傳送技術(shù)
短信傳送信息,主要用于監(jiān)控中心的告警輸出,當有告警產(chǎn)生時,可以將相關(guān)告警通知相應的維護人員或值班人員,對設(shè)備告警做相應處理。
短信告警輸出的方式有兩種,一種是采用無線MODEM的方式,這種方式實現(xiàn)起來相對簡單,另外一種方式是監(jiān)控系統(tǒng)軟件通過短信中心來發(fā)送告警信息給維護人員,這需要監(jiān)控軟件與短信中心通過一定的協(xié)議來實現(xiàn),需要雙方的配合,實現(xiàn)難度相對較大。
告警短信只能作為監(jiān)控中心值班的一種輔助手段,監(jiān)控中心的值守才是主要手段,因為告警短信有時延時較大,特別是節(jié)假日,由于客戶的短信信息量太大,短信是排隊發(fā)送的,延時會更大。
4、 基本組網(wǎng)技術(shù)
這里的組網(wǎng)方案是指在沒有MDCN的情況下,新建監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的基本組網(wǎng)方案,在實際組網(wǎng)時,可能是多種基本方案混合組網(wǎng),根據(jù)局站與中心的連接方式可分為三種基本組網(wǎng)方案
1) 多串口卡組網(wǎng)技術(shù)
這種技術(shù)方案主要用于基站與LSC的端局監(jiān)控主機間的組網(wǎng),傳輸?shù)蕉啻诳ǖ亩丝谏系臄?shù)據(jù)是串行數(shù)據(jù),一個端口上可以是一個基站的數(shù)據(jù)(如:2M抽時隙點對點方式),也可以是多個基站的數(shù)據(jù)。
2) 基于路由器的組網(wǎng)技術(shù)
這種技術(shù)方案主要用于樞紐局SU與LSC間的組網(wǎng)、LSC與CSC間的組網(wǎng)。
3) 遠程訪問服務器的組網(wǎng)技術(shù)
這種技術(shù)方案主要用于數(shù)據(jù)量較大的遠端局站與LSC間的組網(wǎng),端局監(jiān)控主機與LSC局域網(wǎng)構(gòu)成一個局域網(wǎng)。
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