移動基站動力及環境集中監控系統

2019-11-03 09:17:26

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

侯少麗，郭偉，王坤
黑龍江郵電規劃設計院 150080 哈爾濱
哈爾濱電信分公司動力維護中心 150000 哈爾濱

　　摘要：介紹了黑龍江省移動基站集中監控系統網絡結構、系統功能、監控對象及供電方式，并探討了黑龍江省移動基站動力及環境集中監控系統的傳輸方案。

　　關鍵詞：網絡結構，2M抽時隙，干接點

　　1 網絡結構概述

　　黑龍江省移動基站動力及環境集中監控系統分兩期建設，一期建設工程已經完成，共1273個基站、16個交換機房。該監控系統采用倒樹型網絡拓撲結構，為二級管理結構，分為兩個層次，在各地市建立一本地網監控中心LSC(Local Super-vision Center)，各基站和交換機房建立FSU（Field Supervision Unit）單元，各BSC實現基站監控數據收斂，組成涵蓋整個地區的二級監控網絡（見圖1），設立1個遠程訪問LSC監控中心。

　　具體設置如下：

　　（1）區域監控中心LSC7個，分設在哈爾濱、齊齊哈爾、特丹江、佳木斯、大慶、伊春、大興安嶺、各區域監控中心LSC分別管理其轄區內的交換局和基站；

　　（2）現場監控單元FSU，分別連接在7個LSC下面；

　　（3）在省電源維護中心建立一個監控中心，該中心通過PSTN可遠程訪問7個LSC。

　　2 監控系統組成

　　2.1 各部分組成及功能（以哈爾濱地區為例）

　　2.1.1 LSC區域監控中心

　　（1）組成

　　軟件方面，LSC監控中心以OS9000操作系統為平臺，采用SWARE5.0動力環境集中監控系統軟件包。界面為全中文化的、多媒體的人機界面。

　　硬件方面，采用模塊化及擴容能力極好的工業控制監控主機，可配置1-4片SIO卡及以太網卡、MODEM卡擴展其監控通訊能力，通過并接方式單機可直接監控128個GSM基站，并可實現級連。應用組態化軟件設定，擴容不需修改軟件。構成系統的計算機只需激活通訊口即可增強外部通信能力。傳輸部分采用DCECOM-16P時隙復用設備。

　?。?）功能

　　收集、顯示并記錄管轄區內各FSU監視點的狀態及運作數據資料?？山邮茌爡^內各FSU的設備采集單元送上來的數據和告警信息并對它們執行各種命令，亦可將一些告警信息和數據優先主動上報到CSC，同時接受并執行CSC對LSC所下達的各種命令（包括時鐘校準命令）；可查詢設定電壓、電流、功率、電能、溫度及環境變量之值等。能編輯設備管理報表，可制定時、日、月、年各種報表，并能即時顯示、打印現場所有資料。

　　可通過文字、圖形、圖像、聲音等各種人機接口方式真實表現監視對象的當前狀態和告警信息，并且根據要求，保存歷史數據和進行統計分析，所有告警數據、操作數據和監測數據等可根據需求保存一年以上?？梢蕴峁﹫D像監控。具備WEB服務功能，并可提供多人同時接入功能。

　　2.1.2 FSU監控單元

　?。?）組成

　　由與RS422/485總線相連接的分散式前端設備采集單元組成，即通用型采集模塊（RTU）、智能型采集模塊（UPC）、電池組采集模塊（BCMS）等三種類型的前端采集器。

　?。?）功能

　　用以收集、顯示并記錄管轄區內各監視點的狀態及運作數據資料，指揮設備采集單元執行各種命令；向LSC實時地傳送告警信息和數據，并可接受并執行LSC下達的各種控制命令；可查詢設定電壓、電流、功率、電能、溫度及環境變量之值等。能進行基本的數據處理、存儲、具備接入計算機進行現場維護操作的功能。并且備斷線恢復后，保存的告警數據自動上傳的功能。具備接入計算機進行現場維護操作的功能，可通過接入計算機中運行的終端軟件監控該FSU本身所監控的所有參數，可在當地實現“四遙”功能。

　　此級是系統的數據采集層，該級是系統擴容性最強的一級，以后隨著工程規模的不斷擴大，可以將本地網內所有的基站納入進來。由于系統具備很強的擴容性能，因此可以組成一個有數百個FSU構成的胖型監控網絡。

