遠程信息通信設備運行環境監控解決方案研究

2018-03-19 16:16:00 電力信息與通信技術　點擊量：評論 (0)

隨著各信息系統在國家電網公司總部一級部署及在基層單位的深化應用,基層單位的網絡穩定性和安全性日益重要。針對目前國家電網公司基層單位信息通信節點網絡及通信設備運行環境差、遠程管控能力不足等難題,文章介紹了一種遠程信息通信設備運行環境監控解決方案。通過在基層單位

0 引言

能源互聯網將給能源開發、配置、消費各環節帶來一系列變革,并將對信息通信系統提出更加全面而嚴苛的需求,而信息通信系統的安全穩定運行則主要依賴于其設備的工作環境。然而由于電力基層單位的二三級節點位置偏遠、設施落后、技術不足等天然屬性,其信息通信設備運行的穩定性難以保障,且物理安全措施的不足更容易給整個電力信息網絡帶來大范圍的安全隱患。

為實現信息化與自動化的深度融合,提高基層信息通信設備運行環境的管控能力及運維管理水平,有效解決網絡機房改造成本高、機房運維不便等難題,專門研制了遠程運維一體化機柜,可通過網絡和多種帶外方式對柜體本身和柜內安裝設備遠程管理和操作,并支持遠程監控操作,通過數據采樣分析柜內設備的物理參數,提前感知和預警故障,為信息通信設備提供理想的運行環境,進而保證信息通信系統的安全穩定運行。

1 遠程運維一體化機柜

遠程運維一體化機柜^[1-3]為信息通信設備提供合理的安裝和布線空間,有效保障每臺設備的安全可靠運行。機柜內部集成了密集的動環監控點,對每臺單獨設備的進風口和出風口溫度、設備功耗進行實時監控,可對柜內的任意單臺設備進行帶外管理并控制電源供應,實現對每臺設備的精細化管控。在物理安全方面,遠程運維一體化機柜采用了電控門鎖和側板內部鎖緊控制,只有刷卡認證或遠程控制才可以打開,一般的物理方法難以從外部開啟機柜。遠程運維一體化機柜在提供穩固的設備安裝承載基礎上,同時集成空調通風、電子門禁控制、溫濕度監測、漏水檢測、電源監測、煙感報警、工作照明、遠程集中管理等多種功能,形成一體化的設備安裝和管理平臺,在限定的空間范圍內滿足信息通信設備運行所需的全部基本環境要求和遠程精細管理需求。遠程運維一體化機柜結構示意如圖1所示。

圖1 遠程運維一體化機柜結構示意Fig.1 The remote operation and maintenance integrated cabinet structure

2 關鍵技術

2.1 一體化空調技術

1）遠程運維一體化機柜空調模塊采用工業級高靜壓離心風機,在柜內有限的空間內通過靜壓艙和分支管道設計,實現冷氣均勻分配,精確送風到網絡設備的左右進風口和服務器的前進風口,確保冷空氣全部用于設備散熱,有效避免了環境熱能損耗。

