西安电信电源监控系统传输及组网方式的选择

摘要：论文依托西安电信电源监控系统工程，在研究电源监控系统体系结构与功能的基础上，系统地分析了西安电信电源系统的特征及电源监控系统的需求，设计了由SC（监控中心）、SS（监控站）、SU（监控单元）及SM（监控模块）构成的通信电源监控系统框架，针对系统实现中的关键技术进行分析与研究。设计了系统的管理层次及系统设备组网结构对系统数据传输方式及传输组网方案进行选择和设计。

关键词：通信电源 监控系统 实时监控 传输方式

1 通信电源监控系统结构

在通信行业中，人们通常把电源设备比喻为通信系统的“心脏”，通信电源系统运行质量的好坏直接关系到通信网的运行质量和通信安全。根据原邮电部1996年颁布的《通信电源和空调集中监控系统技术要求（暂行规定）》（YDN023-1996），以及1997年原邮电部电信总局电网综[1997]472号文《通信电源、机房空调集中监控管理系统（暂行规定）》的规定。监控系统的建立和实施应以电信局（站）为基本单位，通过分布式计算机控制系统，逐步建成区/县监控系统和本地网（城市级）监控系统。由图1可以看到，一般来说，整个监控系统是由多个监控级自下而上逐级汇接的方式组成的一个分布式计算机控制系统网络，对应通信局（站）、区县、地市三级电信管理体制。从网络结构角度出发，监控系统采用逐级汇接的拓扑结构，由监控中心SC、监控站SS、监控单元SU和监控模块SM构成。每个上级监控级均呈辐射状与若干下级监控级形成一点对多点的网络连接，最后通过监控模块与被监控的若干设备相连。

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图1 监控系统结构

在通信局（站）内，电源和空调设备分散安装在不同机房，这些设备运行参数和告警信息需要由SM采集后实时传送至SU，所以局（站）监控系统的网络拓扑可以采用星形结构或总线结构。在区/县监控系统中，SU将SM传送来的监控数据加以处理后向SS传送，SS向SU下达控制命令，SU之间不需要相互传送数据。所以，区/县监控系统网络结构也应为星形结构。同样，区/县监控系统至本地网络监控中心这一层的网络拓扑结构也应为星形结构。

1.1 监控中心SC 监控中心SC是整个本地动力及环境集中监控系统的监控和管理中心，主要完成全网的监控信息的统计处理及分析。监控中心SC一般由数据库服务器、监控业务台、打印机及相关附属设备所组成。

1.2 监控站SS 监控站SS是联接监控端局和监控中心的桥梁，是整个监控系统数据处理的核心，其主要功能是对端局采集器的原始数据进行处理，并将处理结果发送给监控业务台和数据服务器，同时接受业务台的控制命令对端局设备实施控制。

1.3 监控单元SU 监控单元SU是各通信局（站）监控数据采集处理中心，配置有工业控制PC机，SU通过RS485总线与各种监控模块SM相连。

1.4 监控模块SM 监控模块SM用于完成各种数据的采集和上传工作，与上述三级不同的是，SC，SS，SU均为管理级，而监控模块SM是数据采集级。对于智能设备，监控模块就是智能设备自备的监控模块，完成各种参数的采集和上传工作，对于非智能设备，通过监控模块完成对各种电量或非电量的采集和上传工作。

1.5 监控系统的网络连接 监控单元（SU）与监控站（SS）之间以及监控站（SS）与监控中心（SC）之间的连接目前可采用的传输手段较多，有El线路等。使用TCP/IP协议进行通信，可根据实际的通信条件和要求来具体选择，但为了保证安全，应采用主、备用两种传输方式，并能自动切换。

电源监控系统是一个集底端采集、远程传输、中心处理为一体的一个综合管理平台，因此传输方式直接关系到监控的稳定可靠。随着各种监控系统的运用发展，其传输通道及方式随着电信业的发展而随之变化。

