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移动基站动力监控系统的开发和应用(1)

2/14/2005来源:通信电源人气:10747

移动基站动力监控系统的开发和应用(1)(巢京) 移动通信网中有大量的移动基站,每个基站都必须配备电源设备,保证基站电源设备良好工 作是通信网络正常运行的关键之一,但目前的维护水平仍停留在传统的人工看管、巡检等方式上, 还远远跟不上高速发展的移动通信业务的需求。由于移动网络自身的特点,目前应用于固定网的 动力及环境集中监控系统不能很好地应用于移动通信网中,因此移动基站动力监控系统的开发势 在必行。 近两年,我们一直致力于移动交换局和移动基站动力设备及环境集中监控的开发,并联合北 京邮电大学的科研人员在东弟、南海等市的移动局进行了动力及环境集中监控系统的应用试验, 现已正式投入使用。在这里作一个全面的总结。 1系统简介 1.1 系统结构 移动基站动力监控系统的特点是独立于移动通信网,但是又与移动通信网紧密相关。 移动通信网元(如MSC、BSC和BTS)都有需要监控的动力设备,这就要有相应的设备监控单元 (SU)对其进行数据采集和遥控。 1.1.1 监控中心(SC)和基站监控单元(SU) 从管理结构上看,系统采用两级结构:监控机(SC)、交换局或基站监控单元(SU)。SC负 责 对整个监控网络内所有的交换局或基站动力设备和机房环境等的监控和管理。SU只负责对某一具体 移动交换局或基站内的动力和机房环境设备进行数据采集和控制。SC与SU之间通过数据通信网 (DCN,通常是WAN)交换监控信息。通过SU,SC可获取所有交换局或基站动力设备和机房环境的 运 行数据,并可对SU所属动力设备进行遥控、遥调。SC的另一任务就是对这些数据进行归纳总结, 以 获取所有被监控动力设备的宏观运行数据,并运行分析,为维护、管理及决策提供依据,并可通过 接口向省监控中心传送相应监控信息。 1.1.2分控中心(MC) MC负责监控网络中的某个区域内动力空调和机房环境的监视和管理。它在管理层次上低于 SC, 但是高于SU。由于MC是可选的,所以其工作状态及存在与否都不影响SC的正常运行,但是MC的工 作 受到SC的监视和管理。MC适用于维护方式相对独立的地区,也可以根据需要为某类相对独立的设 备 (如空调)设立MC。 1.2传输与组网方式 移动基站动力监控系统应该采用开放灵活的组网方式,一般采用WAN和Ethe一t组网方式。 数据通信网的传输方式一般有:DDN、拨号电话线、专线、X.25、帧中继等。由于移动通信网 的特殊性,在很多基站难以单独为监控系统铺设线路,这就限制了上面几种方式的应用。而移动基 站与移动交换局之间是采用E1线路进行传输的,在此业务信道中,一般仍有空闲的时隙,所以可利 用这些空闲时隙建立监控系统的数据通信网。 在基站端,时隙提取设备提供的接口可以直接接入基站SU;在交换局端,通过一台时隙汇接 路 由器将各时隙汇接在一起。这种方式将作为监控主信道的传输方式。基站的备用监控信道可利用 GSM数据业务直接与监控中心的路由器建立9600bit/s的数据链路。交换局间、市局监控中心与省 局监控中心之间,可以通过G.703或V.35标准E1接口与Router相连,构成2Mb/s信道。此外,在 交 换局与监控中心之间如果需备用路由,可采用X.25分组交换网来实现。在交换局或监控中心内部 采 用局域网(LAN)连接。 2移动基站的监控方案 2.1移动基站监控系统的结构 基站监控系统对基站内动力设备的运行情况进行监视,在某些情况下还可以通过相应的接口 对 动力设备进行控制。应通过板卡级的系统集成技术将环境、设备监控、智能门禁、音视频和网络通 信集成到一个平台之上。 基站监控系统负责监控的对象有电源设备:开关电源/整流器/ UPS、蓄电池组、交流配电 屏、 直流配电屏、地线与防雷设备等;油机:智能油机或非智能油机;空调设备:专用空调与分体空 调; 环境量:门禁、窗禁、温湿度、烟雾、红外、水浸等;基站图像。