通信机房供电及智能监控系统改造

蔡瑞平

（承德承钢工程技术有限公司，河北 承德 067000）

0 引 言

通信机房作为网络通信设施的核心，其供电系统的安全性与可靠性直接影响着网络通信设备运行和服务的稳定。随着通信技术的快速发展，通信机房的供电系统也面临着不断升级改造的需求。文章研究和分析了承德钒钛炼铁通信机房的供电升级改造及智能监控技术，以解决该机房供电和监控系统存在的诸多问题。

1 通信机房供电与监控系统现状

目前，该通信机房供电系统只有一路三相四线交流380 V进线提供电源，监控系统只有视频监控，机房通信设备经常出现故障。通过对该机房供电系统及设备出现的问题进行研究和分析，存在的问题包括：机房无双路供电；机房供电系统无浪涌保护装置；机房供电系统无不间断电源（Uninterruptable Power System，UPS）；机房网络及设备无可靠的接地系统；机房无温度、湿度等智能监控系统[1]。

在供电系统检修期间，无法保证机房正常供电，造成通信机房经常性被动断电。由于机房通信机柜及通信设备无可靠接地，出现感应电流时无法消除，从而造成该机房网络通信设备经常性出现故障。浪涌保护装置是解决供电系统电流与电压波动、防止雷击损坏设备的必要装置。同时，可靠智能的监控系统同样是无人值守机房的核心系统，能够第一时间发现通信机房出现的异常并发出报警提醒[2]。为保证通信机房设备的稳定运行，升级改造该机房的供电及智能监控系统。

2 通信机房供电系统的设计

通信机房的供电系统要求可靠、稳定、安全，能够满足设备不同功率的用电需求，并应对突发事故的发生。设计供电系统时，需要考虑备用电源、地线系统、配电系统以及保护器系统等方面。

2.1 备用电源

设置UPS供电系统，为通信机房提供稳定的备用电源。当主电源故障或停电时，系统能够及时切换到备用电源，保证通信机房的正常运行。

2.2 地线系统

设计合理的地线系统是保证通信机房安全可靠运行的重要措施之一，可以有效防止因供电问题导致的电击伤害和设备损坏。一个合理的地线系统应该具备良好的接地能力、连续性和可靠性、合理布置以及符合相关的安全标准和规范。

2.3 配电系统

根据通信机房的用电需求，选用合适的配电系统，保证供电系统的稳定性和可靠性。建议采用双路供电系统，以提高供电的稳定性和可靠性。

2.4 保护器系统

设计合理的防雷防浪涌系统，保证通信机房供电系统安全稳定运行，防止因雷电或供电系浪涌电压、电流造成通信设备损坏。

3 通信机房电源备份系统的设置

通信机房的电源备份系统是保证供电系统稳定可靠的重要措施。在电源备份系统的设置中，需要考虑UPS电源、双路供电方面的问题。

3.1 UPS电源

UPS电源作为通信机房的备用电源，具备快速切换、恢复时间短以及稳定性高等特点，为通信系统的连续性和可靠性提供了重要保障。在通信机房中，稳定的电力供应至关重要，任何电力中断都可能导致通信系统故障或服务中断，给用户带来不便和损失。UPS电源的作用就是在主电源故障时迅速切换至备用电源，并在主电源恢复后快速切换回来，以保证通信系统的持续运行[3]。

3.2 双路供电

在变压器故障或检修等特殊情况下，为确保通信机房的正常运行，需要设置双路供电系统。双路供电系统是一种安全可靠的电力备份方案，可以在主电源故障时自动切换至备用电源，确保通信机房的持续供电。

4 通信机房智能监控系统改造

通信机房的智能监控系统在维护现有设备状态、确保适宜的工作环境以及提高整体安全性方面扮演着关键角色。

4.1 传感器网络

传感器网络是智能监控系统的基础。在通信机房中，不仅要监测设备状态，还要监控环境因素，如温度、湿度等，因此对传感器网络进行改进至关重要。

4.1.1 引入多样性传感器

引入多样性传感器，确保对通信机房内部情况的全面监测。第一，温度传感器。温度传感器的使用能够监测温度的变化，确保环境温度始终处于安全范围内，有助于防止设备过热或冷却不足。第二，湿度传感器。过高的湿度可能导致设备受潮，从而损害其性能；过低的湿度可能导致静电问题。通过湿度传感器来监测湿度水平，可以确保通信机房内的湿度水平恒定，从而降低设备受损的风险。第三，电力传感器。电力传感器用于监测电力使用情况，对于节能和减少碳排放至关重要。通过实时监测电力消耗，通信机房管理人员可以更好地了解电力分配情况，优化资源使用，减少不必要的浪费。第四，设备状态传感器。设备状态传感器可以检测设备的运行状态，有助于发现潜在的故障或问题，从而减少维修时间和设备停机的风险，确保通信服务的连续性。