　　2.1.3 遠程訪問中心

　?。?）組成

　　主要配置有大屏幕終端打印機及DATA、MODEM等設備。

　?。?）功能

　　負責對全省移動基站動力及環境進行遠程訪問、考核及管理。

　　2.2 現場單元的信號采集方式

　　現場單元采用分散式信號采集方法，使用三種可經由FS422/485總線相連接的前端設備采集單元即專用于傳統設備的通用型采集模塊（RTU），專用于智能型設備的通用型協議轉換器（UPC），及根據電池特性開發的電池組采集模塊（BCMS）。該方法具有以下特點：

　?。?）可擴展性

　　現場監控單元FSU經RS232/RS485；轉換可并接多達15個設備采集模塊。各站點設備通過三種采集模塊對設備采點監控，將來新增或擴容設備只需加傳感器和相應的設備采集單元即可。

　　（2）間斷性

　　備用采集模塊采用機房直流電源48/24V或UPS供電，在市電斷電后亦可正常工作。

　?。?）靈活性

　　遠端站點不使用微機，避免了因數機的功能限制而出現技術瓶頸，因而擴容及聯網筒便靈活、維護方便。

　　2.3 監控系統網絡傳輸方式

　　本系統FSU監控單元采用3種監控模塊：RTU、UPC+、UPC-40。三種監控模塊間通過RS485的部線連接在一起，通過RS485/RS232C的轉換，以V.24的標準上傳數據。

　　FSU和LSC之間采用從基站一個2M中抽取一個時隙的方式進行數據傳輸，采用的硬件設備為DCECOM時隙插入器。在BSC通過半永久連接將30個來自不同BTS（含監控數據）的時隙合成一個完整的E1/2M線路，通過2臺時隙復用設備DCECOM-16P（最大可復用31個時隙）將30個基站的監控數據接入各區域監控中心。

　　LSC和省電源維護中心之間通過MODEM遠程訪問。

　　3 監控系統傳輸方案比較與選擇

　　3.1 移動基站電源及環境集中監控系統的傳輸方式

　　BSC與區域監控中心之間的傳輸采用完整2M傳輸方式，BSC與基站之間主要有以下幾種傳輸組網方式：

　?。?）2M傳輸時隙提?。豪肧BC至BTS的空余時隙，應用SBC交換系統和BTS基站（愛立信200型、2000型）的半永久連接技術，來完成64K傳輸；

　?。?）愛立信基站DF架上干接點告警方式：在愛立信基站DF架上，200型基站有15個干接點方式的開關量，2000型基站有16個干接點方式的開關量，可利用此項資源進行數據傳輸；

　?。?）交叉復用（DXX）方式：愛立信DXX設備擁有可以將16K數據進行半永久連接功能，通過16K子時隙復用可以將1個E1帶30個基站數據能力擴大四倍至120個基站數據，可節省有限的2M傳輸資源；

　?。?）利用中文短信息傳送基站信息：現在移動通信業務開通了中文短信息，在大的地市監控站可采用此項技術做為主做或備用通訊路由。

　?。?）租用電路方式：租用固定網DDN專線、X.25和PSTN電路。

　　黑龍江省基站設備均為愛立信設備，可以優先考慮前2種傳輸方案，對于擁有的DXX設備的部分地區，可以采用DXX交叉復用方式。

　　3.2 基站環境及電源監控系統的接入方式選擇

　　干接點方式是基站監控中利用移動基站網管系統的附帶功能，對基層監控的告警數據進行上傳的一種傳輸解決方案。抽時隙方式是在基站上傳E1線路中抽取某一個時隙來進行傳輸監控數據的一種傳輸解決方案。

　　（1）采集器+2M抽時隙傳輸方式特點

　　2M時隙抽取方式不影響基站的運行安全，并可充分利用移動網現有的傳輸資源，無須增加電路。傳輸速率高，時延小，可以保證實時傳送監控數據，及時反映被監控設備的運行狀況和環境信息。數據流向為雙向，可實現遠端控制，如空調的開關控制、開關電源的均、浮充轉換、整流模塊的參數設定等，可實現真正意義上的監控。由于其監控對象及內容豐富，系統接入能力強，可以監控各種智能和非智能設備，提供可靠真實的系統運行參數，能夠及時準確的了解系統的運行狀態，預防障礙發生，避免重復障礙。使設備維護科學化，由事故搶修轉換為預檢預修。可對遙測量、遙信量、遙控量、遙調量及基站的傳輸質量進行全面監測。信號量不作限制，可以上報基站所有電源實時信息及環境實時信息，可大大減少日常維護量、降低維護費用，具有監控、報表、告警、自診斷、管理等綜合功能，可對被監控設備進行過程監控、為維護體制的改革提供支撐平臺，屬成熟的主流監控系統。

