西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0供应现货

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1  概述
何为xPON技术和 FTTx？ xPON技术就是以光纤为传输媒质，采用波分复用技术，具备高接入带宽，全程无源分光传输的光接入技术，相比其他光接入技术具有明显的优势。FTTx指光纤建网模式，根据光终结点的不同，主要有FTTCab（光纤到交接箱）、 FTTB/C（光纤到大楼/分线盒）、FTTH（光纤到户）、FTTO（光纤到公司或办公室）等不同应用模式， FTTH是网络发展的目标。FTTx是xPON技术的典型应用。xPON作为新一代光接入技术，在抗干扰性、带宽特性、接入距离、维护管理等方面均具有巨大优势，其应用得到了**运营商的高度关注，业内普遍看好的xPON技术有EPON和GPON，两种技术的基本组网和构架完全相同，均是由局端OLT、用户端ONU/ONT和无源光分配网络ODN组网，从产业链发展、技术成熟度、芯片成熟度、设备成本等各方面比较，GPON市场进展大大慢于EPON，现阶段以EPON技术为主，同时兼顾未来向GPON演进的能力。目前EPON的产业链已逐渐形成。

    2  中兴通讯ZXA10xPON光接入系统整体解决方案

当前基于宽带接入的新业务层出不穷，参照**范围内发达国家和地区的网络发展经验，宽带提速和综合业务提供是向业务驱动网络转型的必经之路。中兴通讯顺应网络发展的趋势，推出了基于xPON核心技术的新一代FTTx光接入平台——ZXA10xPON系统。作为固网3G的一个重要组成部分，中兴通讯FTTx光接入平台将在“后网络智能化时代”延伸网络优化的广度和深度，实现接入层和终端层一体化，打造强大的综合业务接入平台，方案不但兼容EPON、GPON、P2P和MSTP等光层技术，还融合了以太网、 ADSL2＋、 VDSL2、VoIP、CATV、TDM、Wi-Fi、蓝牙等不同类型的接入技术，提供各种容量的局端设备和系列化的用户端设备，适应FTTCab、FTTB/C、FTTH和FTTO等各种应用场合，符合末端网络FMC（固定移

动融合）的演进趋势，充分满足运营商快捷、方便、灵活地开展各类综合业务的需求，符合“大局所、广覆盖、高带宽”的建网原则。

ZXA10无源光网络系统采用先进的IP＋TDM双背板总线技术和大容量交换芯片，真正实现了系统无阻塞转发，满足高带宽综合业务的应用，同时EPON和GPON统一平台支持EPON和GPON线卡的混插，可拓展WiMAX接入，一方面技术演进性较好，保护运营商的投资，另一方面可满足不同业务需求情况下的灵活接入。该系统提供良好的组播、数据加密、动态带宽调度和系统互通功能，支持大带宽的数据和互联网接入业务、VoIP业务、IPTV和L2*、L3*业务的开展，并提供良好的QoS与安全性**，同时支持基于*三波长的CATV视频业务，所有终端接入业务通过局端设备进行业务汇集和分发，分别分发到PSTN、软交换网络、IPTV服务器网络、CATV RF网络、Internet网络、**网络等。系统完全采用标准协议和接口，互通性和兼容性较好，避免了不同厂商设备之间互通的障碍，保证了设备厂商之间的公平竞争。

中兴通讯xPON光接入整体解决方案包括设备方案、系统组网方案、ODN方案三大部分，分为FTTCab、FTTB/C、FTTH和FTTO多种组网方案，整体解决方案如图1所示。

