侯少丽，郭伟，王坤
黑龙江邮电规划设计院 150080 哈尔滨
哈尔滨电信分公司动力维护中心 150000 哈尔滨
摘 要：介绍了黑龙江省移动基站集中监控系统网络结构、系统功能、监控对象及供电方式，并探讨了黑龙江省移动基站动力及环境集中监控系统的传输方案。
关键词：网络结构，2M抽时隙，干接点
1 网络结构概述
黑龙江省移动基站动力及环境集中监控系统分两期建设，一期建设工程已经完成，共1273个基站、16个交换机房。该监控系统采用倒树型网络拓扑结构，为二级管理结构，分为两个层次，在各地市建立一本地网监控中心LSC(Local Super-vision Center)，各基站和交换机房建立FSU（Field Supervision Unit）单元，各BSC实现基站监控数据收敛，组成涵盖整个地区的二级监控网络（见图1），设立1个远程访问LSC监控中心。
具体设置如下：
（1）区域监控中心LSC7个，分设在哈尔滨、齐齐哈尔、特丹江、佳木斯、大庆、伊春、大兴安岭、各区域监控中心LSC分别管理其辖区内的交换局和基站；
（2）现场监控单元FSU，分别连接在7个LSC下面；
（3）在省电源维护中心建立一个监控中心，该中心通过PSTN可远程访问7个LSC。
2 监控系统组成
2.1 各部分组成及功能（以哈尔滨地区为例）
2.1.1 LSC区域监控中心
（1）组成
软件方面，LSC监控中心以OS9000操作系统为平台，采用SWARE5.0动力环境集中监控系统软件包。界面为全中文化的、多媒体的人机界面。
硬件方面，采用模块化及扩容能力极好的工业控制监控主机，可配置1-4片SIO卡及以太网卡、MODEM卡扩展其监控通讯能力，通过并接方式单机可直接监控128个GSM基站，并可实现级连。应用组态化软件设定，扩容不需修改软件。构成系统的计算机只需激活通讯口即可增强外部通信能力。传输部分采用DCECOM-16P时隙复用设备。
（2）功能
收集、显示并记录管辖区内各FSU监视点的状态及运作数据资料。可接受辖区内各FSU的设备采集单元送上来的数据和告警信息并对它们执行各种命令，亦可将一些告警信息和数据优先主动上报到CSC，同时接受并执行CSC对LSC所下达的各种命令（包括时钟校准命令）；可查询设定电压、电流、功率、电能、温度及环境变量之值等。能编辑设备管理报表，可制定时、日、月、年各种报表，并能即时显示、打印现场所有资料。
可通过文字、图形、图像、声音等各种人机接口方式真实表现监视对象的当前状态和告警信息，并且根据要求，保存历史数据和进行统计分析，所有告警数据、操作数据和监测数据等可根据需求保存一年以上。可以提供图像监控。具备WEB服务功能，并可提供多人同时接入功能。
2.1.2 FSU监控单元
（1）组成
由与RS422/485总线相连接的分散式前端设备采集单元组成，即通用型采集模块（RTU）、智能型采集模块（UPC）、电池组采集模块（BCMS）等三种类型的前端采集器。
（2）功能
用以收集、显示并记录管辖区内各监视点的状态及运作数据资料，指挥设备采集单元执行各种命令；向LSC实时地传送告警信息和数据，并可接受并执行LSC下达的各种控制命令；可查询设定电压、电流、功率、电能、温度及环境变量之值等。能进行基本的数据处理、存储、具备接入计算机进行现场维护操作的功能。并且备断线恢复后，保存的告警数据自动上传的功能。具备接入计算机进行现场维护操作的功能，可通过接入计算机中运行的终端软件监控该FSU本身所监控的所有参数，可在当地实现“四遥”功能。
此级是系统的数据采集层，该级是系统扩容性最强的一级，以后随着工程规模的不断扩大，可以将本地网内所有的基站纳入进来。由于系统具备很强的扩容性能，因此可以组成一个有数百个FSU构成的胖型监控网络。
2.1.3 远程访问中心
（1）组成
主要配置有大屏幕终端打印机及DATA、MODEM等设备。
（2）功能