　?。?）干接點方式特點

　　目前成熟的干接點方式可傳送的數據較少，只能傳送開關量，不能從智能設備（如高頻開關電源）的監控接口中采集設備詳細信息。由于監測設備簡單，干接點組網方式只能在設備出現故障時才出現響應而無法獲得設備實際運行數據（如開關電源的運行信息），不能對設備進行故障分析、診斷、趨勢分析等工作。因此，設備的維護仍舊停留在低層次故障搶修階段，在故障發生后也無數據對故障進行分析，無法避免故障的重復出現。且干接點方式數據流向為單向上行（從BTS-監控中心），無法在遠端實現控制，僅可實現監測功能。采用干接點方式進行組網時，所有基站外部告警均需BSC進行預處理，并輸到交換機的告警終端上，增加了交換機的負荷，交換機告警終端上，增加了交換機的負荷，交換機告警終端上出現的大量告警信息會影響維護人員及時發現交換機的重要告警。一次性建設成本較低，減少的維護工作量有限，屬事后告警，對已有的監控投入不能充分利用，如智能電源的監控模塊等，屬簡易的告警系統。

　　綜上所述，建議采用2M時隙抽取方式接入基站現場監測單元（FSU）。

　　4 監控系統管理功能

　　4.1 警報管理功能

　　對于監控系統來說，系統告警的準確率是至關重要的。系統告警100%的準確率是本監控系統已經達到的一個重要指標。系統采用RTU、UPC、BCMS三種模塊采集實時的信息，所有的告警信息均能夠在3s～5s內準確地、實時地反應到任何一級的監控中心。具體而言，本系統的告警功能具有以下特點：

　?。?）警報總纜功能

　　每一警報總纜可為一群或部份IO點的總合，可由數十個警報總纜監視畫面，監控數千個IO設備，即可在同一屏幕做全區的監視。

　?。?）警報多媒體顯現功能

　　任何畫面下，系統均能自動提示告警，告警以閃爍不同等級的顏色、告警語音和文字信息提示工作人員，并自動存儲和打印告警信息。系統根據告警嚴重程度分為三級，告警等級可由用戶自行設定。不同級別的告警以不同顏色表示。

　?。?）警報過濾功能

　　當系統偵測到監控局站有市電停止，同時會導致油機啟動、電源模塊、電池放電等一系列相關告警，不利于管理人員處理最重要的告警。因此，該系統可根據用戶需要自行定義，在一定時間內過濾其他告警，只偵測重要（或起因）告警，一定時間后恢復其他告警。當重要（或起因）告警時間超過用戶設定時間，則被過濾的告警信息會告警上來。比如，偵測市電停電5min后，系統若未正常，則重新告警。

　?。?）警報確認功能

　　當系統偵測到警報發生，相應的屏幕將產生不同等級的顏色閃爍及語音聲響，當操作人員輸入密碼確認警報后（系統提供四級密碼保護，供不同階層的操作規程人員設定，提高系統安全運行度），屏幕將停止警報的閃爍及聲響，并記錄確認警報發生的時間，以做為責任區分。系統具備批量確認的功能。

　　（5）警報跳頁功能

　　系統具備警報自動跳頁的功能。當同時產生多組警報時，系統將依警報發生順序，自動跳頁至警報發生畫面供操作人員確認，以便迅速排除故障?？赏ㄟ^F3自動跳頁功能或采用逐層推進的方法將告警定位在某一個設備上。

　?。?）警報查詢功能

　　本系統具備告警信息快速查詢的功能，可以通過快捷鍵F1對歷史告警信息進行查詢，F2對尚未恢復的歷史告警信息進行查詢。系統還具備在線幫助的功能，通過智能分析對每種故障的原因、解決方法都做了詳細的說明。

　?。?）自動呼叫功能

　　告警發生時，可利用BP機傳呼、手機，將系統警報訊息（以代碼的方式）傳遞給各相關人員。

　　（8）自我偵測功能

　　工作站與主系統斷線，系統將自動產生警報。

　　4.2 系統安全管理

　?。?）系統操作權限和配置功能

　　系統具有完善的操作管理，為維護系統的安全，使用本設備某些功能時必須先輸入密碼口令（PassWord），經系統確認后方可允許進入系統，進行操作。操作密碼有不同的等級，并依口令的等級可開啟不同的工作范疇，以限制不同人員的操作范圍。每一用戶名稱配一口令，由主管人員在系統創建時于LSC、CSC設定或更改。如連續三次輸入錯誤的口令，系統將發生警告至LSC、CSC并閉鎖，期間不接受口令輸入。

