IP组网方式在动力环境监控系统中.docx
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IP组网方式在动力环境监控系统中
南京移动动力环境监控系统
——IP组网方式
设计单位：
南京紫图科技有限公司
2006年05月08日
目录
1、概述………………………………………………..3
2、摘要…………………………………………………3
3、动环监控组网回顾………………………………..4
4、IP组网方案的实现………………………………..5
5、IP组网方式的出现………………………………..10
6、费用测算…………………………………………….11
IP组网方式在动力环境监控系统中的运用
一、概述：
随着移动通信业的高速发展，通信网络规模越来越大，技术也日趋复杂，为确保整个网络的正常、有效地运行，网络的维护工作量急速增加，而员工数量必须实现零增长，这给整个移动通信行业提出了一个十分紧迫且必须及时解决的问题，即网络的集中管理问题。
由于网管系统的及时上马，为网络的集中维护和综合业务管理提供有力支持，并在实际的应用中为移动通信部门解决了不少问题。
尽管如此，通信机房及基站仍然还不能实现无人值守，因此，通信机房和基站动力设备、环境的集中监控和管理就日显重要。
南京紫图科技技术有限公司提供的串口服务器为真正实现移动机房和基站的无人值守，并建立符合网络高速发展的运行维护体系提供强有力的物质基础和保障。
通过串口服务器为用户机房集中监控系统提供一种较为全面、完整和一致的解决方案，目的是对分散、面广的各个独立的电源系统和机房环境参数进行遥测、遥信和遥控，监视各个系统和设备的运行状态，监视机房环境状态，记录和处理有关数据，及时侦测故障并通知相关人员处理，从而实现交换机房和局站的少人或无人值守，提高通信电源系统的可靠性和通信设备的安全性。
同时系统可根据用户的需要任意组合，建立与用户相适应的移动运营维护新模式。
二、摘要：
本文主要介绍江苏移动南京分公司利用IP组网方式对现有动力环境系统2M抽64K时隙组网方式进行改造的例子，分析IP组网方式与传统组网方式在可靠性、成本、扩充能力、实用面四个方面区别。
达到对监控系统实际应用经验的交流，降低投资成本，提高维护效率之目的。
关键词：
组网、IP方式、基站、采集方式、传输。
三、组网方式回顾：
动力环境监控系统可以使用的传输资源有很多，如；DDN、97网、专线、2M等，南京移动公司98年在安装动力环境监控系统时，因受传输资源的限制，决定采用2M中抽取1个64K时隙进行数据传输，将不用的时隙还回交换机使用，2M接口形式是非平衡接口，采用一对75Ω的同轴电缆，一根收，一根发，接口形状为BNC。
前期工程系统底端信号采用插入2M方式上传到收敛点，后期工程考虑到BNC头焊接不好影响通信传输信号改为终端方式上传到收敛点，收敛点通过DCM2000板把2M中1个时隙，如31时隙信号抽取出来，利用多串口线、多串口卡（C320）和计算机（前置机）连接，在前置机上配置相应驱动程序、监控主机软件、配置工具软件等，达到数据采集、处理、上报、控制功能。
江苏移动整个动力环境监控系统的网络结构是按大局域网进行连接的，即各监控级自上而下逐级汇接，每个监控中心均按辐射方式与若干下级监控节点连接，形成一点对多点的监控系统。
最低的监控级与所监控的设备相连接。
随着动力环境监控系统日益庞大，监控传输依赖基站2M抽时隙方式的弊端也日渐显现，如：
系统接地不好、DCM异常、BNC头虚焊等影响通话质量；基站通信收敛点调整易造成监控中断；转接设备过多监控调测、维护困难；监控收敛点过于集中不利于监控设备安装等，迫使我们需要将原来的组网方式过渡至一种全新的组网方式。
DXC组网方式尝试：
节点和中心增加DXC和数据上网器DCU，DXC方式占用BTS到2.5G节点一个单独的E1看起来比较清晰，也没有接口转来转去的麻烦，但是它的工作原理是对E1中的时隙进行交叉连接，即1时隙对应A基站，2时隙对应B基站，在工程调试中如资料不清，配置时易把时隙弄错，造成1时隙对应B基站。
且由于无网管，一旦某个DXC出现问题，会影响所有下挂的基站，造成今后维护管理困难。
四．IP组网方案实现：
动力环境监控使用IP方式，通过单独2M开通，环境监控基站端开始独立组网，和大网完全分开。