    图1  ZXA10xPON系统整体解决方案

中兴通讯ZXA10xPON系统提供系列化的局端产品和用户终端产品，局端产品按照容量划分有小容量、中等容量、大容量等多款OLT设备，局端设备采用高密度设计，单机柜满容量可接入近万门用户，适合不同容量下的光接入网络部署。用户终端设备按照接入容量划分提供单用户终端（即FTTH终端）、多用户共享终端（即FTTCab/FTTB终端）；按照接入方式划分提供有线接入终端和无线接入终端；按照业务类型划分提供纯数据接入终端，TDM专线接入终端，语音、数据和视频（IPTV或者CATV）综合业务接入终端；按照应用模式划分提供FTTH、FTTB、FTTO等模式的接入终端。系统支持主干光纤或者全程光纤保护功能，满足对重要客户的线路冗余保护，提升区别服务的质量；同时，在不同的组网和应用环境下提供不同分光比的分光器，根据光纤线路资源和接入用户分布情况提供灵活的组网方案和ODN方案规划，支持多级等分、不等分分光器组网，提供完善ODN应用中涉及的如交接箱、配线箱、终端盒、光纤连接器和光纤成端等配套设备。系统升级扩容方便，只需要扩容PON线卡和所覆盖地区的光纤即可，避免了类似MSTP或者SDH扩容需要整个网络进行重新规划的麻烦，中兴通讯ZXA10xPON系统的**设计可为用户构建一个、可管理、可运维、可盈利的FTTx光纤接入网络。

中兴通讯xPON系统整体解决方案的特色还表现在完全融合了中兴通讯综合AG和DSLAM方案上。基于双绞线接入的中兴通讯综合AG和DSLAM平台的普通用户槽位（POTS、ADSL2+、VDSL2、LAN、DDN等用户板槽位）可以任意混插xPON线卡，光纤接入和铜线接入融合为一个接入平台，在原基于铜线接入的综合接入设备上提供xPON业务，解决FTTx业务接入需求，有效补充了综合AG和DSLAM单一的FTTCab铜线接入方案，提供了全面的FTTB、FTTH、FTTO、FTTCab应用模式，完善了接入层网络的建设方案和应用场景，在已经部署中兴通讯综合AG和DSLAM的地区可、快速部署xPON网络。由于现网已经大规模部署MSAG和DSLAM设备，因此该种解决方案*新建局端OLT设备，只需在现网设备基础上增加xPON单板即可，减少了运营商的投资风险。

中兴通讯xPON系统整体解决方案充分考虑了运营商网络资源和市场运营竞争的冲突，根据业务需求和现网资源细分市场，提供较佳的解决方案。例如，传统固网运营商具有丰富且宝贵的双绞线资源，但是传统的ADSL接入技术已无法满足宽带业务的需求，在这种情况下，可以采用中兴通讯的FTTB解决方案满足需求，光进铜退后采用ADSL2+和VDSL2技术，既保留了运营商末端的双绞线资源，同时也解决了接入带宽不足的矛盾。对于新建小区，可根据用户级别灵活选择FTTx的各种模式；对于高端用户，则直接高成本地部署FTTH方案；对于中高端用户，可采用FTTB方案；对于低端用户，则考虑采用率的FTTCab方案，以达到投入和收益的较佳平衡点。又如，移动运营商没有双绞线资源，直接采用基于光纤接入的FTTx竞争手段，相比固网运营商的铜线接入，无疑具有更大的优势。中兴通讯xPON系统解决方案能够满足不同市场、不同运营商、不同环境下的组网需求，具有很大的组网和应用优势。

如同当年DSLAM和Modem的关系，以xPON为典型应用的FTTx网络规模发展的条件之一是解决互通问题，值得一提的是在EPON局端和用户端设备互通方面的表现。凭借完善的解决方案和扎实的技术积累，中兴通讯先后被中国电信和中国网通评选为EPON互通测试成员设备厂商，中兴EPON产品作为成员与业内其他EPON厂商实现互通，在整个测试过程中，中兴通讯EPON设备功能、性能以及互通指标表现优异，较好地完成了互通测试任务，为xPON的规模发展提供了有力支撑。

    3  中兴通讯xPON光纤接入整体解决方案的典型应用

面对当前通信市场和国内外运营商业务开展的现状，在有线方式接入和业务提供方面，中兴通讯ZXA10xPON系统应用广泛，具有多种典型应用。

    （1）企业信息化应用

企业集团客户属于高附加值用户，具有业务种类需求丰富、业务质量要求较高、业务资费不太敏感等特点，发展集团用户对电信运营商ARPU值的提升至关重要，完善的企业信息化解决方案是运营商**集团大客户的重要手段，中兴通讯xPON平台能够促进运营商提升企业信息化接入方案。集团用户分为小规模、中等规模和大规模三种类型，中兴通讯xPON平台提供完善的FTTO解决方案，支持光纤线路保护功能，保证企业重要客户的安全性能，终端包括SBU（单商用用户单元）、MTU（多用户租赁单元）和MSU（综合业务接入单元）三大类产品，除了满足集团用户的语音、有线和无线宽带上网、局域网互联、视频会议、IPTV等业务外，还可以提供企业PBX接入和TDM专线接入等业务，提供完善的QoS保证机制。配合中兴通讯MCS系统（大客户服务系统），全面为企业提供个性化的信息服务。