4.1.2 传感器位置优化

在传感器布局中，位置优化是关键的考虑因素。为准确监测通信机房内的重要参数，应将传感器谨慎放置在关键区域，避免死角和重叠，确保覆盖全面且高效。合理的位置安排可以最大限度地减少误差，提高监测系统的可靠性。在选择传感器位置时，需考虑信号传输的路径，避免信号衰减和干扰。此外，定期的巡检和维护也至关重要，可以确保传感器保持良好的工作状态。通过系统化的布局和维护，可以最大限度地提高通信机房的安全性，确保其稳定运行。

4.1.3 实时数据采集

在传感器布局方面，确保实时数据采集是至关重要的。传感器系统的性能和有效性直接取决于其捕捉和传输数据到中央监控系统的能力。通过实时数据采集，运维人员可以随时查看和分析这些参数的变化，从而迅速识别潜在问题或风险。例如，温度升高或湿度异常波动可能表明设备故障或存在潜在问题，而电力消耗的亟剧增加可能暗示能源问题。

4.2 数据分析

传感器网络提供了大量的数据，但这些数据如果不经过分析，将难以发挥其作用。采用大数据分析技术可以处理庞大的数据流，包括对历史数据的分析，以便发现潜在趋势和周期性问题。大数据分析还有助于优化资源利用，提高整体效率。利用人工智能技术可以实时分析传感器数据，识别潜在问题。此外，数据分析还可用于预测设备的维护需求。

4.3 远程监控

远程监控是智能监控系统的一个重要功能，方便运维人员随时随地监控通信机房的状态。

通过开发一个移动应用程序，可以使运维人员利用智能移动终端随时访问监控系统，提高工作效率。除了监视功能外，远程监控系统还应具备控制能力。在发现异常情况时，运维人员可以通过远程控制系统采取措施，如切断电源或重启设备。设置实时警报系统，以便在出现紧急情况时及时提醒运维人员，有助于快速解决问题。

5 通信机房智能监控系统的实际应用

通信机房的监测系统是保证供电系统正常运行的重要手段。选用合适的监测设备，对供电系统的运行状态进行实时监测，及时发现和解决故障。根据通信机房供电系统的特点和需求，确定监测的方法和策略，建立完整的监测体系。此外，应定期对监测设备进行维护和检测，确保其正常运行[4]。

按照设计与改造要求，重新铺设另一路供电电源，将通信机房的供电电源改造为由2台变压器提供的电源。同时，安装双路供电自动切换开关，增设防雷防浪涌保护装置和UPS装置。为确保所有设备稳定可靠接地，使用接地扁钢连接指定的接地点，并在每个机柜设置专用接地排。智能监控系统利用通信机房的光缆资源优势，通过安装温湿度传感器和数据采集模块，实时采集机房的温湿度、供电状态、UPS状态等关键信息，并将这些信息传输到主控室。然后编写监控程序来实时显示这些采集的数据，并创建预警信息日志，以便在出现问题时及时发出预警[5]。双路供电系统的自动切换架构如图1所示。

图1 双路供电系统自动切换架构

图1中包含2条电源路径，分别为交流电源1和交流电源2。其中主要的切换设备为2个自动转换开关（Automatic Transfer Switch，ATS），用于在主电源失效时自动将电源的供电网络切换到备用电源。防雷防浪涌装置主要用于防雷击、消除供电系统的浪涌电流与电压。UPS主要确保在ATS切换过程中负载系统不出现电源波动。数据通信模块（Data Communication Module，DCM）为数据采集核心部件，主要用于采集供电系统状态及机房温湿度等信息，通过网络传输到后台进行监控和预警处理。

6 结 论

通过研究通信机房供电升级改造技术，主要从供电系统设计、电源备份系统设置、可靠接地系统安装、通信机房智能监控系统改造等方面提出建议。双路供电系统可以有效提高供电系统的可靠性和稳定性，确保系统始终能够正常运行。在主要供电途径发生故障时，系统能够迅速切换到备用电源，从而最大限度地避免因供电问题导致的停机和其他问题。