每个基站接入只需占用一条至节点的2M电路，通过节点收敛后，利用一条2M电路传送至中心，大量减少了中心机房的DCM2000、DDF架等设备数量。
动力环境监控使用IP方式最大的困难在于需要占用大量的传输资源。
如今，随着自建传输的建设，南京移动已具备了相对丰富的传输资源，监控系统采用独立传输，在物理上与无线网络彻底分离已成为了可能。
动力环境监控使用IP方式的原理图如下：
图一为IP传输中心设备组成及网络架构
图二为IP单独组网方式接入的动力环境监控组网原理图
2．1方案实施：
利用SDH传输的E1通道实现以太接口，每个基站BTS到2.5节点机房要占用一个E1，基站放置一个网桥（RC952）设备提供以太接口，2.5节点用汇接型协转（RC951-8FE16E1）来收敛下挂的BTS。
汇接型协转有8个以太接口，16个2M接口，考虑到一个节点可能下挂的BTS会多于16个，可以用2-3个汇接型协转（RC951-8FE16E1）的以太口级连，还有节点机房或基站本身也要有以太口，所以就可以省掉一个交换机，上行只要占用2.5节点到中心点的一个E1，因为一来BTS监控采集数据用的是9.6K,二来2.5节点占用MSTP以太口比较浪费。
中心点用一台汇接型协转设备来收敛2.5G节点上行的一个E1。
图三是给RC951-8FE16E1配置IP地址。
2．2基站侧改造方案实施：
将原来的艾默生采集数据的RS232、RS485或RS422通过可定义IP地址的串口服务器转换成以太接口（废弃IDA-DCM），和网桥的以太口对接，网桥中的2M电路和DDF架相连，实现监控数据以IP方式上报。
IP组网方式与其它组网方式的区别：
◆每个IP地址和中心采集软件的COM口/站点是一一对应的，在RS232/RS485/RS422和以太网之间转换使用串口服务器或艾默生的NI板，它可以设置IP地址，标识基站名字，它可以被管理；齐全的基于Windows平台下的扩展串口（TCP/UDPRealport）驱动，并提供简洁易用的Windows平台下的管理程序，在Windows95/98/NT/Windows2000/WindowsXP下可最多达1024个串口。
◆运行TLENET基站IP地址就可上串口服务器或艾默生的NI板，可以查看修改RS232/RS485/RS422的数据流，配置和中心数据服务器的TCP连接，在排障时尤为明显，比如一旦某站在业务台或前置机上显示中断告警，运行TLENET基站IP地址就可以登陆到串口服务器或艾默生的NI板，查看串口有没有数据传送等，还可通过PING节点IP地址，做到分段分级排查故障。
◆更为重要的是他是支持IP加端口号（SKOET）即底层方式采集数据的，不需要装串口驱动程序映射COM口，从而减少占用PC资源，底层运行，优势就显而易见，速度快，单台前置机所带的站点就成倍增加（原来30个左右，IP方式可以到80-120个），中心点不要DCM方式的DCM2000及串口卡，不要DXC方式的DXC，及数据上网器，节省空间。
图四为测试工具
◆SKOKET方式对操作系统OS没有要求，或者在2000/XP等OS升级时没有要升级串口驱动程序麻烦，或者在OS瘫痪重装时不要再映射COM口;提供基于Socket访问终端服务器串口的全部数据包格式，可以在任何支持TCP/IP的操作系统下使用这种方式访问并且控制串口。
TCP/UDPSocket模式下面分为tcpclient、tcpserver、udp。
分别作为TCP的客户端、TCP的服务端和UDP功能。
◆形成IP通道的方式是采用BTS到2.5节点单独占用一个2M，2.5节点到中心点采用一个2M带宽收敛，由转换器转成以太口，通道比较清晰，电路割接影响面很小，验证容易，一个PING命令就可以精确定位。
因为是IP方式可以使用好多小工具，比如查寻，统计，标识，升级，修改，安全设置。
支持多级采集（省公司，地市公司，部门同时采集）。
图五为由于基站扩容的时间不一样，有的没有用OCI-6，可以直接将RS422总线接到串口服务器。
六、IP组网方式的优势
3.1、不会影响基站通信质量
3.2、基站调整不会导致环境监控中断
3.3、节省出宝贵的核心机房资源，使用IP方式后，核心机房内的DDF数字配线架，环境监控DCM2000B机柜都可以节省下来。
例如虎踞路81号8楼共有DDF架5个，DCM机柜5个都可以省出来。