负责对全省移动基站动力及环境进行远程访问 、考核及管理。
2.2 现场单元的信号采集方式
现场单元采用分散式信号采集方法，使用三种可经由FS422/485总线相连接的前端设备采集单元即专用于传统设备的通用型采集模块（RTU），专用于智能型设备的通用型协议转换器（UPC），及根据电池特性开发的电池组采集模块（BCMS）。该方法具有以下特点：
（1）可扩展性
现场监控单元FSU经RS232/RS485；转换可并接多达15个设备采集模块。各站点设备通过三种采集模块对设备采点监控，将来新增或扩容设备只需加传感器和相应的设备采集单元即可。
（2）间断性
备用采集模块采用机房直流电源48/24V或UPS供电，在市电断电后亦可正常工作。
（3）灵活性
远端站点不使用微机，避免了因数机的功能限制而出现技术瓶颈，因而扩容及联网筒便灵活、维护方便。
2.3 监控系统网络传输方式
本系统FSU监控单元采用3种监控模块：RTU、UPC+、UPC-40。三种监控模块间通过RS485的部线连接在一起，通过RS485/RS232C的转换，以V.24的标准上传数据。
FSU和LSC之间采用从基站一个2M中抽取一个时隙的方式进行数据传输，采用的硬件设备为DCECOM时隙插入器。在BSC通过半永久连接将30个来自不同BTS（含监控数据）的时隙合成一个完整的E1/2M线路，通过2台时隙复用设备DCECOM-16P（最大可复用31个时隙）将30个基站的监控数据接入各区域监控中心。
LSC和省电源维护中心之间通过MODEM远程访问。
3 监控系统传输方案比较与选择
3.1 移动基站电源及环境集中监控系统的传输方式
BSC与区域监控中心之间的传输采用完整2M传输方式，BSC与基站之间主要有以下几种传输组网方式：
（1）2M传输时隙提取：利用SBC至BTS的空余时隙，应用SBC交换系统和BTS基站（爱立信200型、2000型）的半永久连接技术，来完成64K传输；
（2）爱立信基站DF架上干接点告警方式：在爱立信基站DF架上，200型基站有15个干接点方式的开关量，2000型基站有16个干接点方式的开关量，可利用此项资源进行数据传输；
（3）交叉复用（DXX）方式：爱立信DXX设备拥有可以将16K数据进行半永久连接功能，通过16K子时隙复用可以将1个E1带30个基站数据能力扩大四倍至120个基站数据，可节省有限的2M传输资源；
（4）利用中文短信息传送基站信息：现在移动通信业务开通了中文短信息，在大的地市监控站可采用此项技术做为主做或备用通讯路由。
（5）租用电路方式：租用固定网DDN专线、X.25和PSTN电路。
黑龙江省基站设备均为爱立信设备，可以优先考虑前2种传输方案，对于拥有的DXX设备的部分地区，可以采用DXX交叉复用方式。
3.2 基站环境及电源监控系统的接入方式选择
干接点方式是基站监控中利用移动基站网管系统的附带功能，对基层监控的告警数据进行上传的一种传输解决方案。抽时隙方式是在基站上传E1线路中抽取某一个时隙来进行传输监控数据的一种传输解决方案。
（1）采集器+2M抽时隙传输方式特点
2M时隙抽取方式不影响基站的运行安全，并可充分利用移动网现有的传输资源，无须增加电路。传输速率高，时延小，可以保证实时传送监控数据，及时反映被监控设备的运行状况和环境信息。数据流向为双向，可实现远端控制，如空调的开关控制、开关电源的均、浮充转换、整流模块的参数设定等，可实现真正意义上的监控。由于其监控对象及内容丰富，系统接入能力强，可以监控各种智能和非智能设备，提供可靠真实的系统运行参数，能够及时准确的了解系统的运行状态，预防障碍发生，避免重复障碍。使设备维护科学化，由事故抢修转换为预检预修。可对遥测量、遥信量、遥控量、遥调量及基站的传输质量进行全面监测。信号量不作限制，可以上报基站所有电源实时信息及环境实时信息，可大大减少日常维护量、降低维护费用，具有监控、报表、告警、自诊断、管理等综合功能，可对被监控设备进行过程监控、为维护体制的改革提供支撑平台，属成熟的主流监控系统。
