動環監控系統

隨著我國通信事業的快速發展，通信網的規模不斷擴大，通信局（站）的數量越來越多，存在著大量無人值守的通信局（站），如移動基站、接入網、固話模組局、光纜中繼站等，各類綜合通信樓也要逐步實現少人、無人值守。面對數量眾多、站址分散的通信局（站），單純依靠傳統的人工輪巡維護方式已經無法滿足高質量維護的需求。

電源、空調等動力設備及機房環境是保障通信系統安全穩定運行的基礎，因此動力設備的維護必須及時、可靠，以保障通信系統的正常運行，為用戶提供高質量的通信服務。通信局（站）動力及環境集中監控管理系統（以下簡稱動環監控系統，

動環監控是指針對各類機房中的動力設備及環境變數進行集中監控，即：動力環境監控[1]。

實施後，通過該監控系統可以及時發現故障，提示維護人員採取必要的措施解決問題，大大提高了維護質量，成為動力維護一種必要而且有效的手段。

基本介紹

• 中文名：動環監控系統
• 外文名：Dynamic environment monitoring system
• 別稱：動力環境監控
• 領域：信息科學

百科名片

一套完善的綜合動力環境監控系統可以對分布的各個獨立的動力設備和機房環境、機房安保監控對象進行遙測、遙信等採集，實時監視系統和設備、安保的運行狀態，記錄和處理相關數據，及時偵測故障，並作必要的遙控、遙調操作，適時通知人員處理；實現機房的少人、無人值守，以及電源、空調的集中監控維護管理，提高供電系統的可靠性和通信設備的安全性，為機房的管理自動化、運行智慧型化和決策科學化提供有力的技術支持。

發展過程

20世紀80年代末期，電信事業正處於蓬勃發展的起步階段，我國開始從國外大規模引進各種先進的通信設備。而通信局（站）的動力設備種類繁雜，加之當時自動化程度很低，維護難度很大。作為通信系統的“心臟”，如何保證動力設備的正常運行、提高維護質量成為一個亟待解決的問題。

1992年原郵電部設計院（現中訊郵電諮詢設計院有限公司）和廣州市電信局合作研究試驗成功廣州長途樞紐樓通信電源集中監控系統，隨著通信局（站）維護體制向無人、少人值守的方向發展，很多省市也相繼開展了動力集中監控系統的研究和實施。

早期的動環監控系統建設主要為原中國電信以固話本地網為單位，一般一個地區建設一個三級網路結構（監控單元SU，區域監控中心SS，地區監控中心SC）。由於當時動環監控系統的建設處於起步階段，監控廠家多，一個地區有時由多家監控廠商建設，無法實現互聯互通；監控廠商技術水平差別很大，建設方又沒有建設經驗，許多地區建設的動環監控系統無法滿足日常維護的需求。

1996年開始，原郵電部電信總局出台了大量的監控技術規範，如《通信電源、機房空調集中監控管理系統技術要求》、《通信電源和空調集中監控系統技術要求（暫行規定）》等，並開始著手對部分廠商在網運行的動環監控系統進行評估測試，對淘汰部分技術水平低、系統不穩定的廠商，起到了積極的作用。

在監控系統的開發過程中，早期的部分監控廠商直接採用其他國家和地區的成熟工控軟體進行二次開發，底端採用通用的工控採集設備，在一定時期內快速占有了市場，但由於未掌握核心技術，這些系統在功能上無法滿足更高的要求。隨著國內動環監控廠商規模的擴大，自主研發的監控產品更加符合國內通信局（站）維護的需求，質量和性能也不斷提高，具有較高的性價比，顯示出了強大的競爭力，成為國內動環監控系統的主流廠家。

從開始建設之初，到2008年已有十年左右的時間了。在這十年中，動環監控的建設目的和套用功能也隨著通信規模逐漸增大，通信網路不斷革新，發生了非常大的變化。 起初，各個監控廠家分別在各地市建設集中監控系統，並以實現局站無人值守為目的，完成的功能主要是局站內動力設備和環境的監視和控制，並遵循多監少控的原則，避免出現意外事故。