    （2）社区信息化应用

社区信息化覆盖目前已经比较普遍，大多数社区采用ADSL接入技术实现，随着IPTV和电视等高带宽业务引入家庭，传统社区接入网络面临改造。中兴通讯xPON光接入平台立足高带宽接入，根据高档小区、别墅小区和普通小区的消费承受能力，分层次提供一步到位的FTTH、FTTB和更的FTTCab方案等多种应用模式，配合PoP接入点的下移，循序渐进地完成接入带宽提升工程，为数字家庭、电视入户、IPTV业务普及打好基础。据初步估算，在全部新建的前提下，FTTB应用模式的综合建网成本已经和xDSL方式相差不大，可以充分利用已铺的双绞线资源，当然也可以采用五类线直接入户的方式开展业务。接入业务包括语音、数字家庭、宽带上网（有线和无线方式可选）、IPTV视频、CATV视频等。提供系列化用户接入终端或用户接入单元，接入和终端一体化，以满足家庭用户有线方式、无线方式、广域网和局域网等各种业务接入需求。

    （3）农村信息化应用

当前农村信息化的业务范畴更加广泛，除了传统的语音业务外，和农村信息化息息相关的数据、视频业务也日益重要起来，如视频教育、兴农信息网络、一村一吧、村村通电话等需求，高质量的综合业务接入是农村信息化建设的主旋律。中兴通讯农村信息化xPON综合接入解决方案光纤接入距离较大可达30km以上，接入和传送一体化，*额外的，符合农村线路条件差、线路维护难的特点。考虑农村ARPU值相对较低的情况，农村信息化方案宜采用FTTCab方案,局端设备放在县级机房，用户端设备放在各个行政村，通过无源分光器实现多个行政村共享主干光纤，从而大幅度降低主干光缆成本和建设成本。中兴通讯xPON系统整体解决方案不但解决了农村的语音需求，同时能够提供宽带数据业务、CATV和IPTV等综合业务，实现电话、电视、电脑的“三电合一”，网络结构简单，实施方便，让农民可以充分享受与城市居民完全相同的业务，同时综合建网成本相比传统的MSTP方式节省至少30％。

    （4）政务信息化应用

所谓政务通信，就是指**、法院、、税务、交通、财政等部门的内部通信或者相互通信。政务通信相比企业通信和个人通信，数据通信的安全性尤其重要，同时还具有语音、数据、视频等综合业务接入的需求。面对此类需求，采用传统的数据接入方案组网复杂、安全性较差、综合业务提供能力不足。中兴通讯xPON系统整体解决方案不但完全满足以上要求，而且在差异化业务提供方有*特的功能，政务信息化网络采用FTTO的模式，充分发挥中兴xPON系统的**长无源接入距离、综合*隔离和LAN互联、动态带宽分配、综合业务接入、丰富的用户接入终端、集中管理等功能特色，为各个政务部门提供差异化的通信网络。

    （5）网吧优化接入应用

当前国内网吧多采用xDSL或者光纤P2P光电转换实现接入，要么接入带宽受限制，要么成本较高，维护麻烦。采用中兴通讯xPON技术的FTTx光接入方案，从组网灵活性、维护管理、带宽分配、接入距离等各方面优化网吧接入。采用FTTO或者FTTH的组网方案，室内接入终端提供无线数据接口和有线语音接口，提供有线接入为主、无线接入为辅的“一网双吧”方案，首先，接入带宽大大增加，并且提供动态带宽管理功能；其次，无源节点的引入，减轻了维护的压力；再次，运营策略更加灵活，可以根据xPON的DBA（动态带宽分配）算法灵活配置接入带宽，运营商可根据接入速率差异*灵活的收费策略，使网吧和运营商达到共赢的局面。