电源监控系统以监控主机为界限，监控主机以下为计算机间的直接通信，或专用总线方式通信；而监控主机以上部分，含SU、SS、SC各部分是基于TCP/IP协议的广域网，兼容和扩展能力较强，可以直接利用现有网络，做到多网合一。在SS、SC内部为局域网形式。

2 常用通信资源的比较分析

2.1 电话线（PSTN） 电话线是PSTN（公用电话网）中的一部分，指从程控交换机用户框经DDF配线架至电话用户的电缆，一根电话线承载一路电话，电话线中传输的是模拟信号（语音信号）。

监控系统中的设备均采用数字通信，因此不能直接通过电话线传输数据，而需要使用Modem（调制解调器）。Modem能实现数字/模拟（A/D）信号转换功能，通过Modem，电话线能提供不大于64kbps的通信速率。

为了监控此种方案的可行性，选择了3个局点安装了SM，并在每个局点与SU之间建立了一条PSTN电话线路，经过试验，得到平均测试数据如表1所示。

试验结果表明：PSTN传输方案简便易行，在简单系统中投入较低，但稳定性差，存在较严重的时延，系统复杂时维护成本急剧上升。而且传输线路的实时连通和数据的传输质量都得不到保证，告警的动态响应时间更是无从谈起。但是根据西安电信网络的实际情况，在2M资源有限的局点，仍然采用此种传输方案。

2.2 DDN传输方式（指<2M的小带宽方式） DDN称为数字数据网，是电信运营公司的一种数据业务网，其主要功能是向用户提供端到端的透明数字串行专线。DDN提供的透明串行专线，又可分为同步串行专线与异步串行专线。同步串行通路速率从64k，至n*64k，最高达2.048Mbps；异步串行通信速率均小于64k，从2400bps、9600bps，直至38.4kps。

为了监测此种方案的可行性，选择了3个局点安装了SM，并在每个局点与SU之间开通一条DDN传输线路，经过试验，得到平均测试数据如表2所示。

试验结果表明：DDN传输方式优点是稳定性高，实时性强，技术成熟，缺点是系统成本较高，而且DDN传输网络在西安市的总体传输网络中已处于逐渐退网的阶段，若采取此种传输方式，则意味着不久的将来电源监控系统所采用的传输线路将面临着全部更换的局面，鉴于此种考虑，本系统没有大面积采用此种传输方式。endprint

2.3 2M/El传输方式 2M/E1是电信行业一个非常通用的传输资源，基本所有局站都具备该传输资源，无论是采用SDH，还是PDH，或是接入网内置SDH方式，均具备2M/E1端口。监控系统采用了2M抽取时隙方式提供透明通道给监控用。

2.3.1 “一对一”传输方式：该传输方式主要用于有图像监控的端局，由于视频信号数据量较大，因此在局端与中心提供一条2M链路，两端采用相同或相似的2M抽时隙设备抽取一个时隙提供一条透明串口通道给电源监控用，其它时隙则用于机房图像监控。中心的2M抽时隙设备将电源监控数据通道提取出来送往监控主机、同时将视频数据经解码器解码后送监视器显示。为了监测此种方案的可行性，选择了3个局点安装了SM，并在每个局点与SU之间开通一条E1传输线路，经过试验，得到平均测试数据如表3所示。

试验结果表明：利用E1传输方式进行传输，稳定性和实时性都很高，且传输速率很高（2Mbit/s），对于本监控系统所需的数据传输量而言绰绰有余。每一条E1只能在局站SM与SU之间传输数据，一条E1线路无法在几个局站间公用，于是每一个局站的交换设备到监控中心的传输都需要1条E1线路，而监控系统的数据传输量其实只需E1中的一个时隙即64Kbit/s就可以满足，这就造成了传输资源和传输设备的大量浪费，故此方案虽然理论上可行，但实际上实现起来有一定困难。

2.3.2 “一对多”传输方式：对于2M资源很丰富的局站，提供一条独立2M给监控系统用，监控系统仍只需要一个时隙而采用2M抽隙方式，在传输汇接点可采用成熟的DXC时隙收敛设备，将各个局站送来的2M进行时隙分插复用将多个独立2M中时隙收敛到1条2M中来达到节省主干2M传输和节省监控中心的传输投资成本。再通过数据上网器，将监控数据从2M中分离出来直接送到监控中心的监控主机进行处理。