2）機柜內的風道設計采用模塊化組裝^[4],可以適應多數信息通信設備和服務器設備的不同進風口高度和位置要求。

3）空調模塊具有溫度調節和去濕功能,可以滿足柜內除濕和降溫需求,保證機柜內的溫濕度維持在各種設備運行要求范圍內。

4）冷熱空氣在機柜內部循環,保證機柜內部清潔。

5）空調模塊可輸出運行故障信號,可以實時監測設備的工作狀態。

6）機柜空調整體采用靜音設計,運行噪音低。

7）機柜空調可以提供左右送風靈活可調方案,進、出風口結構設計合理,避免循環短路。

2.2 空調無水化技術

1）遠程運維一體化機柜采用冷凝水蒸發技術可快速蒸發空調冷凝水,可以避免冷凝水流入機柜內部對網絡設備造成侵害。

2）冷凝水蒸發技術具有液面檢測功能,水位達到一定高度開始蒸發水分,避免冷凝水溢出;水位下降到一定高度停止蒸發,避免空載工作對超聲波換能器造成的損壞。

3）使用進口粘合劑作為換能器表面涂層,最大程度地避免了因電極變形造成的故障。

2.3 無線通信技術

1）對于大規模部署的密集無線環境變量采集模塊,既要能夠在有限的頻段內進行高頻度的無沖突數據上傳,又要將功率消耗降低到百微瓦級,以便在不更換電池的情況下連續工作數年,遠程運維一體化機柜使用了不定期間隔校時、短期休眠和無線自動跳頻技術,使內置電池全密封的環境變量采集模塊降低功耗,且可以高頻度無沖突上傳數據^[5-7]。

2）機柜內部有溫濕度監控模塊,通過無線信號同集中控制模塊通信。集中控制模塊可以根據環境溫度,自動調節控制空調系統的運行。

3）雙空調模塊可以在機柜內溫度較低的時候交替工作,降低運行能耗;機柜內溫度較高的時候雙空調模塊一起工作確保機柜內部的溫度適合網絡設備工作。

4）機柜內配有漏水監測模塊,實時檢測是否有漏水現象出現,并將漏水報警信號發送至集中控制模塊。

2.4 遠程KVM技術

機柜內部網絡設備上的Console接口可以通過管理系統與遠程計算機通信^[8],實現網絡設備的遠程管理和監測。在網絡中斷的情況下一般需要對內部設備進行遠程終端撥號接入來進行帶外命令行調試,而多數設備的Console接口并沒有提供或配置安全的口令控制和調制解調功能。遠程運維一體化機柜的安全應急終端撥號集中接口模塊能夠提供遠程利用電話線進行調制解調撥入功能,并通過單獨的口令認證讓遠程用戶訪問某臺內部設備的Console接口。這樣就可以在斷網的情況下,應急撥入后經過安全口令認證對內部設備進行直接操作。

2.5 機柜智能管理系統

1）中控微電腦通過內置的SNMP網管協議將物理環境變量控制融合到標準網絡管理監控系統中,兼容企業現有的信息通信運行管理系統,實現與服務器和網絡設備的統一平臺監控^[9-10]。通過SNMP協議能夠遠程實時監控機柜內的各項環境參數,將這些參數通過智能管理軟件進行展示,使管理人員能夠清晰快速了解柜內外的環境參數和內部設備的運行狀況。

2）智能管理系統能夠根據采集到的溫度濕度等數據進行計算并對空調等模塊做出相應的控制,確保機柜內部的環境適合網絡設備的正常運行。根據IC卡或指紋識別等身份識別設備上傳的數據識別操作者身份,進行開門、參數設置等操作,確保柜內網絡設備以及其他模塊的安全和正確運行。

3）通過智能管理系統^[11-13],管理人員可在遠端查看機柜內部環境的實時數據,對采集和控制模塊進行參數修改。高溫、煙霧、設備故障等報警信息通過以太網發送至遠端管理人員,同時聲光報警單元啟動,及時通知附近管理人員,確保在最短時間內排除故障。

2.6 智能PDU管理單元

機柜內的電源分配單元（Power Distribution Unit,PDU）對每臺設備的電流電壓數據進行采集并上傳^[14],可以采用有線或無線通信方式對其進行遠程控制。智能PDU模塊能夠對所有電路供電插座的電力參數進行連續采集,并提供精密整流濾波穩壓和開關斷電重啟功能。此外,還可以對單臺設備的耗電情況進行連續監控,并遠程控制斷電冷啟動。

2.7 遠程電控門技術

安全的柜體設計保證了在鎖閉的情況下無法從外部對機柜進行暴力拆卸。遠程中控、電控門鎖、IC讀卡器和攝像頭人臉審計的綜合集成實現了IC卡開鎖、訪問日志記錄、人臉審計和遠程控制開鎖的功能,通過電子門禁對機柜內的設備和布線區域進行保護^[15]。根據IC卡識別操作者身份進行開門、參數設置等操作,每一次開關門操作均有日志記錄時間和人員,并集中上傳至管理中心。