    （6）视频系统接入应用

在“平安中国”和“和谐社会”的大环境下，视频系统应用的场合越来越广泛，与普通通信业务不同的是，视频业务对上行带宽要求较高，普通的接入技术无法很好承载该类业务。借助xPON技术上下带宽对称可达吉比特的优势，中兴通讯FTTx光接入平特的组网让xPON技术在视频领域有了更大的应用空间。ZXA10xPON系统支持6级以光和**过30km的接入距离，只要一根主干光纤即可完成沿途6个以上的监控点接入，在提升带宽的同时大大节省了主干光纤资源和线路管道资源。中兴通讯xPON系统提供完善的OAM功能，在设备分散放置的拓扑下实现了集中管理，简化了维护难度。

     （7）无线通信基站接入应用

综合考虑2G基站接入点综合业务接入改造和3G基站接入网的建设，传统的SDH网络存在较多的弊端，基站接入网络重新规划越来越重要。中兴通讯基于xPON技术核心的FTTx光接入平台采用IP+TDM双业务内核结构，具有较好的TDM与数据业务的承载能力。系统具备时钟再定时功能，对TDM业务的传输效果可以和经典的SDH相媲美，满足了基站接入对时钟的高要求。在满足基站接入的同时，还可以解决基站附近语音和数据业务的接入需求。随着3G业务的开展，xPON平台的应用空间将越来越广，综合投资受益比将越来越高。

中兴通讯FTTx光接入方案面向综合业务接入和带宽提升，接入和终端一体化，大大丰富了用户端接入方式，在未来的网络转型和网络演进中，其应用场合将越来越广泛。

    4  中兴通讯xPON光纤接入解决方案在**的应用概况

中兴通讯作为国内主要通讯设备供应商之一，在通信设备的研究和商用方面具有丰富的实践和经验。目前中兴通讯ZXA10xPON系统已经广泛应用于国内外电信运营商和驻地网运营商，如应用于广州电信、武汉电信、广西电信、上海电信、浙江电信、福建电信、山西电信、湖南电信、深圳网通、东莞网通、山西网通以及荷兰、泰国、中国香港、阿尔及利亚等国家和地区。全面的解决方案、丰富的终端类型、强大的产品优势和丰富的工程经验得到了市场的广泛认可，应用场合包括农村信息化、企业信息化、社区信息化、网吧接入等，应用模式遍及FTTH、FTTO和FTTB/C等，中兴通讯xPON光纤接入解决方案将助力运营商转型腾飞。

在上述阴极吸收过程中，由于产生的水在密封情况下不能溢出，因此阀控式密封铅酸蓄电池可免除补加水维护，这也是阀控式密封铅酸蓄电池称为免维电池的由来。阀控式密封铅酸蓄电池均加有滤酸垫，能有效防止酸雾逸出。但密封蓄电池不逸体是有条件的，即：电池在存放期间内应无气体逸出；充电电压在2.35V／单体（25℃）以下应无气体逸出；放电期间内应无气体逸出。但当充电电压**过2.35V／单体时就有可能使气体逸出。因为此时电池体内短时间产生了大量气体来不及被负极吸收，压力**过某个值时，便开始通过单向排气阀排气，排出的气体虽然经过滤酸垫滤掉了酸

电解液的浓度选择一般在如图的范围内，因此在蓄电池运行中，如果出现蓄电池失水，导致电解液浓度变化，则蓄电池电解液阻抗就会增加，此类情况必然在蓄电池内阻上得到反映。

2、负极化

电池负极的主要活性物质是海棉状铅，电池充电时负极发生如下化学反应：

PbSO4 + 2e　 =　Pb + SO4-

放电过程发生的化学反应是这一反应的逆反应，当阀控式密封铅酸蓄电池的荷电不足时，在电池的负极上就有PbSO4 存在，PbSO4 长期的存在会失去活性，不能再参与化学反应，这一现象称为活性物质的化，化使电池的活性物质减少，降低电池的有效容量，也影响电池的气体吸收能力，久之就会使电池失效。

为防止化的形成，电池应该经常保持在充足电的状态。

但目前后备蓄电池的充电机制（长期浮充），无法彻底实现蓄电池组中各个单体电池的充电均一性，因此出现个别电池过放、欠充的现象是无法彻底避免，长期的这种情况出现负极盐化是必然的，而且目前的使用场合，不能按照常规进行核对性的放电，负极盐化无法及时，并且累加，这样在负极多孔电极表面形成一层盐层。从而使负极较板孔隙率大大减少，而反应过程中电解液只能通过盐层小孔隙达到电极表面，使电化学反应面积减少，电流密度增大，负极的电极电位向正方向偏移，电极反应效率降低，导致蓄电池输出容量降低。

