民航衛星設備集中監控實現方案

張峰俊

（東北空管局通信網絡中心網絡運行部，沈陽 110043）

1 引言

衛星通信是民航空管系統“兩地一空”概念中不可或缺的重要組成部分，作為轉報、甚高頻、雷達信號和管制熱線電話等空管關鍵業務傳輸的備份手段，是我們設備維護部門日常工作中重點維護的設備。目前民航東北空管局沈陽站點在用的有兩套衛星傳輸設備，一套是1990年建設的美國修斯公司的C波段衛星通信系統，另一套是2006年建設的加拿大Polar Sat公司的Ku波段衛星通信系統。這兩套設備都有室內設備和室外設備，而且室內設備又分為不同的機箱，要同時監控這些設備，不僅需要鋪設多條線纜，還需要布置多臺監控終端，給我們平時的維護和排故工作帶來了極大的不便?，F在，采用MOXA公司的串口聯網服務器NPORT可以很好的解決這一問題。

2 串口服務器的工作原理

串口服務器NPORT簡單的說就是一種網絡通訊接口轉換設備，它能夠將我們常見的RS-232、RS-485、RS-422串口轉換成TCP/IP網絡接口，實現RS-232、RS-485、RS-422串口與TCP/IP網絡接口的數據雙向透明傳輸。使得常規的串口設備能夠立即具備TCP/IP網絡接口功能，從而達到連接網絡進行數據通信的目的。串口服務器NPORT使得基于TCP/IP的串口數據流傳輸成為了可能，它能將多個串口設備連接并能將串口數據流進行選擇和處理，把現有的RS232接口的數據轉化成IP端口的數據，然后進行IP化的管理，IP化的數據存取，這樣就能將傳統的串行數據送上流行的IP通道，而無需過早淘汰原有的設備，從而提高了現有設備的利用率，節約了投資，還可在既有的網絡基礎上簡化布線復雜度。MOXA公司的串口服務器完成的是一個面向連接的RS 232鏈路和面向無連接以太網之間的通信數據的存儲控制，系統對各種數據進行處理，處理來自串口設備的串口數據流，并進行格式轉換，使之成為可以在以太網中傳播的數據幀；對來自以太網的數據幀進行判斷，并轉換成串行數據送達響應的串口設備。

圖1是通過wireshark抓包工具抓到的串口服務器與監控終端通信的過程：可以看到串口服務器（IP地址是192.168.127.254）與監控終端（IP地址是192.168.127.11）是通過TCP協議建立連接的，在進行數據通信時，串口服務器16個串口的端口號是950-965，與監控終端虛擬出來的串口端口號1079-1094建立一對一的對應關系，也就是說串口服務器上的每個串口獨立的與監控終端建立一條“數據通信隧道”，這樣就可以實現在一臺監控終端上同時監控多個衛星設備的功能。

圖1 串口服務器與監控終端通信數據包

3 設備連接拓撲圖

在采用串口服務器之前，衛星系統ODU的配置都是在室外通過筆記本連接設備的串口進行操作的，遇特殊天氣（如雨雪天氣），操作很不方便；另外不能實時監控到設備的運行參數和狀態；室內KU系統5個機箱的配置是需要通過人工插拔線纜的方式來切換的，對于設備維護也十分不方便。圖2是采用串口服務器之后設備的連接情況：室外的四臺ODU和室內的5個KU機箱分別連接到串口服務器NPORT5610的不同串口上，通過一根網線連接到一臺PC機上，這樣就可以在一臺監控終端上同時配置和監控所有的衛星設備，極大地提高了設備維護的效率。

圖2 衛星設備監控拓撲圖

4 串口服務器的配置

將串口服務器的網口與監控終端的網口通過網線互聯，串口服務器的網口默認的IP地址是192.168.127.254，因此監控終端的IP地址也需要配置在相同的網段。安裝好NPort Windows Driver Manager，打開軟件并選擇COM Mapping搜索端口的映射關系，點擊“應用”，此時在監控終端的設備管理器中也可以看見端口映射關系的結果，顯示如圖3所示。

圖3 串口服務器端口映射關系

在IE瀏覽器中輸入串口服務器的IP地址，就可以訪問并配置串口服務器的各種參數：

4.1 Basic Setting

圖4顯示了基本設置的配置界面。這里主要設置設備名稱，時區和本地時間等。如果提供統一時間的服務器，需要在Time server中添加服務器的IP地址，用于時間同步。這里選擇默認參數即可。

圖4 Basic Setting配置界面

4.2 Network Settings

圖5顯示了網絡設置的配置界面。這里主要設置IP地址，掩碼，網關等信息，可以通過IP的方式與其他設備通信。如果有網管軟件，還需要設置SNMP信息，將此設備加入到網管當中。這里選擇默認參數即可。

圖5 Network Setting配置界面

4.3 Serial Settings

圖6 Serial Settings配置界面

圖6顯示的是串口配置界面。這里可以配置端口的名稱，速率，數據位，停止位，校驗位和流控。主要用于本設備和其它串口設備之間的數據通信。以KU衛星室外單元ODU為例，名稱為KU-ODU，通信參數為速率9，600，數據位8位，停止位1位，校驗位“無”，流控“無”。

4.4 Operating Settings

圖7顯示的是操作模式的配置界面。這里主要配置的是串口的操作模式，有Real COM Model模式，UDP模式，TCP Server/Client模式，Pair Connection Master/Slave模式，Reverse Telnet模式。每一種模式的配置界面不同，需要配置的參數也不同。這里我們用到的是Real COM Model模式，選擇默認參數配置即可。配置完串口服務器后，如果有設備自帶的監控軟件可以在監控終端上安裝并配置；如果沒有，也可以使用Secure CRT等第三方的軟件實現監控功能。民航東北空管局沈陽站點衛星設備集中監控實施方案最終的顯示效果如圖8所示：

圖7 Operating Settings配置界面

圖8 衛星設備集中監控實施最終效果

5 結束語

將多臺衛星設備連接到串口服務器上，實現了一臺監控終端上同時監控多個衛星設備的功能，同時避免了復雜天氣情況下室外工作的頻次，極大的降低了維護成本和維護的難度，很好地解決了衛星設備維護人員平時設備巡視和監控中的不便。