为了监测此种方案的可行性，选择了部分局点与母局，设置了交叉连接与时隙提取，经过试验，得到平均测试数据如表4所示。

试验结果表明：利用E1抽取时隙的传输方式进行传输，具有稳定性好，实时性好，合理地使用传输资源和使用少量传输设备的优点，为本监控系统从理论到实现都可以采用的最佳方式。

3 传输组网方案的设计

端局与监控中心的连接方式称为组网方案。

3.1 路由器方案 如果端局有监控主机，采用基于路由器的组网方案，端局需要安装一台路由器，该路由器的广域网口与中心的路由器相连。通信资源采用E1或DDN，传输速率为64kbps。在端局内监控主机与路由器构成局域网，而与中心一起构成广域网。路由器方案如图2所示。

3.2 多端局监控主机方案 当端局采用采集器直连上报的方案时，采用多端局监控主机组网方案。端局的采集器和智能设备连接至串行总线后，通过异步通信线路远程连接到多端局监控主机的串口上；或使用数据上网器，将各端局送来的采集数据打包上网，多端局监控主机通过网络采集局端数据。多端局监控主机方案如图3所示。监控中心与监控站的连接均采用路由器方案。由于位于监控站的本地端局设备和测点较多，多采用监控主机采集方案。利用专网进行监控数据传输时，是基于路由器的组网方案。目前西安电信电源监控系统使用的传输方式有：DCN，2M/E1，DDN等几种。在西安本地监控中心（SC）与龙首等6个二级监控站（SS）之间采用DCN网进行数据传输，如图4所示，在二级监控站（SS）与各局点（SU）之间，根据实际情况采用2M/E1，DDN 或PSTN方式进行数据传输，如图5所示。

4 结论

本论文以西安电信电源监控系统工程为背景，通过对几种数据传输方式的测试比较，确定了监控系统采用的数据传输方式，并依据现有的通信与组网设备，对路由器方案与多端局监控主机方案进行分析，设计并实现了本地监控中心与二级监控站、二级监控站与监控单元之间的传输组网方案。

参考文献：

[1]电信总局.通信电源、机房空调集中监控管理系统技术要求[S].1996.

[2]电信总局.通信电源、机房空调集中监控管理系统暂行规定[S].1997.

[3]Edward B.Magrab.通信系统工程（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2002.

[4]Carlos A.Alegria.Current Trends in Access and Transport

Architectures for Business Customers[M].Bell Labs Technical Journal，1996.

[5]张雷霆.通信电源[M].北京：人民邮电出版社，2005.

作者简介：任彦臻（1977-），女，陕西人，工程师，主要从事电信系统通讯设备的维护工作。endprint

2.3 2M/El传输方式 2M/E1是电信行业一个非常通用的传输资源，基本所有局站都具备该传输资源，无论是采用SDH，还是PDH，或是接入网内置SDH方式，均具备2M/E1端口。监控系统采用了2M抽取时隙方式提供透明通道给监控用。

2.3.1 “一对一”传输方式：该传输方式主要用于有图像监控的端局，由于视频信号数据量较大，因此在局端与中心提供一条2M链路，两端采用相同或相似的2M抽时隙设备抽取一个时隙提供一条透明串口通道给电源监控用，其它时隙则用于机房图像监控。中心的2M抽时隙设备将电源监控数据通道提取出来送往监控主机、同时将视频数据经解码器解码后送监视器显示。为了监测此种方案的可行性，选择了3个局点安装了SM，并在每个局点与SU之间开通一条E1传输线路，经过试验，得到平均测试数据如表3所示。

试验结果表明：利用E1传输方式进行传输，稳定性和实时性都很高，且传输速率很高（2Mbit/s），对于本监控系统所需的数据传输量而言绰绰有余。每一条E1只能在局站SM与SU之间传输数据，一条E1线路无法在几个局站间公用，于是每一个局站的交换设备到监控中心的传输都需要1条E1线路，而监控系统的数据传输量其实只需E1中的一个时隙即64Kbit/s就可以满足，这就造成了传输资源和传输设备的大量浪费，故此方案虽然理论上可行，但实际上实现起来有一定困难。

