河北廣電信息網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)股份有限公司傳輸分公司 夏凡子

一、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

（一）河北廣電省干線網(wǎng)建設(shè)情況

在當(dāng)前世界政治經(jīng)濟(jì)背景下，結(jié)合國(guó)內(nèi)三網(wǎng)融合的大趨勢(shì)，為了進(jìn)一步加快河北廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推進(jìn)整個(gè)河北省廣電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，河北廣電光纜傳輸干線網(wǎng)進(jìn)行了多次擴(kuò)建、擴(kuò)容等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)升級(jí)，因此對(duì)河北廣電光纜傳輸干線網(wǎng)的安全傳輸提出了更高的要求。

目前，河北廣電省干線網(wǎng)總長(zhǎng)4200多公里，共36個(gè)機(jī)站，線路分為南、北、中三個(gè)環(huán)網(wǎng)，途徑50多個(gè)縣（市），覆蓋整個(gè)河北省11個(gè)地級(jí)市，肩負(fù)著全省百余套數(shù)字電視節(jié)目安全傳輸?shù)闹匾稳蝿?wù)，同時(shí)還運(yùn)行著省政法、省工商、省人行、省財(cái)政等數(shù)據(jù)專網(wǎng)的傳輸任務(wù)，線路及設(shè)備安全運(yùn)行的意義非常重大。

這36個(gè)機(jī)站中的任何一個(gè)站或者站內(nèi)的任何一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障都可能嚴(yán)重威脅到河北省干線網(wǎng)的安全運(yùn)行。為了保持各機(jī)站的物理環(huán)境符合各設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，以及各個(gè)設(shè)備能夠安全運(yùn)轉(zhuǎn)，公司付出了巨大的人力、財(cái)力和物力的成本，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和資金。尤其是無(wú)人值守機(jī)戰(zhàn)，由于地處偏遠(yuǎn)、交通不便，難以保證機(jī)房?jī)?nèi)的值班人員對(duì)設(shè)備保持不間斷的監(jiān)視，一旦任何一個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)發(fā)生停電、漏雨等環(huán)境異常情況，省中心機(jī)房的工作人員往往不能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)隱患，更不能做到及時(shí)排除隱患，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備故障甚至網(wǎng)絡(luò)中斷，導(dǎo)致影響在用業(yè)務(wù)的安全傳輸。

機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各站設(shè)備的運(yùn)行狀況，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致設(shè)備故障的隱患，縮短工作人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)維修更換設(shè)備配件的時(shí)間。對(duì)于一些設(shè)備參數(shù)，輔助設(shè)施如燈光、空調(diào)、門禁等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。

（二）動(dòng)力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

1.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)要求運(yùn)用現(xiàn)代化控制模式、信息化的管理理論，綜合最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)信息傳輸、圖像處理方式、電子測(cè)控等技術(shù)，建立高度智能化的綜合管理系統(tǒng)，對(duì)機(jī)房的動(dòng)力、溫濕度等信息進(jìn)行采集、處理、煙感消防預(yù)警、視頻監(jiān)控等，并且能夠在一定范圍進(jìn)行控制和發(fā)布指令，提高機(jī)房的運(yùn)行能力和保障水平，同時(shí)具備與系統(tǒng)外部相關(guān)部門互通信息的功能，提高機(jī)房的現(xiàn)代化管理水平。

（1）監(jiān)控系統(tǒng)的所有硬件應(yīng)該是模塊化的，軟件應(yīng)該是具有開(kāi)放性的，使得本系統(tǒng)具有良好的靈活性，更容易進(jìn)行擴(kuò)容。

（2）監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備應(yīng)有很高的穩(wěn)定性以及抗干擾性，采用高質(zhì)量的元器件，應(yīng)具有抗雷電、抗干擾的能力；具有自我診斷功能，能判斷故障的出處，大概分析產(chǎn)生故障的原因，當(dāng)故障排除后可以自動(dòng)恢復(fù)原有數(shù)據(jù)。

