动力环境监控系统IP组网方式浅析

　　摘要：随着通信技术的迅速发展，光缆传输资源的普及，动力环境监控系统在传输组网方式上也有了更多的选择。本文结合本地的实际情况、资源状况和工作难点，在动力环境监控系统改造中选用IP组网方式，有效地解决了原有系统存在的问题，并充分发挥了动力环境监控系统的功能。

　　关键词：集中监控、传输方式、IP组网、串口服务器

　　1、引言

　　随着现代通信事业的迅速发展，通信电源系统的规模也越来越大。点多面广、种类繁多的动力设备，给维护工作带来极大的困难。在不增加维护人员的情况下，延用传统的看守式昼夜值班、现场操作已经无法满足动力设备正常运行的需要。为提高动力设备运行的可靠性与稳定性，保障通信设备的正常运行，通信行业于2000年前后引入了动力设备及环境集中监控系统。随后几年，经过多次扩容，扩大了监控网点和监控范围，完善了监控网络性能，充分发挥了监控系统的功能，实现了少人或无人值守。近年来，尤其是光进铜退实施以来，机房模块点大幅增加，设备量也大幅增加，而人员却逐步分流到市场一线而大幅减少。利用原来一半的人员维护较原来增加一倍的设备，动力设备及环境集中监控系统发挥了关键的作用。然而，十年来，动力设备及环境集中监控系统软硬件设备逐步老化，性能下降，故障率大幅增加，存在了严重的安全隐患，急需改造更新。现依照枣庄联通动力环境监控系统现状，对监控系统改造方案进行可行性分析。

　　2、枣庄联通动力环境监控系统现状

　　枣庄动力环境集中监控系统如图2-1所示。

　　图2-1 枣庄联通动力环境监控系统图

　　该系统传输组网方式为混合式组网方式：从模块局、支局到331局采用MODEM PSTN组网方案(固定电话半永久性连接);从331局到监控中心采用基于路由器组网的方案。

　　3、监控系统传输方式改造分析

　　3.1 传输方式改造的原因

　　动力设备及环境集中监控系统自2000年建设之初到现在已经十年了，电源设备、监控设备也明显老化，故障率大幅增加，维护量也大量增加。由于故障率的大幅增加，经常出现设备采集不到或采集不上来的现象。因此，整个动力系统的设备安全性也大幅降低。

　　设备监控不到主要有以下原因：

　　1、 设备自身的监控单元故障。如：整流器的监控模块。

　　2、 连接监控设备的串口故障。如：油机发电机组的监控串口。

　　3、 监控设备故障。如：OCE、OCI-6等

　　4、 监控数据上传路由故障。如：电话线断、MODEM毁坏等。

　　其中，第4条监控数据上传路由故障带来的负面影响最为严重。因为每个监控网

　　点都有多台设备被监控(如：整流器、电池组、油机发电机组、高低压配电、空调等)，其中一个设备监控不到，可以根据其他可以监控到的设备运行情况判断分析。而如果监控数据上传路由故障，则整个监控数据无法上传，如同没有监控。因此，监控数据传输网络的安全至关重要。

　　随着现代通信事业的迅猛发展，新技术、新产品层出不穷，原有MODEM PSTN组网方案逐步呈现出以下问题：

　　1、数据传输速率过低(为了考虑稳定性，传输数率大多设为1200)，不能承载大的数据流量，数据实时浏览性不够及时。

　　2、数据传输受电话线质量影响大，有时干扰很大，导致两端MODEM不能连接。尤其是建设较早的机房，设备、线路严重老化，线路质量差。

　　3、直流MODEM由于长时间不间断运行，毁坏或吊死的故障率较高，且更换费用较大。

　　4、由于是端对端设备，中心MODEM数量与监控端局数量相对应，监控的端局越多则监控中心设备越多，且拨号声不断。

　　5、人为原因造成电话故障较多。如：割接时漏割或割接错误，电话线人为误截断或撤掉等。

　　6、故障处理难度增加。尤其是电话设备智能网改造以后，电话需要假号码连接，且电话不通时的回铃音也各有不同，给维护带来极大的判断难度。

　　7、监控的每个模块局需要提供中心、底端两个电话号码，监控的端局越多则监控中心需要的电话越多，维护、管理难度大。

　　3.2传输方式改造方案

　　由于光进铜退工程的实施和数据通信技术的迅速发展，光缆资源的大量普及使得数据资源充足，在低端模块局采用IP组网方式的条件已经完全具备。

　　IP组网方法：将中心MODEM及底端MODEM全部去掉，在监控端局一侧增加一个串口(R232/RS422/RS485)转IP的串口服务器(直流48V输入且支持IP地址设置)，通过网线连接到底端交换机上，占用其中一个端口，由数据专业配置给底端串口处理器一个IP地址，使它能够通过数据网络PING通中心端的服务器(即：由数据专业虚拟出来一个透明传输通道)，从而实现数据上报。在中心一侧，原来的监控主机可以去掉，仅需要从数据专业侧端口连接到监控系统自身网络即可。

