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中国铁塔动环监控系统的应用与技术
【摘 要】 本文首先整体介绍了动环监控系统,让读者对动环监控系统的结构和功能有了准确的认识.然后从系统架构、接口协议、传输方式、数据解析方式四个方面与传统动环监控系统做了详细的对比,并通过实际数据阐述了动环监控系统的应用及效益.最后从监控单元和监控平台两个方面阐述了动环监控系统主要技术创新内容.
【关键词】 动环监控 监控单元 监控平台 基站 采集
一、动环监控系统基本概述
中国铁塔动环监控系统采用“无线、互联网+、大平台”+“智能监控单元”的模式.动环监控系统通过将基站智能监控单元构建在底层被监控智能和非智能设备之上,实现全网动环监控、集中告警、实时性能监控、视频监控等功能,并与电子运维模块对接,实现对故障运维管理的统一派单,是生产运维管理的自动化工具.动环监控系统管理范围涉及机房环境量（温湿度、水浸、烟雾、门禁等传感等）、网管动力设备（开关电源、空调、配电柜、UPS、油机等）、视频监控设备（重点机房）等.基站智能化动环监控单元能够对基站内采集的数据进行有效分析处理,最终仅将处理后的重要监控信息上报至平台,极大地减少了平台处理基础数据的工作量,实现扁平化、高效化的管理架构.整个动环监控系统的业务定位是对机房、基站通信电源、空调等设备以及综合环境的运行情况实现远程监控；同时也是维护人员对通信电源系统、空调系统、环境监控系统进行远程维护与操作的强力支撑工具.
二、中国铁塔动环监控系统与传统动环监控系统对比分析
三家电信企业原有的动环监控单元,普遍采用“有线、专网、小平台”+“中心解析”的模式,即动环监控单元仅采集被监控设备和传感器的基础数据,对采集数据不做处理、直接打包上传至监控平台,在平台上对动环监控单元上传的信息进行统一解析处理.网络中数据传输量较大,平台侧数据处理的负荷较高.
中国铁塔建立的动环监控系统与三家电信企业有很大不同,主要体现在：系统架构、接口协议、传输方式、数据解析方式等四个方面:
第一,系统架构：全网一级架构,同一平台,统一B 接口标准,解决了了各省公司按厂家建设平台的问题；第二,接口协议：中国铁塔标准化解析A 接口协议,建立企业自有统一协议库,便于智能设备、采集器厂家接入；第三,传输方式：无线接入,互联网传输,高效经济；第四,数据解析方式：在FSU 上就进行数据解析,并进行中数据的分析和处理,仅将最终的结果上传中心,大规模减少传输的信息量.
这些新的特点对基站智能动环监控单元提出了新的要求.因此,需要自主研发满足中国铁塔实际使用需求的基站动环监控单元.
根据中国铁塔的实际使用需求,在吸收借鉴电信企业在动环监控系统建设方面经验的基础上, 创造性的提出了具有中国铁塔特色的基站智能动环监控单元（FSU）技术标准,先后发布了并引导整个产业链进行产品研发、生产、升级,将技术标准转化为成本经济、质量可靠、运行稳定的产品,为公司的建设维护提供了强有力的支撑.
三、中国铁塔动环监控系统的应用及效益
目前系统中已实现了对180 万基站的全量维护监控,实现了对全网约1600 万各类动环监控传感设备的全生命周期的维护管理.日均上送告警数据达200 万条,日均采集性能数据达15 亿条,日均故障工单量15 万张,而传统电信企业的监控系统受限于系统能力一般本地化建设,仅能监控本省几万站址,但工作量却近似.
由于系统采用一级架构,支撑扁平化组织架构,全网一点监控,相比传统电信企业运维监控多级架构,信息的传递更高效、决策更高效、执行更高效.通过该系统的建设,人均维护铁塔325 座,维护效率提升10 倍,平均断电退服时长( 绝对值)——单站平均值降低到10 分钟左右,比系统上线前通过电信企业系统获取数据再响应时下降了72%；平均断电退服率6.9%,比系统上线前下降63%；平均故障处理时长178 分钟,比系统上线前下降37%；FSU 离线率1.1%比传统电信企业下降62%,关键维护指标均达到行业较高服务水平.有效支撑了全国通信网络的生产维护工作,大大提升了维护工作效率.