（3）監(jiān)控系統(tǒng)中的硬件應(yīng)該采用不間斷的供電方式供電，確保即便在市電停電的狀況下，監(jiān)控系統(tǒng)也能正常運(yùn)轉(zhuǎn)一定的時(shí)間，為工作人員對(duì)全網(wǎng)的運(yùn)行管理提供時(shí)間保障。

（4）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備非常良好的的隔離性能，不能夠因?yàn)楸O(jiān)控系統(tǒng)的介入而導(dǎo)致原本的傳輸設(shè)備和供電設(shè)備等重要的設(shè)備不能正常運(yùn)行。

（5）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具有非常簡(jiǎn)單的操作界面和良好的軟/硬件兼容性，同時(shí)能夠支持C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)，應(yīng)該具有容易安裝的特性，方便工作人員操作，發(fā)生故障告警是能夠迅速清晰的挺行值班人員。

（6）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有能夠在不同機(jī)房?jī)?nèi)、各種設(shè)備在同一時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生不同狀況的情況下同時(shí)發(fā)出告警能力，告警準(zhǔn)確率應(yīng)為99.9%。

（7）系統(tǒng)應(yīng)能切實(shí)提供高效的運(yùn)維手段。

（8）系統(tǒng)應(yīng)具有高可用性，保護(hù)投資。

（9）系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，能夠免于維護(hù)或者大量減少維護(hù)工作量。

2.監(jiān)控內(nèi)容

為了保障河北廣電干線網(wǎng)所涉及的包括省中心機(jī)房在內(nèi)的一共36個(gè)數(shù)字電視及傳輸機(jī)房動(dòng)力及環(huán)境運(yùn)行的安全和穩(wěn)定，針對(duì)各個(gè)機(jī)房各種傳輸設(shè)備對(duì)機(jī)房環(huán)境的需要，減少設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障以及潛在的隱患，本項(xiàng)目擬對(duì)全部36個(gè)機(jī)房?jī)?nèi)的動(dòng)力及環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控管理，進(jìn)行機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。

除省中心機(jī)房以外的35個(gè)分機(jī)房可以對(duì)本地的機(jī)房動(dòng)力、環(huán)境進(jìn)行7×24小時(shí)的實(shí)時(shí)集中監(jiān)控與管理；省中心機(jī)房可以對(duì)其他35個(gè)分機(jī)房的機(jī)房動(dòng)力、環(huán)境情況以及各個(gè)傳輸設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行查看、監(jiān)控及管理。

具體監(jiān)控內(nèi)容如下：

（1）UPS監(jiān)控（艾默生品牌）：機(jī)內(nèi)溫度、各個(gè)參數(shù)值的報(bào)警門限設(shè)置、負(fù)載值多少、電壓輸入量多少、電壓輸出量多少、電池電壓量多少。

（2）空調(diào)監(jiān)控：可以遠(yuǎn)程控制空調(diào)的開(kāi)機(jī)和停機(jī)，可以遠(yuǎn)程設(shè)定空調(diào)的溫度值、溫度高報(bào)警值、溫度低報(bào)警值，可以遠(yuǎn)程讀取空調(diào)的開(kāi)、關(guān)機(jī)狀態(tài)等參數(shù)、空調(diào)溫度值，空調(diào)高溫報(bào)警和低溫報(bào)警功能（門限遠(yuǎn)程可調(diào)）。

（3）水浸檢測(cè)：漏水檢測(cè)、報(bào)警。

（4）溫濕度檢測(cè)：測(cè)量范圍：溫度：-40℃～80℃，濕度：0%RH～100%RH，測(cè)量精度：溫度：±1℃，濕度：±3%RH。

（5）紅外探測(cè)：對(duì)于非工作人員的非正常進(jìn)入、遠(yuǎn)程布撤防。

（6）煙霧探測(cè)：煙霧探測(cè)可以自動(dòng)發(fā)出消防警報(bào)、遠(yuǎn)程布撤防。

（7）開(kāi)關(guān)電源檢測(cè)（中達(dá)品牌）：機(jī)內(nèi)溫度、各個(gè)參數(shù)值的報(bào)警門限設(shè)置、負(fù)載值多少、電壓輸入量多少、電壓輸出量多少、電池電壓量多少。