通过基站SU可对上述全部监控对 象进行可靠、准确的监控。 2.2基站主要配置 2.2.1基站监控器 基站监控系统的核心是一台多功能基站监控器,该设备为基于PC的硬件结构,是具有采集数 据、 遥控、遥调、数据通信和图像处理功能的专用硬件、软件平台。它可以连接多种传输设备,如 Modem、 E1中继时隙提取路由器、GSM无线接口设备、DDN等。基站监控器本身的采集通道如果不足,可以 级 联。基站监控器可采用RS-422/Lonworks通信接口,与电源、油机、空调等组成分布式采集网 络, 解决距离分散的被监控设备的数据采集问题。 在进行工程设计时,一般将基站交直流配电屏、开关电源、整流器、环境监控量等监控对象 通 过数据采集部分进行数据采集和监控。而智能设备,如智能开关电源、空调、油机等,直接接入其 通信端口进行监控。 2.2.2蓄电池组测量仪 利用蓄电池组测量仪可以测量蓄电池组24只电池的端电压和8个标示电池的温度,而不再需要 其他外围器件。 2.2.3 E1时隙提取路由器 当基站处于相对独立的地理位置时,可以利用E1时隙提取路由器,在基站与移动交换局之间 传 送业务信息的PCM中继线路(E1)上提取出1个或多个时隙作为数据通道,用来传送监控数据。 2.2.4 GSM无线传输接口设备 GSM无线传输接口设备是专为移动基站与监控中心直接提供备用监控路由而设计的。它利用 GSM 终端的数据业务,可远程接入Modem,直接与监控中心路由器建立9600bit/s速率的数据通道。 3视频监控部分 3.1系统结构 SC应能对各个交换机房实现远程视频监控,并能实现远程视频的实时联动录像。而各交换机 房之间没有相互监视的要求,仅需要实现本交换机房的视频监视、告警联动、向监控中心远程传 输实时视频图像及告警信息。 在SC采用16路视频监视主机,通过远程传输模块接收各远程交换机房的数字视频信号,主控 机连接一台长延时录像机,分控机通过LAN和主控机相联,监视大屏幕通过视频同轴电缆与主控机 相联,可以在主控机/分控机显示器上观看并控制云台和镜头,录像内容也可以直接回放至主控 机显示器上。如果要求录像机能同时记录多个交换机房的现场图像,可选一台多画面分割器,主 控机还应预留几路视频输出送给投影仪或大屏幕。 交换机房SU采用8路视频监控主机,只观看本地视频,对本地的告警信号实现视频切换和输出 可视可闻声光报警,告警信号同时定点传送到SC。 3.2基站视频监控的实现 基站的视频监控条件和监控中心、交换机房不同。基站的地理位置较为分散,必须利用远程 图像传输技术,而基站视频系统是为了实现无人值守,一般基站最多提供两个监视点,在交换机 房采用的主控计算机集中处理方式不再适用。另外,基站的通信条件较差,一般最多提供一路电 话线或64kb/s的中继线路。综合考虑以上特点,可提供多种解决方菜。 第一种方案可采用“网络摄影机”。该设备是一种可以分配ip地址识别的、集摄像和图像压 缩并按网络协议传输图像数据的智能摄像机,它可以完成系统需求,而不会给基站带来额外的维 护需求。由于基站视频对实时性的要求不高,只要能如实地显示现场情况即可,所以网络摄像机 每隔十多秒自动抓拍传送的高解晰度真彩图像,完全能满足基站视频监控的需求,发生报警可立 即抓拍传送多幅图像。将监控中心服务器、监视终端和网络摄像机构成一个Internet网,可以利 用网络协议提供的各种工具有效地管理各个基站图像信息。此方案图片效果好,但视频动态效果 差,成本稍高,适用于基站到交换局只有E1传输通道,无其他额外通信线路的情况。 第二种方案可采用电话线视频传输设备。此设备基于H.323视频会议协议,可传送CIF(352× 288)动态视频图像,帧速2~15帧/s,适用于基站与交换局之间有电话线的情况。此方案实现简 单,成本低廉,可看性好。 第三种方案可采用专用低带宽压缩解压缩传输卡(Codec)。采用专用压缩芯片,视频图像质 量好,可传送CIF(352×288)动态视频图像,帧速6帧/s以上。此方案可靠性高,视频图像效果 好,成本稍高,适用于基站到交换局只有E1传输通道,无其他额外通信线路的情况。