隨著動環監控系統技術的成熟，以及監控局站的增多，這種單一化的功能已遠遠無法滿足動力設備維護的需要，已分化形成各種增值套用，如各種動力設備的管理、資源系統的管理、圖像監控、智慧型門禁監控等。

在管理方式上，也形成一點值班，多點維護的機制。這種機制要求各地市的監控信息集中到一起，形成集中的監控中心，在這個集中監控中心上完成對整個系統的監控及故障維護的派發。

隨著日趨成熟的市場套用及需求更新，動環監控系統要求實現以下基本功能：

機房動力設備通過智慧型數據接口（RS232、RS485、RS422）或者增加採集感測設備接入動力環境監控系統，實現設備運行正常狀態監測、異常狀態預測、線上智慧型故障診斷等功能。

動力設備及伺服器、傳輸交換設備的工作環境，如溫濕度、漏水、消防等環境參量監測、機房空調監測接入動力環境監控系統，實現數據實時監測、告警閥值設定、告警預測、告警時結合應急預案採取相應處理策略，確保工作環境處於健康狀態，為設備可靠運行提供有力保障。

機房作為重要的區域，機房的安防環境需接入動力環境監控系統，實現對機房門禁管理、入侵防盜報警管理、視頻監控、IP對講等功能，確保機房的安全防範，實現遠程無人值守管理，節約人力資源。

機房伺服器、網路設備（交換機、路由器、交換機等）支持SNMP（簡單網管協定），接入動力環境監控系統，實現對設備工作狀態監控，設定告警閥值實現預警功能，及時掌握提供核心服務各設備健康指數。

監控系統需支持靈活的組網方式，可根據現場提供的資源組建監控網路，支持現場數據匯流排（RS485、RS422、RS232等）、TCP/IP、E1、ADSL、GPRS、3G（EVDO、HSDA、WCDMA）等方式組網。

對於分散的機房，需採用分散式套用、集中監控、統一管理的原則，實現機房無人值守。

基本結構

動環監控系統採用逐級匯接的基本結構，對於一個地區而言，一般由監控中心（SC—SupervisionCenter）、區域監控中心（SS—SupervisionStation）、監控單元（SU—SupervisionUnit）和監控模組（SM—SupervisionModule）構成。

在系統結構圖中，各部分定義如下。

監控中心（SC）是為適應集中監控、集中維護和集中管理的要求而設定，動環監控系統的建設可以相對獨立，也可以根據維護需求成為綜合網管的一個組成部分。動環監控系統可以在各級監控中心通過D接口完成與其他網管信息的互動，或納入綜合網管系統。

區域監控中心（SS）是為滿足本地縣、區級的管理要求而設定的，負責轄區內各監控單元的管理。對於固話網路，區域監控中心為一個縣/區的概念，SS的建設逐步改為反牽終端的方式，其功能不斷地弱化；而對於行動網路而言，由於其組網不同於固話本地網，在建設初期就弱化甚至取消了這一級。

監控單元（SU）是監控系統的最小子系統，由若干監控模組和其他輔助設備組成，監控範圍一般為一個獨立的通信局（站）。

監控模組（SM）指完成特定設備管理功能，並提供相應監控信息的設備。如具有通信接口的各類動力設備，其控制模組具有對於本設備的監控管理功能，同時可以進行對外信息的互動，就屬於監控模組的範疇。

在實際套用中，不同的運營商針對自身的特點，提出了不同的組網結構，並對各部分進行了重新定義。

傳輸方式

對於任何一種監控系統而言，獲取監控數據是監控的最終目的，傳輸方式則是實現這一目標不可缺少的手段，監控系統的組網、監控系統的規模及監控系統的監控量（內容）與傳輸方式具有密切的關係。在監控系統中，不同的網路級別之間，可以採用不同的傳輸方式。

（1）監控模組（SM）與監控單元（SU）之間的傳輸方式

監控模組（SM）與監控單元（SU）都處於監控現場，距離較近，一般採用專用數據匯流排，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是套用最為普遍的。

監控單元su以上的傳輸方式

從地理位置而言，監控單元（SU）與各級監控中心不在同一個地方，根據監控單元（SU）所處通信局（站）規模的不同，可以為監控系統提供的傳輸資源差別很大。對於大型的通信局，監控單元（SU）到各級監控中心（SS或SC）傳輸資源十分豐富；對於基站、模組局等小型站點，傳輸資源相對有限；而對於光纜中繼站，傳輸資源則相對匱乏。