（8）燈控開(kāi)關(guān)檢測(cè)：遠(yuǎn)程遙控開(kāi)、關(guān)燈及燈光使用狀態(tài)的反饋。

二、動(dòng)力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了二級(jí)架構(gòu)，即“監(jiān)控中心（SC）—監(jiān)控單元（SU）”，河北廣電監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架，在河北廣電省中心機(jī)房，設(shè)置一個(gè)集中監(jiān)控中心（SC），集中管理下設(shè)35個(gè)監(jiān)控單元（SU），的模式。SC、SU通過(guò)數(shù)據(jù)電路或帶內(nèi)、外透明傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)省、市、縣之間的系統(tǒng)互聯(lián)和集中監(jiān)控管理。

系統(tǒng)同時(shí)支持B/S架構(gòu)和C/S架構(gòu)，具有穩(wěn)定性、可兼容性、可擴(kuò)展性等多種特點(diǎn)，可劃分若干監(jiān)控區(qū)域，每個(gè)監(jiān)控區(qū)域都可以獨(dú)立工作，進(jìn)行無(wú)人值守監(jiān)控，同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)及問(wèn)題故障輔助分析等功能。

1.監(jiān)控中心

省監(jiān)控中心是全省各個(gè)機(jī)房集中監(jiān)控、集中管理和集中控制的核心部位，也是整個(gè)系統(tǒng)的核心部位。因此，省監(jiān)控中心應(yīng)能夠全面宏觀的監(jiān)控各站機(jī)房運(yùn)行的狀況，匯集各站所采集的數(shù)據(jù)，尤其是對(duì)以下重點(diǎn)區(qū)域：

（1）無(wú)人值守機(jī)房；（2）關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)機(jī)房；

（3）通信量非常巨大的機(jī)房或故障頻出機(jī)房；

（4）發(fā)生事故的機(jī)房。

2.監(jiān)控單元

（1）動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)

配電柜監(jiān)控：監(jiān)測(cè)配電柜的主備路的相關(guān)參數(shù)。

UPS、開(kāi)關(guān)電源、電池組監(jiān)控：通過(guò)各個(gè)設(shè)備供應(yīng)廠商提供的通訊協(xié)議監(jiān)測(cè)涉及動(dòng)力系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備的各部件的各種主要參數(shù)。

（2）機(jī)房環(huán)境監(jiān)測(cè)

空調(diào)監(jiān)控：可以在省中心機(jī)房遠(yuǎn)程設(shè)定各個(gè)分機(jī)房的空調(diào)溫度、出風(fēng)量等，開(kāi)啟或關(guān)閉空調(diào)設(shè)備，并且可以對(duì)空調(diào)設(shè)備是否漏水進(jìn)行檢測(cè)。

測(cè)漏監(jiān)控：通過(guò)水浸監(jiān)控主機(jī)采集的漏水信息進(jìn)行判斷，如果確實(shí)發(fā)現(xiàn)漏水情況，向省中心監(jiān)控主機(jī)發(fā)出告警。

溫濕度監(jiān)控：通過(guò)溫濕度監(jiān)控主機(jī)采集的溫濕度信息來(lái)進(jìn)行判斷，假如采集到的溫濕度數(shù)據(jù)超過(guò)本系統(tǒng)對(duì)溫濕度監(jiān)控的預(yù)設(shè)值，向省中心監(jiān)控主機(jī)發(fā)出告警。

燈光監(jiān)控：根據(jù)視頻監(jiān)控，可遠(yuǎn)程控制燈光的開(kāi)啟與關(guān)閉。

煙感監(jiān)控：根據(jù)煙感監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)房?jī)?nèi)的火災(zāi)隱患。