　　网络拓扑如图3-1所示。

　　图3-1 IP组网拓扑图

　　采用IP组网方式的优点是：

　　1、节约了设备运行成本：由于只在底端增加一个串口处理器，去掉了底端及中心的所有MODEM，即中心没有任何设备，更换成本低。

　　2、维护更方便：采用PSTN方式，数据传输不通时，很难判断是否是电话线线路质量问题还是MODEM的原因。而采用IP方式，则很容易通过计算机来判断故障点，能够及时发现传输故障问题，排除传输故障更简单。

　　3、 传输质量稳定且及时：采用IP方式相对于PSTN传输质量有很大提高，由于带宽增加，可以实现数据的实时传输。

　　4、前置机的接入能力大大提高，有利于后期扩容。原来1台前置机一般接入30个端局，使用IP方式后，可接入100个端局，而且不需要多串口卡等配件，大大减少了网络结构的复杂性，提高了网络的效率。

　　5、可以节省中心监控终端数量：由于PSTN传输方式采用MODEM与计算机通信，在中心增加了多串口卡，需单独占用一个计算机，而如果采用IP方式，由于中心没有任何设备，则可以将模块局单独占用的计算机节省出来，只需将监控配置数据更改到其它监控终端上即可。

　　6、组网方式简单、扩容方便：此方式可以广泛的应用于小型的有IP资源的模块局、接入网的监控，为以后的模块局监控扩容奠定了基础。

　　7、节省维护费用。由于使用的硬件设备减少了一半以上，硬件故障更换成本也相应的下降一半。由于使用的串口服务器是通用产品，采购成本也可以大幅下降。

　　3.3 动力环境监控系统改造意义

　　1、企业竞争和发展的需要：随着通信行业的迅猛发展，通信企业间的竞争不断加剧，“网络质量是通信企业的生命线”，网络质量领先是通信企业的绝对竞争优势，稳定的动力设备和优良的机房环境是保障网络质量领先的必要条件。为了提高运行质量保障能力和运维管理低成本运作能力，必须加强动力环境集中监控系统建设。

　　2、节省人力成本的需要：正是由于动力环境监控系统的应用，动力设备数量迅速增加、人力基本不变甚至减少的矛盾得到了很好的解决，通过实时监控、告警处理、工单管理等手段，维护工作有的放矢、执行有力，运行质量稳步提升，重大断电事故率明显降低。

　　3、设备优化和技术改造需要：设备性能评估，通过统计分析历史数据，对设备的性能进行评估，并作为设备大修、改造或更新的依据。设备考核与选型，统计各厂家各型号设备故障率、平均故障修复时间、重要告警总历时、电源效率、误告警率、平均使用年限等，对设备进行综合考核，将同类设备分厂家进行排序，作为选型时的参考。

　　4、机房管理的需要：利用监控门禁系统，准确掌握机房出入人员情况，有效解决了防盗问题，实现了机房安全管理。

　　5、设备维护的需要：通过查询、统计、分析设备的历史告警情况，结合设备使用年限，对设备的故障趋势预测，提前做好预防性维护和计划性更新工作，降低故障率，延长设备使用寿命。

　　4、结束语

　　依据现有网络资源，在保证动力环境集中监控系统运行稳定可靠的前提下，实行IP组网的方式最经济、最合理。只有简化监控系统故障排除环节，完善和优化动力设备及环境集中监控系统功能，才能有效缓解现在设备量增加与人员减少的矛盾，才能有效解决原有系统可靠性下降、故障率大幅增加的矛盾，切实提高电源设备的维护质量和维护水平，为企业的发展发挥最大的作用。

　　参考文献：

　　[1] 艾默生网络能源有限公司. 浅谈动力环境集中监控系统的应用和发展. 千家网 2006.11

　　[2] 艾默生网络能源有限公司. PSMS动力设备及环境集中监控系统(软件4.39)培训手册. 2003.6

　　[3] 薛守元. 浅谈动力环境集中监控系统的组网方式. 成功教育. 2008(9)

　　[4] IP组网方式在动力环境监控系统中的运用.天极网 2007.10

　　[5] 吴延海陈光军. 数据通信技术教程. 北京大学出版社. 2008.03

　　[6] 赵军锁. IP技术基础. 机械工业出版社. 2000.1

　　[7] 深圳市华为电气有限公司.《动力设备及环境集中监控系统—使用手册》1999年