因此，應根據不同的情況，利用原有的傳輸資源，在傳輸系統穩定、可靠、滿足頻寬需求的基礎上，搭建起科學、合理的網路結構。

在實際的監控工程中，一些局站可以同時提供多種傳輸資源，需要我們根據工程的要求選擇。經常使用的主要有IP網、2M或2M抽取時隙、單向環形（鏈形）及雙向保護環組網、無線組網、光纜或微波傳輸設備上的輔助通道和光纖傳輸6中方式。

機房特點

網路機房、數據業務機房：伺服器、交換設備多，對機房的環境要求較高；機房伺服器等設備安全級別高，相應的安保級別也高；機房的動力設備種類多、數量也多、一般為有人值守或者半值守狀態，維護難度大，維護人員數量少、但需綜合能力強；機房內的伺服器、網路設備多，要求預警級別高；如果萬一出現故障影響範圍較大、損失不菲。

通信基站和模組局（接入網）機房：局站點多；傳輸資源有限；機房（基站）的動力設備種類少、數量少；機房（基站）設備投資少；電力網情況不很穩定；機房（基站）所處環境也比較惡劣，而且平時機房（基站）基本上都是無人值守。

小區物業機房：機房設備主要為動力設備，如發電機、低壓配電系統、小型UPS、消防及生活水箱水泵、等，種類少、數量不多；一般為半值守狀態，維護難度不高，但具備綜合專業技能維護人員數量少；

數據中心（IDC）、通信母局機樓：機樓內的專業機房(油機房、低壓配電房、UPS房、傳輸交換房、數據機房、核心數據機房等)數量多，核心數據伺服器、交換設備多，對機房的綜合環境要求高；機房的動力設備種類眾多、數量眾多、維護難度大，一般為有人值守，需維護人員綜合技能高；機房內的設備價值高，綜合安全防範要求級別最高；機房內的伺服器、網路設備多，要求預警級別高； 如果出現故障影響範圍廣、損失嚴重。

互聯要求

由於各地市分別由不同的監控廠家承建，因此也就形成了各個不同廠家系統互聯的要求。1999年，中國移動集團公司根據這種互聯的要求，組織制定了互聯接口標準，稱為B接口標準，並在2001年發布（GF006-2001）。這個標準已在動環系統互聯中得到了廣泛的套用，已成為了事實上的標準。

2003年，信息產業部重新修訂了這個互聯接口規範，稱為C接口標準，並在2005年發布（標準號YD/T 1363.2-2005）。這個標準由於制定得比較晚，截止2010年尚沒有得到廣泛的實施。由於在制定標準時受很多因素的制約，造成標準在某些功能方面還無法滿足現有維護體制的需要，特別是歷史數據的查詢，及一些特殊套用無法實現互聯，如圖像監控和門禁監控等方面都有待進一步完善。

本文中的互聯接口按照信息產業部對互聯接口的定義方式，定義為C接口。SS為監控站，如地市局站等，SC為集中監控中心，為各SS的收斂點，如省局站等。在系統架構上、設備配置和功能要求上遵循YD/T 1363-2005標準。

制約因素

根據與多個廠家互聯的經驗，受C接口制約主要包括以下幾個方面。

1、數據ID（局站數）的限制

截止2010年，每個SC，僅能監控31個SS，每個SS僅能監控1022個局站，而每個地市中心監控的局站數目，已遠遠超過這個限制。

2、歷史記錄獲取的限制

隨著一點值班，多點維護體制的建立，要求管理的集中化，因此對歷史記錄的查詢、統計、分析成了動環監控系統必備的要素。由於局站數目的龐大，僅靠C接口定義獲取歷史記錄的協定規範已無法獲取所有的歷史記錄。

3、智慧型門禁集中監控限制

在互聯規範中，僅對門禁的設備類型進行了定義，由於智慧型門禁在管理上的特殊性，無法象其它的動力系統一樣進行管理，它除了需要管理門禁控制器外，還需要對出入門禁的人員進行監控和管理，而在這方面，C接口是一個缺失。