3.數(shù)據(jù)的傳送

（1）數(shù)據(jù)的采集與控制

每個(gè)機(jī)房放置1臺(tái)監(jiān)控單元（SU），具有多路數(shù)據(jù)接口和多路視頻輸入接口。視頻信號(hào)由攝像機(jī)傳入后，經(jīng)視頻采集卡傳送至監(jiān)控主機(jī)，由視頻處理芯片壓縮實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，壓縮后的數(shù)據(jù)存為錄像文件，并向監(jiān)控中心傳送壓縮視頻流；溫濕度、電流、電壓等模擬量及開(kāi)關(guān)量通過(guò)變送器、傳感器等實(shí)現(xiàn)采集[14]；繼電器進(jìn)行控制空調(diào)、門禁；機(jī)房開(kāi)關(guān)電源、電力屏柜、UPS等供配電設(shè)備自帶串口，直接接入監(jiān)控主機(jī)的串口中，由監(jiān)控中心服務(wù)器對(duì)設(shè)備的通信協(xié)議進(jìn)行解析。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的收集，實(shí)現(xiàn)各站機(jī)房動(dòng)環(huán)情況的實(shí)施監(jiān)控。

本系統(tǒng)對(duì)河北廣電省干線網(wǎng)無(wú)人值守機(jī)房的發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況也進(jìn)行監(jiān)控，采用油機(jī)控制模塊，接入監(jiān)控單元的監(jiān)控主機(jī)，再傳回省中心機(jī)房的監(jiān)控中心，由省中心機(jī)房的工作人員對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，確保了無(wú)人值守站的供電安全，這點(diǎn)與其他運(yùn)營(yíng)商不同。

（2）數(shù)據(jù)的通信與傳輸

各監(jiān)控主機(jī)完成數(shù)據(jù)收集并組織之后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，傳送到省中心監(jiān)控中心SC。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸主要依托于省干線DWDM網(wǎng)與市縣MSTP網(wǎng)，系統(tǒng)采用TCP/IP協(xié)議。

市級(jí)節(jié)點(diǎn)站、縣級(jí)中繼站、自建站動(dòng)環(huán)信息的傳送方式是不同的。市級(jí)節(jié)點(diǎn)機(jī)房的監(jiān)控主機(jī)直接將采集信號(hào)通過(guò)干線數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送到省中心SC；縣級(jí)中繼機(jī)房監(jiān)控主機(jī)先利用市縣MSTP傳輸網(wǎng)的2M通道將信息傳送至市級(jí)節(jié)點(diǎn)機(jī)房，再通過(guò)省干數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至省中心SC；無(wú)人值守站信息的傳送方式是這個(gè)系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，也是該系統(tǒng)的一大創(chuàng)新點(diǎn)，無(wú)人值守站是干線網(wǎng)自建站，地處山區(qū)偏遠(yuǎn)地段，無(wú)法通過(guò)市縣級(jí)網(wǎng)絡(luò)傳送，無(wú)線信號(hào)也非常微弱不穩(wěn)定，幾乎不可用，故在節(jié)約投資的前提下，利用干線網(wǎng)DWDM監(jiān)控信道SC2通道進(jìn)行傳送，信號(hào)穩(wěn)定順暢。

（3）數(shù)據(jù)的存貯與分析

監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)上送到監(jiān)控中心后，由監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，與設(shè)定的條件進(jìn)行對(duì)比，判斷數(shù)據(jù)是否異常，從而發(fā)現(xiàn)各種告警。監(jiān)控中心服務(wù)器將各機(jī)房監(jiān)控單元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備后期查詢。

（4）數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)

上傳的動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)需要能夠以聲音、圖像文字等多種形式直觀地顯示給監(jiān)控中心的工作人員，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)干線網(wǎng)的集中監(jiān)測(cè)、控制與管理。

（二）系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）干線網(wǎng)自建站動(dòng)環(huán)信息通過(guò)DWDM監(jiān)控信道SC2公務(wù)語(yǔ)音通道傳送，方式既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單實(shí)用。

通常其它廣電網(wǎng)絡(luò)都是通過(guò)租用運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送，運(yùn)營(yíng)商自建站則是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)或SDH 2M通道傳送至SC，河北廣電干線網(wǎng)則根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，采用DWDM公務(wù)語(yǔ)音通道進(jìn)行傳送。在自建站和省監(jiān)控中心增加一對(duì)Modem，將回傳信息調(diào)制成56K數(shù)據(jù)，各自建站通過(guò)DWDM語(yǔ)音通道以輪詢方式傳送至省中心監(jiān)控平臺(tái)。以簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方式解決了自建站動(dòng)環(huán)監(jiān)控信息傳送的難題。