2.3.2 “一对多”传输方式：对于2M资源很丰富的局站，提供一条独立2M给监控系统用，监控系统仍只需要一个时隙而采用2M抽隙方式，在传输汇接点可采用成熟的DXC时隙收敛设备，将各个局站送来的2M进行时隙分插复用将多个独立2M中时隙收敛到1条2M中来达到节省主干2M传输和节省监控中心的传输投资成本。再通过数据上网器，将监控数据从2M中分离出来直接送到监控中心的监控主机进行处理。

为了监测此种方案的可行性，选择了部分局点与母局，设置了交叉连接与时隙提取，经过试验，得到平均测试数据如表4所示。

试验结果表明：利用E1抽取时隙的传输方式进行传输，具有稳定性好，实时性好，合理地使用传输资源和使用少量传输设备的优点，为本监控系统从理论到实现都可以采用的最佳方式。

3 传输组网方案的设计

端局与监控中心的连接方式称为组网方案。

3.1 路由器方案 如果端局有监控主机，采用基于路由器的组网方案，端局需要安装一台路由器，该路由器的广域网口与中心的路由器相连。通信资源采用E1或DDN，传输速率为64kbps。在端局内监控主机与路由器构成局域网，而与中心一起构成广域网。路由器方案如图2所示。

3.2 多端局监控主机方案 当端局采用采集器直连上报的方案时，采用多端局监控主机组网方案。端局的采集器和智能设备连接至串行总线后，通过异步通信线路远程连接到多端局监控主机的串口上；或使用数据上网器，将各端局送来的采集数据打包上网，多端局监控主机通过网络采集局端数据。多端局监控主机方案如图3所示。监控中心与监控站的连接均采用路由器方案。由于位于监控站的本地端局设备和测点较多，多采用监控主机采集方案。利用专网进行监控数据传输时，是基于路由器的组网方案。目前西安电信电源监控系统使用的传输方式有：DCN，2M/E1，DDN等几种。在西安本地监控中心（SC）与龙首等6个二级监控站（SS）之间采用DCN网进行数据传输，如图4所示，在二级监控站（SS）与各局点（SU）之间，根据实际情况采用2M/E1，DDN 或PSTN方式进行数据传输，如图5所示。

4 结论

本论文以西安电信电源监控系统工程为背景，通过对几种数据传输方式的测试比较，确定了监控系统采用的数据传输方式，并依据现有的通信与组网设备，对路由器方案与多端局监控主机方案进行分析，设计并实现了本地监控中心与二级监控站、二级监控站与监控单元之间的传输组网方案。

参考文献：

[1]电信总局.通信电源、机房空调集中监控管理系统技术要求[S].1996.

[2]电信总局.通信电源、机房空调集中监控管理系统暂行规定[S].1997.

[3]Edward B.Magrab.通信系统工程（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2002.

[4]Carlos A.Alegria.Current Trends in Access and Transport

Architectures for Business Customers[M].Bell Labs Technical Journal，1996.

[5]张雷霆.通信电源[M].北京：人民邮电出版社，2005.

作者简介：任彦臻（1977-），女，陕西人，工程师，主要从事电信系统通讯设备的维护工作。endprint

2.3 2M/El传输方式 2M/E1是电信行业一个非常通用的传输资源，基本所有局站都具备该传输资源，无论是采用SDH，还是PDH，或是接入网内置SDH方式，均具备2M/E1端口。监控系统采用了2M抽取时隙方式提供透明通道给监控用。

2.3.1 “一对一”传输方式：该传输方式主要用于有图像监控的端局，由于视频信号数据量较大，因此在局端与中心提供一条2M链路，两端采用相同或相似的2M抽时隙设备抽取一个时隙提供一条透明串口通道给电源监控用，其它时隙则用于机房图像监控。中心的2M抽时隙设备将电源监控数据通道提取出来送往监控主机、同时将视频数据经解码器解码后送监视器显示。为了监测此种方案的可行性，选择了3个局点安装了SM，并在每个局点与SU之间开通一条E1传输线路，经过试验，得到平均测试数据如表3所示。