3.4、前置机的接入能力大大提高，节省前置机数量。
原来1台前置机一般接入28个基站，使用IP方式后，可至少接入100个基站，而且不需要多串口卡等配件，大大减少了网络结构的复杂性，提高了网络的效率。
3.5、使用TCP/IP标准协议，今后基站远端侧可以使用多个厂家的设备（只要支持标准的协议及通用的网络接口）同时使用打好了基础，避免单个厂家控制市场。
3.6、网络的可扩展性优势明显，由于使用TCP/IP网络，技术十分成熟，今后的功能扩充十分便捷，比如，某些重要基站需要增加图像监控时可直接将图像信号接入网络。
还可以作为网管网的拓展，将网络的末梢分布到所有的基站机房。
组网方式比较：
2M传输
IP传输
2M环串接传输方式：
DXC＋DCU方式
协议转换器＋MSTP板
MSTP板
1、稳定性
一旦中间某个基站或传输出现中断，后面的基站监控无法上传
相对稳定，但一旦某个DXC出现问题，会影响所有下挂的基站
较稳定，某个基站出现故障不影响其它基站的传输
较稳定，某个基站出现故障不影响其它基站的传输
2、占用资源
采用2M共享方式，一般一个环只用一条2M，占用2M资源少
每个基站提供一条独立2M，占用资源较多，从155M站到2.5G站提供一条独立2M在新建的基站还可以提供
每个基站到2.5G节点提供一条独立2M；
需占用SDH的MSTP板资源，相当一个基站提供2M带宽
3、传输成本
相对较低
相对较高
相比DXC+DCU方式要低
很低
4、可发展性
属过渡方案
属过渡方案
发展趋势
发展趋势
5、故障定位
较易定位
较难定位
很容易定位
很容易定位
6、安装调试
较麻烦
很麻烦
较简单
很简单
7、维护
较困难
无网管，维护很困难
有网管，维护容易
维护容易，但需传输部门来维护MSTP板
8、传输环变更的影响
网络会中断，硬件接线需重新调整，且中心软件配置也需调整
网络会中断，但中断基站数量有限，硬件接需简单调整，中心软件配置也需调整
部分基站暂时中断，硬件接线需重新调，但能较快恢复，中心软件配置不需调整
只要传输随之变更，不会影响MSTP板传输，监控不需进行任何变动
4、费用测算
4.1改造IP组网需要的设备包括：
核心机房内的路由器1台（利旧），交换机1台（利旧），还有2.5G传输节点使用的IP汇接设备若干台（约6980元/台,根据节点下挂的基站数量配置）。
远端基站侧每站需要一个2M协议转换器（约1400元/台）和一个RS232+RS485转以太网的串口服务器（约1100元/台）。
4.2、首先我们结合动力环境50个新上工程基站安装IDA-NI板和网桥,在35个因割接造成动力环境监控中断基站串口服务器和网桥,在南京地区挹江门，虎踞路，新街口，栖霞大道，五塘广场，中和桥，雍庄，江宁，陶吴，花旗，江浦这11个2.5G节点安装RC951设备进行试点。
IP方式费用测算如下：
设备名称
单价
午朝门等11个传输节点
标准基站
改造数量
汇总
〖元〗
数量
数量
数量
总
硬件
11
50
35
数
小计:
元
RC951
9,680
11
11
106,480
IDA-48一体化采集器
3,000
50
50
150,000
IDA-NI板
2,690
50
50
134,500
网桥
1,400
50
35
85
119,000
串口服务器
1,100
35
35
38,500
数据监控主机
10,000
1
10,000
合计
558,480
IDA-DCM板（省掉作为过保利旧用）
2,000
35
35
--70,000
抽时隙方式测算如下（不含改造35个基站）：
设备名称
单价
南京监控基站
汇总
〖元〗
数
总
硬件
量50个
数
小计:
元
DCM2000B清单
总装机柜
35,300
50
50
1,765,000
插框
6,200
3
3
18,600
二次电源板
2,500
6
6
15,000
数字中继分插复用板
2,640
50
50
132,000
数据监控主机
10,000
2
2
20,000
多串口控制卡
3,000
2
2
6,000
DDF架
10,000
1
1
10,000
IDA-48D一体化采集器
5,690
50
50
284,500
合计（元）
2,251,100
164
2,251,100
五：
可兼容IP图像、并与省公司动环系统相连
升级会员 