4、圖像集中監控限制

雖然在標準定義中，SC功能上包括圖像監控的要求，但在C接口協定規範制定中並沒有體現對圖像監控的互聯定義。

5、其它的限制

在其它方面，如告警的獲取、局站狀態上送、超長機制、告警特定性判斷、監控對象變更（增、刪、改）、自動上送處理、浮點精度定義、自定義設備的處理、設備型號的分類、採用字元傳輸時因定長限制導致傳輸不完整、特殊監控量的定義、多態遙信量的定義等都有值得探討和完善的地方，同時還要規範一些細節性的套用。

發展方向

1.底端監控單元的智慧型化

隨著技術的發展，底端監控單元處理器集成化和性能快速提高，使底端進行監控數據的分析和處理、完善監控系統的控制功能成為可能；同時，隨著通信業務的發展，站點數目及網路規模也日趨龐大，監控系統的數據量及其處理能力也在接受著日趨嚴峻的挑戰。

面對此種發展趨勢，傳統的輪巡方式與監控中心集中處理機制必然導致傳輸網路與監控中心伺服器的巨大壓力，容易造成網路風暴、中心瓶頸及單點故障等問題。通過底端監控單元的智慧型化，可有效地解決這些問題。

底端監控單元智慧型化指在底端數據採集器上通過安裝嵌入式作業系統，運行應用程式，實現對底端數據的處理與管理，可通過智慧型地判斷數據變化情況，僅將有採集意義的數據進行主動上傳，極大的減輕了網路負荷，提高了監控中心的接入與處理能力；同時，底端智慧型化平台可以通過監控中心的配置，在底端實現多種業務定製功能，更加符合動力設備維護的需求。

2.組網全IP化

動環監控系統的組網根據傳輸組網方式可以採取靈活的網路結構，在通信局（站）內一般採取RS485/422匯流排組網，從SU向上大多採用TCP/IP組網。

從監控的發展趨勢看，TCP/IP網路已經在許多行業得到廣泛的套用，也將是動環監控系統的一個發展方向。部分廠商的產品在SM就配置了網路接口，整個監控系統可以全網採用TCP/IP組網，監控中心可以直接對SM進行訪問獲取數據，在監控中心配置通信服務單元實現SM監控數據的預處理，從而弱化了現場SU的概念，對於任一監控模組的割接、新增監控模組入網等都可以方便地完成，對於圖像監控也可以與數據一起傳輸，組網十分靈活。

監控對象更全面、功能更完善

動環監控系統的監控對象一般是動力設備及環境量，監控的目的也是完成三遙量的監控。隨著維護需求的不斷發展，對監控系統提出了更高更全面的要求。

首先，對監控對象的要求也更加全面，監控對象不僅要包括常規的動力設備和環境量，在一些特定的通信局站，如通信基站，針對盜竊情況日益嚴重的問題，一些監控廠商還增加了空調室外機防盜、進出門身份識別、電池電纜防盜等，現場安裝警鈴、警燈等警示設備，實現與公安部門的聯動，設計出一套完整的防盜告警系統。

在增加監控對象的同時，監控系統的功能也在不斷的完善。除了完成三遙量的監控，部分監控系統還增加了新的功能，如在通信機房，監控系統在對於整個機房溫度監控的基礎上，對機房內的空調進行統一的控制，在滿足機房製冷需求的同時，節約了電能。（4）監控系統的開放性應加強

監控系統的開放性包括底端採集設備的互聯和監控系統各級間的互聯（分別為A、B、C、D接口）。除了B接口，相關的標準規範已經對於其他各級接口進行了詳細的規定，但在實際套用過程中對於這些接口的執行力度卻遠遠不夠。在不同廠家系統間互聯時往往需要額外進行互聯軟體的開發，更重要的是，一旦一家公司不再進行該監控系統的建設，其底端採集設備將面臨無法維護、更換的尷尬局面，最終造成整個監控系統的癱瘓。另一個方面，一家公司承建某地區監控系統後，由於監控系統無法互聯的問題，以後各期擴容也只能由該公司建設，在技術和價格上都無法引入有效的競爭。

因此，在新的監控工程中應嚴格要求廠家按照相關規範執行，嚴格測試手段，對於今後監控系統的建設大有裨益。