而相比较活性物质，负极的盐颗粒较大，几乎不溶解，其电导比负极活性物质低1~2个数量级，阻抗如此高的不溶解盐，对于蓄电池内阻影响是很大的。这也是目前蓄电池运行中较为常见的失效方式之一。

3、正极板腐蚀

正极腐蚀是铅酸蓄电工艺无法的，因为板栅的合金成份与活性物质不同，而活性物质是直接附着在板栅上，两者直接接触，并共同浸在电解液中，各自与电解液建立不同的平衡电极电位，而平衡电位的差别，构成短路微电池，造成正极的腐蚀必然。为此，在生产工艺中，正极板栅比负极板栅厚，以此补偿正极腐蚀。

而腐蚀后产生的致密腐蚀膜虽然可以阻碍腐蚀的深入发展，但也引起电阻增加，充电困难，与正极活性物质粘接能力差等问题，特别是当活性物质中含有大量的β-PbO2时，由于β-PbO2的粘接力较差，造成活性物质的脱落。

同时板栅的腐蚀也是造成板栅变形的重要原因。因为板栅腐蚀产生的致密PbO2分子体积是铅原子体积的1.4倍，由于合金板栅的体积与由其转化成腐蚀产物体积差别很大，从而对板栅给以张力，引起板栅的变形，并且腐蚀膜越厚，对板栅施加的张力越大，板栅变形越严重，由此加剧影响活性物质与合金板栅的粘接能力，从而引起活性物质的脱落，严重影响蓄电池的输出容量。这是目前铅酸蓄电池运行中容量下降的较为普遍原因。

而致密的腐蚀膜由于增加了反应过程中电荷转移的阻抗，为此可以通过测量蓄电池内阻的变化，对正极板腐蚀进行有效地观察。

4、热失控

热失控是指蓄电池在恒压充电时，充电电流和电池温度发生一种累积性的增强作用，并逐步损坏蓄电池。造成热失控的根本原因是：

普通富液型铅酸蓄电池由于在正负极板间充满了液体，无间隙，所以在充电过程中正极产生的氧气不能到达负极，从而负极未去较化，较易产生，随同氧气逸出电池。

因为不能通过失水的方式散发热量，VRLA电池过充电过程中产生的热量多于富液型铅酸蓄电池。

蓄电池工作温度每上升10℃，电极表面的电流密度就会增加一倍，由此增加了反应产生的热量，并提高了蓄电池的反应温度，因此形成一个恶性循环。

为此在使用中浮充电压应合理选择。浮充电压是蓄电池长期使用的充电电压，是影响电池寿命至关重要的因素。目前由于电池组中电池彼此的差异是存在的，而蓄电池组的充电方式无法避免个别电池的热失控。

一般情况下，浮充电压定为2.23 ~ 2.25V/单体（25℃）比较合适。如果不按此浮充范围工作，而是采用2.35V／单体（25℃），则连续充电4个月就可能出现热失控；或者采 2.30V/单体（25℃），连续充电6 ~ 8个月就可能出现热失控；要是采用2.28V/单体（25℃），则连续12 ~ 18个月就会出现严重的容量下降，进而导致热失控。热失控的直接后果是蓄电池的外壳鼓包、漏气，电池容量下降，最后失效。

只有严格监测蓄电池的运行电压，特别是蓄电池浮充下的电压，防止电池过充是避免热失控的重要手段。

由于VRLA蓄电池的运行要求比较严格，蓄电池在偏离了正确的使用条件下运行，将造成严重的后果，由此可见铅酸电池的运行参数监测的重要性。

通过以上的四种铅酸阀控蓄电池失效模式的分析，可以看出蓄电池的失效是逐渐的，并且都可以在内阻的变化上得到反映，并且目前还没有发现一只蓄电池性能丧失，而其内阻没有变化的实例。这就为我们提供了一个监测蓄电池性能状况的便捷途径：即连续监测蓄电池的运行参数（单电池电压、充放电电流、温度）以及内阻的变化，对于蓄电池进行全监测，通过蓄电池失效早期的特征，及时发现单体电池的不均衡性、以及失效、落后电池等情况，并进行及时有效的处理，就可以防止蓄电池劣化加剧，延长蓄电池的使用寿命。