（2）干接点方式特点
目前成熟的干接点方式可传送的数据较少，只能传送开关量，不能从智能设备（如高频开关电源）的监控接口中采集设备详细信息。由于监测设备简单，干接点组网方式只能在设备出现故障时才出现响应而无法获得设备实际运行数据（如开关电源的运行信息），不能对设备进行故障分析、诊断、趋势分析等工作。因此，设备的维护仍旧停留在低层次故障抢修阶段，在故障发生后也无数据对故障进行分析，无法避免故障的重复出现。且干接点方式数据流向为单向上行（从BTS-监控中心），无法在远端实现控制，仅可实现监测功能。采用干接点方式进行组网时，所有基站外部告警均需BSC进行预处理，并输到交换机的告警终端上，增加了交换机的负荷，交换机告警终端上，增加了交换机的负荷，交换机告警终端上出现的大量告警信息会影响维护人员及时发现交换机的重要告警。一次性建设成本较低，减少的维护工作量有限，属事后告警，对已有的监控投入不能充分利用，如智能电源的监控模块等，属简易的告警系统。
综上所述，建议采用2M时隙抽取方式接入基站现场监测单元（FSU）。
4 监控系统管理功能
4.1 警报管理功能
对于监控系统来说，系统告警的准确率是至关重要的。系统告警100%的准确率是本监控系统已经达到的一个重要指标。系统采用RTU、UPC、BCMS三种模块采集实时的信息，所有的告警信息均能够在3s～5s内准确地、实时地反应到任何一级的监控中心。具体而言，本系统的告警功能具有以下特点：
（1）警报总缆功能
每一警报总缆可为一群或部份IO点的总合，可由数十个警报总缆监视画面，监控数千个IO设备，即可在同一屏幕做全区的监视。
（2）警报多媒体显现功能
任何画面下，系统均能自动提示告警，告警以闪烁不同等级的颜色、告警语音和文字信息提示工作人员，并自动存储和打印告警信息。系统根据告警严重程度分为三级，告警等级可由用户自行设定。不同级别的告警以不同颜色表示。
（3）警报过滤功能
当系统侦测到监控局站有市电停止，同时会导致油机启动、电源模块、电池放电等一系列相关告警，不利于管理人员处理最重要的告警。因此，该系统可根据用户需要自行定义，在一定时间内过滤其他告警，只侦测重要（或起因）告警，一定时间后恢复其他告警。当重要（或起因）告警时间超过用户设定时间，则被过滤的告警信息会告警上来。比如，侦测市电停电5min后，系统若未正常，则重新告警。
（4）警报确认功能
当系统侦测到警报发生，相应的屏幕将产生不同等级的颜色闪烁及语音声响，当操作人员输入密码确认警报后（系统提供四级密码保护，供不同阶层的操作规程人员设定，提高系统安全运行度），屏幕将停止警报的闪烁及声响，并记录确认警报发生的时间，以做为责任区分。系统具备批量确认的功能。
（5）警报跳页功能
系统具备警报自动跳页的功能。当同时产生多组警报时，系统将依警报发生顺序，自动跳页至警报发生画面供操作人员确认，以便迅速排除故障。可通过F3自动跳页功能或采用逐层推进的方法将告警定位在某一个设备上。
（6）警报查询功能
本系统具备告警信息快速查询的功能，可以通过快捷键F1对历史告警信息进行查询，F2对尚未恢复的历史告警信息进行查询。系统还具备在线帮助的功能，通过智能分析对每种故障的原因、解决方法都做了详细的说明。
（7）自动呼叫功能
告警发生时，可利用BP机传呼、手机，将系统警报讯息（以代码的方式）传递给各相关人员。
（8）自我侦测功能
工作站与主系统断线，系统将自动产生警报。
4.2 系统安全管理
（1）系统操作权限和配置功能
系统具有完善的操作管理，为维护系统的安全，使用本设备某些功能时必须先输入密码口令（Password），经系统确认后方可允许进入系统，进行操作。操作密码有不同的等级，并依口令的等级可开启不同的工作范畴，以限制不同人员的操作范围。每一用户名称配一口令，由主管人员在系统创建时于LSC、CSC设定或更改。如连续三次输入错误的口令，系统将发生警告至LSC、CSC并闭锁，期间不接受口令输入。