试验结果表明：利用E1传输方式进行传输，稳定性和实时性都很高，且传输速率很高（2Mbit/s），对于本监控系统所需的数据传输量而言绰绰有余。每一条E1只能在局站SM与SU之间传输数据，一条E1线路无法在几个局站间公用，于是每一个局站的交换设备到监控中心的传输都需要1条E1线路，而监控系统的数据传输量其实只需E1中的一个时隙即64Kbit/s就可以满足，这就造成了传输资源和传输设备的大量浪费，故此方案虽然理论上可行，但实际上实现起来有一定困难。

2.3.2 “一对多”传输方式：对于2M资源很丰富的局站，提供一条独立2M给监控系统用，监控系统仍只需要一个时隙而采用2M抽隙方式，在传输汇接点可采用成熟的DXC时隙收敛设备，将各个局站送来的2M进行时隙分插复用将多个独立2M中时隙收敛到1条2M中来达到节省主干2M传输和节省监控中心的传输投资成本。再通过数据上网器，将监控数据从2M中分离出来直接送到监控中心的监控主机进行处理。

为了监测此种方案的可行性，选择了部分局点与母局，设置了交叉连接与时隙提取，经过试验，得到平均测试数据如表4所示。

试验结果表明：利用E1抽取时隙的传输方式进行传输，具有稳定性好，实时性好，合理地使用传输资源和使用少量传输设备的优点，为本监控系统从理论到实现都可以采用的最佳方式。

3 传输组网方案的设计

端局与监控中心的连接方式称为组网方案。

3.1 路由器方案 如果端局有监控主机，采用基于路由器的组网方案，端局需要安装一台路由器，该路由器的广域网口与中心的路由器相连。通信资源采用E1或DDN，传输速率为64kbps。在端局内监控主机与路由器构成局域网，而与中心一起构成广域网。路由器方案如图2所示。

3.2 多端局监控主机方案 当端局采用采集器直连上报的方案时，采用多端局监控主机组网方案。端局的采集器和智能设备连接至串行总线后，通过异步通信线路远程连接到多端局监控主机的串口上；或使用数据上网器，将各端局送来的采集数据打包上网，多端局监控主机通过网络采集局端数据。多端局监控主机方案如图3所示。监控中心与监控站的连接均采用路由器方案。由于位于监控站的本地端局设备和测点较多，多采用监控主机采集方案。利用专网进行监控数据传输时，是基于路由器的组网方案。目前西安电信电源监控系统使用的传输方式有：DCN，2M/E1，DDN等几种。在西安本地监控中心（SC）与龙首等6个二级监控站（SS）之间采用DCN网进行数据传输，如图4所示，在二级监控站（SS）与各局点（SU）之间，根据实际情况采用2M/E1，DDN 或PSTN方式进行数据传输，如图5所示。

4 结论

本论文以西安电信电源监控系统工程为背景，通过对几种数据传输方式的测试比较，确定了监控系统采用的数据传输方式，并依据现有的通信与组网设备，对路由器方案与多端局监控主机方案进行分析，设计并实现了本地监控中心与二级监控站、二级监控站与监控单元之间的传输组网方案。

参考文献：

[1]电信总局.通信电源、机房空调集中监控管理系统技术要求[S].1996.

[2]电信总局.通信电源、机房空调集中监控管理系统暂行规定[S].1997.

[3]Edward B.Magrab.通信系统工程（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2002.

[4]Carlos A.Alegria.Current Trends in Access and Transport

Architectures for Business Customers[M].Bell Labs Technical Journal，1996.

[5]张雷霆.通信电源[M].北京：人民邮电出版社，2005.

作者简介：任彦臻（1977-），女，陕西人，工程师，主要从事电信系统通讯设备的维护工作。endprint