即阻抗是与频率有关的复阻抗，其模 |Z|= Vmax/Imax, 相角为φ。

一般情况下激励引起的电压幅值变化小于10mV，这样能保证阻抗测量的线性。使用方波在技术实现上更为简单， 通过改变方波的频率可以测试电池的阻抗谱。

从理论上讲，向电池馈入一个交流电流信号，测量由此信号产生的电压变化即可测得电池的内阻。

R = Vav / Iav

式中　Vav----为检测到交流信号的平均值；

Iav ---- 为馈入交流信号的平均值

在实际使用中，由于馈入信号的幅值有限，电池的内阻在微欧或毫欧级，因此，产生的电压变化幅值也在微欧级，信号容易受到干扰。尤其是在线测量时，会受到充电机或用电负载的影响。工频和射频干扰也影响读数。

而采用数字信号处理技术就可以有效克服外界干扰，获得比较稳定的内阻数据，同时该方法不需要增加蓄电池的任何动作，因而在在线测量、网络化方有很大的技术优势。目前该测量技术正被学术界、以及市场广泛接受。

4　解决方案的实际基本要求

通过以上实际使用情况的分析，结合后备电源蓄电池的运行特点，在蓄电池管理与监测方面，我们认为后备电源的蓄电池监测，应该以实现智能化与网络化为目标。

4、1蓄电池监测网络化的实际要求：

1）目前通讯电源的蓄电池许多使用场合，大多是无人值守的地方，如电信公司、移动公司、联通公司的无人站点等，为此要求对于蓄电池的监测适应这一情况。

2）对于蓄电池的人工检测手段，需要大量的人工，费时费力，而且对于测量人员的人身安全不利。

3）目前我国在电力、通讯等领域，提出的信息化要求，也同样需要设备管理的网络化。

4、2蓄电池监测智能化的要求：

对于蓄电池智能化的要求，就是改变以往被动的设备管理方式，对于蓄电池做到实时、在线监测，对于可能发生的问题，作到提前判断，而不是当出现问题后的被动处理。

1）为此需要对于蓄电池的运行过程中的运行参数进行24小时的全过程监测，如：蓄电池的充放电电流（以检测电流的异常），蓄电池的单只电压（防止蓄电池出现过充或过放），蓄电池的工作温度（以便根据环境温度进行充电的补偿）

2）以上参数是保证蓄电池的运行机制良好，同时需要对蓄电池的性能健康状态进行诊断，以发现蓄电池劣化、失效的趋势。这对于蓄电池在线监测是非常关键，这也是目前困扰的较大难题。

5　解决方案的基本模型

我们采用一个以蓄电池阻与分析为主的监测管理解决方案。该方案通过蓄电池阻抗的测量，以及蓄电池其他运行参数采集（单电池电压、充放电电流、异常工况等），在辅以计算机与网络传输技术，完成对数据分析与管理的多级处理，使得困扰较大的蓄电池智能化监测得到很好的解决。

对于蓄电池的运行参数，由于其采集较为容易实现，我们不作较多说明。如何有效地对于蓄电池阻抗进行检测与分析，是一个较为关注的问题。我们知道反映蓄电池性能的参数有两类：阻抗与容量。目前的技术发展对于蓄电池容量的测量而言，不经过一定程度的放电，测量的精度将无法达到要求（这同样是一个国际性的难题）。而阻抗这一参数，通过交流法在线蓄电池的内阻，其测量原理就是将一个低频的交流信号注入到蓄电池中，由于蓄电池中存在欧姆阻抗以及较化阻抗，测量蓄电池的反馈信号，得到蓄电池的阻抗，从而实现阻抗的在线测量。

该方案的技术核心是建立在蓄电池阻抗的在线测量以及计算机对于数据的处理，对于各个站点的蓄电池运行参数以及蓄电池性能参数，实时采集，对于数据进行基本分析，****给出声光报警。将到中心监控中心站，通过数据库服务器，对数据进行终合分析处理，形成各个站点的各组蓄电池的运行参数以及性能参数的历史曲线，对于报警事件以及报警数据进行存储以备查询。