（2）實(shí)現(xiàn)自建站柴油發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程控制，確保柴油發(fā)電機(jī)正常工作。

一般動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)只是對(duì)油機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，只能以告警方式提示監(jiān)控人員，不能對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行主動(dòng)的有目的控制。

河北廣電網(wǎng)絡(luò)自建站大多地處山區(qū)，很有必要在滿足電力供應(yīng)的同時(shí)，減少油機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和油料的消耗，減輕油機(jī)的維護(hù)工作量，降低維護(hù)成本。自建站油機(jī)遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)方式，采用油機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊，對(duì)溫度、電池電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)測(cè)量值控制油機(jī)的啟動(dòng)與倒換。油機(jī)運(yùn)行時(shí)，動(dòng)環(huán)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)其相關(guān)狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，發(fā)電異常時(shí)，對(duì)油機(jī)進(jìn)行干預(yù)控制，調(diào)整開(kāi)關(guān)電源參數(shù)，確保油機(jī)正常工作。

（3）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式模塊化，方便系統(tǒng)擴(kuò)容或更新，同時(shí)對(duì)登陸權(quán)限進(jìn)行控制，保證了網(wǎng)絡(luò)資源和各項(xiàng)工作的安全性。

總結(jié)：

經(jīng)過(guò)施工與試運(yùn)行階段的檢驗(yàn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體有效，遇到一些細(xì)節(jié)問(wèn)題也進(jìn)行了相應(yīng)的修改，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。

系統(tǒng)投入使用后，通過(guò)動(dòng)環(huán)網(wǎng)管實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)監(jiān)控各機(jī)房市電、開(kāi)關(guān)電源、UPS等供配電運(yùn)行情況以及機(jī)房設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，為干線網(wǎng)維護(hù)人員處理故障提供了響應(yīng)時(shí)間，保障了各站點(diǎn)傳輸設(shè)備正常運(yùn)行。中心監(jiān)控值班人員多次發(fā)現(xiàn)外站機(jī)房停電事故，均第一時(shí)間通知相關(guān)維護(hù)人員，并在必要時(shí)遠(yuǎn)程開(kāi)啟發(fā)電機(jī)，確保干線網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行。最典型的一次是唐山機(jī)房夜間供電設(shè)備操作完畢后忘記合上省網(wǎng)開(kāi)關(guān)電源外電接入的空開(kāi)，導(dǎo)致外電輸入中斷，蓄電池長(zhǎng)時(shí)間放電，當(dāng)時(shí)唐山機(jī)房值班人員并未察覺(jué)，省中心監(jiān)控值班人員通過(guò)網(wǎng)管告警得知唐山設(shè)備出現(xiàn)電源故障，立即通知唐山機(jī)房的值班人員，及時(shí)將供電設(shè)備的電閘合上，避免了因停電造成唐山節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)中斷。北環(huán)自建站停電后，中心監(jiān)控值班員曾多次在維護(hù)人員不能及時(shí)到達(dá)的情況下，通過(guò)動(dòng)環(huán)網(wǎng)管遠(yuǎn)程操作，確保設(shè)備正常運(yùn)行。自系統(tǒng)開(kāi)始使用，沒(méi)有出現(xiàn)一例因電源故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中斷。同時(shí)，中心監(jiān)控值班人員多次遠(yuǎn)程控制空調(diào)，確保機(jī)房設(shè)備運(yùn)行環(huán)境正常。動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用切實(shí)保障了省廣電干線網(wǎng)高效、可靠、安全運(yùn)行，同時(shí)保障了全省政法系統(tǒng)、財(cái)政系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)等專網(wǎng)業(yè)務(wù)的安全運(yùn)行，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，確保了干線網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行，一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)水平及工作效率，為公司節(jié)約人力資源的同時(shí)，降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本，具有積極的促進(jìn)作用。