四、 中国铁塔动环监控系统的主要技术创新
4.1 监控单元方面的技术创新
第一,统一了上送数据协议的B 接口协议标准,解决了上传数据的统一性,打破了不同厂家私有协议的兼容性差的问题.
第二,内部板卡部件全部模块化、标准化,组装快速,扩展便利.1U 高度封装,可安装在19 英寸标准机架内或挂墙安装.
第三,无线接入,互联网传输,高效经济.
第四,智能设备接入自适应功能.基站动环监控单元具备自动识别接入设备的品牌、型号、通信接口速率的功能,匹配相应设备协议,无需逐一调测,减少施工调测工作测量.
第五,智能告警过滤功能.详细规定了基站内各种告警信号量的延时机制,从根本上避免了告警重复、无效告警过多等弊端.
第六,制定故障自动重启机制,解决了由于无线网络、通信与位置服务模块及动环监控单元故障引起的离线问题,降低了基站离线率,减轻维护人员的上站频次.
第七,建立站内智能设备协议库,分省建立底层智能设备通信协议库.厂家可根据设备使用区域提前烧写智能设备底层协议解析文件,减少了程序占用的内存空间.
第八,支持软件远程在线升级,预留了整体的软件安全性功能要求,为今后的维护工作打下了坚实基础.
第九,前瞻性的预留接口为今后的新业务和物联网发展提供广泛接入能力的同时,使设备应用的范围由单一的自用型变为多元化用途产品.
4.2 监控平台方面的技术创新
第一,采用无线空口传输模式下B 接口技术：基于无线空口方式进行大话务量基站动环监控的方法,该方法通过无线上网模式、改造后的B 接口（webservice 接口）等方式,实现了高效、快速、低成本接入,具有较强的稳健性.在整个无线网络中,如果有一个基站断站,无法提供无线接入,FSU 设备也能通过从相邻站点进行无线接入,继续将相关告警上送到监控平台.同时规范化、标准化了B 接口,统一全网FSU 传输协议,实现了数据互通、全网监控、全网分析的目标.由于移动互联网的不稳定性,采用面向连接的webservice 接口可以有效的弥补不稳定性,为上层应用提供可靠的链路保证.
第二,为应对高并发,将注册机拆分为2 部分：前置注册机（简称前置机）和后置注册机（简称后置机）.前置机实现接入校验,后置机实现注册业务处理,前、后置机之间通过UDP 协议进行交互.由于前置机不做任何业务处理,大幅提升了并发访问能力.新增前置机用于拦截恶意访问及起到缓冲作用,形成前、后置机模式,起到缓冲提效的作用.通过巧妙的分拆手段和技术实现有效解决了大并发FSU 注册情况下引起的不稳定问题,提高了生产力,支撑了精确运营,为未来更大规模的FSU 接入注册提供了可靠保障.
第三,通过划分多采集区的方式,横向的扩大了整个平台的采集能力,通过增加采集区的数量,可以线性扩大可接入FSU 的数量和规模.
第四,在关系型数据管理的基础上,针对历史告警、历史性能、日志等海量数据,为了方便海量数据的存储、分析、挖掘,引入了NoSql 数据库“MongeDB、HBase”、大数据挖掘工具Spark.
第五,由于APP 的接入数量巨大,超过3 万多的并发连接,为了保证APP 的在线状态更新和工单的及时提醒和推送,引入了大型内存NoSql 数据库（Redis）.
针对手机操作系统较多,并以安卓和IOS 为主的情况下,项目组创新提出了采用HTML5 的方式,基于流引擎进行APP 应用的开发,成功的进行了代码的合并,使得一套代码可以运行在安卓和IOS 两类操作系统上,大大节省了开发的成本,同时利用HTML5 的适配性方便了用户手机屏幕的自动适配.
监控系统论文范文结:
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