（2）操作记录登记功能
系统设有操作人员登录和操作记录表，记录了操作人员进入或退出系统的姓名、时间、操作名称、操作时间、被操作设备名称、操作内容等。
（3）交接班管理功能
系统设有交接班设定功能，操作人员在进行交接班时，执行此项功能，就生成了交接班记录表，记录交接班人员的姓名、交接班时间、以及在交接班时（前）各种设备的故障情况等。
（4）系统容错功能
系统具有较强的容错能力，不会因用户的误操作而引起死机。对于外界的各种干扰，监控系统不产生误报警和混乱甚至死机；采用硬件WatchDog监视自动复位功能及软件自我诊断程序和诊断界面。
（5）系统数据备份功能
本系统采用双备份机制，订同采用两硬盘轮流使用，轮流备份数据。当系统出错或数据混乱时，可以恢复数据，使系统重新运行起来。
4.3 系统其它功能
4.3.1 适合于多种传输方式
本监控系统适合多种传输方式，具体如下：
（1）监控模块与监控单元（FSU）之间，采用数据总线方式，物理接口与传输速率采用：V.11/RS422(1.2kbit/s～9.6kbit/s)；RS485（1.2kbit/s～9.6kbit/s）；
（2）监控单元（FSU）与区监控中心（LSC）之间，可适合以下传输手段：数字数据网（DDN）、语音专线（采用PSTN/MODEM）、脉冲编程调制专线（PCM）、广域路由器网；2M（抽取时隙）、传输设备的维护信道等。传输规程采用：X.25/X.28、LAPB；物理接口与传输速率采用：X.21bis/V.28(9.6kbit/s)、X.24/X.28(9.6kbit/s)可主辅各用，自动切换。
（3）区监控中心（LSC）与监控中心（CSC/LSC）之间，可以适合以下传输手段：数字数据网（DDN）、语音专线（采用PSTN/MODEM）、以太网；广域路由器网；21M E1线路等。传输规程采用：X.25/X.28、IEEE802.3、LAPB；物理接口与传输速率采用:X.21bis/V.28(9.6kbit/s）可主辅备作，自动切换。
4.3.2 远程访问功能
系统提供Web方式，用户可以使用浏览器软件Netscape或IE经由拨号方式或直接上网（NT服务器提供Internet专线）直接查询各类报表，或以系统管理员的身份进行远程维护。
4.3.3 系统报表、曲线管理功能
系统具有统计功能，根据用户需要采用开放式软件，用户可自定义其所需要的各种报表。系统所订的各种报表分为定时、查询、立即告警、日报、月报、年报等。对监控涉及到的每一种设备都提供了设备财产表，即所谓的机历卡。该表详细记录了每种设备的所在地、产地、机型、出厂时间、购入日期、使用日期、维护人等项目。系统还对每种设备的维护工作提供了设备维护记录表。
对系统的每一模拟量都提供了曲线查看的功能。只要用鼠标右键轻点模拟量，就可以对该模拟量的历史曲线、实时曲线进行查询。对一些重要的模拟量，如整流模块的输出电流、交流输出电流等均设有直方图。
4.3.4 在线帮助功能
在任一操作画面，输入功能键（F1）可立即获得“在线帮助”，协助操作人员立即获得处理程序指示。并可自行编辑帮助信息，提供查询故障原因及处理方法，该设备工作原理等信息。
4.3.5 软件保护功能
针对模拟采样值，系统提供4段模拟上下限延迟侦测功能，可协助操作人员监视电压、电流、环境温度等。
4.3.6 逻辑控制功能
系统提供如IF（）THEN（）ELSEE（）描述方式的PLC语言及“AND”、“OR”，“NOT”，“<”，“>”，“X”，“/”...等数学运算符号，供操作人员自行定义连锁动作及运算。
摘自《通信电源技术》
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