　　（2）操作記錄登記功能

　　系統設有操作人員登錄和操作記錄表，記錄了操作人員進入或退出系統的姓名、時間、操作名稱、操作時間、被操作設備名稱、操作內容等。

　　（3）交接班管理功能

　　系統設有交接班設定功能，操作人員在進行交接班時，執行此項功能，就生成了交接班記錄表，記錄交接班人員的姓名、交接班時間、以及在交接班時（前）各種設備的故障情況等。

　　（4）系統容錯功能

　　系統具有較強的容錯能力，不會因用戶的誤操作而引起死機。對于外界的各種干擾，監控系統不產生誤報警和混亂甚至死機；采用硬件WatchDog監視自動復位功能及軟件自我診斷程序和診斷界面。

　?。?）系統數據備份功能

　　本系統采用雙備份機制，訂同采用兩硬盤輪流使用，輪流備份數據。當系統出錯或數據混亂時，可以恢復數據，使系統重新運行起來。

　　4.3 系統其它功能

　　4.3.1 適合于多種傳輸方式

　　本監控系統適合多種傳輸方式，具體如下：

　?。?）監控模塊與監控單元（FSU）之間，采用數據總線方式，物理接口與傳輸速率采用：V.11/RS422(1.2kbit/s～9.6kbit/s)；RS485（1.2kbit/s～9.6kbit/s）；

　?。?）監控單元（FSU）與區監控中心（LSC）之間，可適合以下傳輸手段：數字數據網（DDN）、語音專線（采用PSTN/MODEM）、脈沖編程調制專線（PCM）、廣域路由器網；2M（抽取時隙）、傳輸設備的維護信道等。傳輸規程采用：X.25/X.28、LAPB；物理接口與傳輸速率采用：X.21bis/V.28(9.6kbit/s)、X.24/X.28(9.6kbit/s)可主輔各用，自動切換。

　?。?）區監控中心（LSC）與監控中心（CSC/LSC）之間，可以適合以下傳輸手段：數字數據網（DDN）、語音專線（采用PSTN/MODEM）、以太網；廣域路由器網；21M E1線路等。傳輸規程采用：X.25/X.28、IEEE802.3、LAPB；物理接口與傳輸速率采用:X.21bis/V.28(9.6kbit/s）可主輔備作，自動切換。

　　4.3.2 遠程訪問功能

　　系統提供Web方式，用戶可以使用瀏覽器軟件Netscape或IE經由撥號方式或直接上網（NT服務器提供Internet專線）直接查詢各類報表，或以系統管理員的身份進行遠程維護。

　　4.3.3 系統報表、曲線管理功能

　　系統具有統計功能，根據用戶需要采用開放式軟件，用戶可自定義其所需要的各種報表。系統所訂的各種報表分為定時、查詢、立即告警、日報、月報、年報等。對監控涉及到的每一種設備都提供了設備財產表，即所謂的機歷卡。該表詳細記錄了每種設備的所在地、產地、機型、出廠時間、購入日期、使用日期、維護人等項目。系統還對每種設備的維護工作提供了設備維護記錄表。

　　對系統的每一模擬量都提供了曲線查看的功能。只要用鼠標右鍵輕點模擬量，就可以對該模擬量的歷史曲線、實時曲線進行查詢。對一些重要的模擬量，如整流模塊的輸出電流、交流輸出電流等均設有直方圖。

　　4.3.4 在線幫助功能

　　在任一操作畫面，輸入功能鍵（F1）可立即獲得“在線幫助”，協助操作人員立即獲得處理程序指示。并可自行編輯幫助信息，提供查詢故障原因及處理方法，該設備工作原理等信息。

　　4.3.5 軟件保護功能

　　針對模擬采樣值，系統提供4段模擬上下限延遲偵測功能，可協助操作人員監視電壓、電流、環境溫度等。

　　4.3.6 邏輯控制功能

　　系統提供如IF（）THEN（）ELSEE（）描述方式的PLC語言及“AND”、“OR”，“NOT”，“<”，“>”，“X”，“/”...等數學運算符號，供操作人員自行定義連鎖動作及運算。

　　
摘自《通信電源技術》

上一篇：駐波式饋電在GSM基站天線中的應用

下一篇：我國數字集群技術的發展