基于B/S結構的湛江民航PAE監控組網與搭建

黃冠鉸

摘要：隨著計算機網絡技術的發展，越來越多設備的監控系統開始退出之前的串口監控、C/S結構監控，而采用目前主流的B/S結構監控。此前，湛江民航PAE甚高頻系統的監控主要采用串口監控，通過在監控電腦上增加串口卡的形式，收集各個臺站的PAE甚高頻監控，不利于資源的節約，且擴展性不強。目前，湛江民航PAE系統在更新換代之后，支持TCP/IP監控，同時采用B/S結構，通過合理的IP規劃與組網，搭建了一套擴展性強、資源利用率高的監控系統，為實現更好更高效的設備狀態監控、遠程參數調整發揮著至關重要的作用。

關鍵詞：B/S結構；新PAE系統；IP規劃；監控系統；組網；搭建

中圖分類號：TP311? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）27-0067-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 湛江民航PAE監控系統的組網結構

湛江民航PAE監控系統是一個龐大的甚高頻監控系統，匯集了多個臺站的信號，不僅可以實時監控PAE甚高頻設備的工作狀態，還可以遠程對設備進行維護和參數調整。在硬件設備上，該監控系統由PAE甚高頻設備、協議轉換器、TDM傳輸設備、民航通信網IP網設備、VOIP核心交換機、監控服務器、監控終端組成。在軟件上，該監控系統基于B/S結構，通過在監控服務器上布置和搭建監控“中心站”，收集了每一臺設備的監視和控制信息，監控終端只需通過訪問服務器的ip地址，便可實現本地和異地監控。監控系統的拓撲圖如圖1所示：

2 B/S架構介紹[1]

B/S架構即是Browser/Server架構（瀏覽器/服務器架構），是在Web技術興起和不斷發展之后，對C/S結構的改進和變化的架構。B/S架構在客戶端電腦不需要安裝相應的軟件，只需通過瀏覽器訪問服務器的相關ip地址，即可實現數據交互。在B/S架構下，服務器端負責主要的信息收集、信息分析、信息處理、信息分發，客戶端需要處理的事務相對很少，極大地減輕了客戶端的壓力，增加了客戶端CPU運行的效率。這種架構可稱為分布式的工作方式，有效地降低了資源的成本，增強了系統的可拓展性，提高了系統中各個設備的資源利用率。

B/S架構主要是由瀏覽器端、服務器端、中間件組成。瀏覽器端，即是客戶端電腦所使用的瀏覽器，它作為客戶端電腦的可視化操作界面，提供了訪問服務器端的接口，向服務器端發送相關的請求，然后將服務器端返回的結果進行分析和處理，再顯示到客戶端電腦的瀏覽器界面上，有條不紊地實現了與服務器端數據信息的交互。服務器端，是整個B/S架構的核心部分，一般由一臺或多臺性能強大、處理高效的服務器組成，需要安裝數據庫（如ORACLE、MySQL數據庫等），主要提供數據信息的收集、分析、處理和分發，還可以存儲數據，產生各類數據交互日志，相當于整個架構的“司令部”。中間件，是運行在服務器端和瀏覽器端的“橋梁”，主要是接收瀏覽器端的數據交互請求并且將其傳送給服務器端，再將服務器端處理的結果正確地返送給瀏覽器端，可以說，中間件解決了數據從哪里來到哪里去的問題，保證了B/S架構中數據正常無誤地傳遞。相比于C/S架構，B/S架構是基于網頁的語言，與操作系統無關，具有非常靈活的可擴展性，有“韓信點兵、多多益善”的優勢，與日益增多的民航PAE甚高頻設備有相似之處，正是民航PAE監控系統所需要的架構。

3 新一代PAE甚高頻設備的新功能

PAE甚高頻設備是由英國PAE公司生產、型號為T6系列、收發分開的地空通信設備。PAE甚高頻設備是地面工作人員與空中機組進行通話的關鍵設備，保證了地空通信的安全與通暢。如圖2所示，為PAE甚高頻設備與機組通信的示意圖。湛江民航PAE甚高頻站點設置在不同的物理位置，旨在實現湛江空域無線電甚高頻信號的雙重覆蓋，形成主備雙重冗余的工作模式。湛江民航的PAE甚高頻設備經過更新后，發射機和接收機的型號分別變為B6350/IP/NB/50[3]、B6100/IP/NB，相比于之前的設備，新一代設備在DSP模塊上增加了VOIP功能[2]。該功能帶來兩個好處，第一個是該功能基于ED-137協議，將模擬語音信號轉換為IP信號進行傳送和處理，打破了甚高頻電臺只能輸出模擬話音的傳統，大大方便了后續語音交換系統的組網和配置；第二個是該功能也將監控信號加入到IP包里面，從而實現了基于IP的形式甚高頻設備監控，不僅提高了信號傳輸和設備狀態監控的效率，而且打開了基于B/S架構來搭建PAE監控網絡的“大門”。

4 湛江民航PAE設備IP規劃

在搭建湛江民航PAE設備的監控組網之前，需要考慮和規劃每一臺PAE設備的IP地址，與普通電腦相似，每一臺PAE設備可以設置IP地址、子網掩碼和默認網關。目前，局方要求采用C類IP地址，由于分配在湛江的IP地址有限，且湛江民航PAE站點較多，所以在進行IP規劃的時候要做到綜合考慮，具體規劃的思路如下：

（1）每一臺PAE甚高頻設備分配一個C類IP地址，同一個站點所有的PAE甚高頻設備在同一個IP段；

（2）規劃要基于未來十年發展，每一個站點要有一定數量的IP地址預留，比如ZDQ站點總共有64臺設備（即需要64個IP地址），那么需要劃分給該站點126個IP地址（25位掩碼），多出的IP地址用于預留或給其他相關設備使用；

（3）湛江民航PAE中心控制樓和吳川機場的監控服務器與監控電腦使用同一個IP段，南寧監控電腦使用另一個IP段，且要為IP網與南寧的干線互連另分配一個C類IP段。

5 VOIP核心交換機組網與配置[6]

如圖1所示，VOIP核心交換機相當于整個湛江民航PAE監控組網的核心部分，它主要在網絡層匯聚物理上不同站點的PAE設備的監控信號到中心控制樓，然后將該信號傳送給PAE監控服務器，經過服務器分析和處理之后，基于B/S結構，將監控信息分發給各個監控電腦。VOIP核心交換機還可以將監控指令，準確無誤地發送給遠端站點的PAE設備，讓參數調整和修改變得更靈活更便捷。可以說，VOIP核心交換機是湛江民航PAE監控網絡的中心樞紐，將各個設備、監控服務器和監控電腦連接成一張網絡。VOIP核心交換機配置的思路如下：

（1）VOIP核心交換機的型號為華為S-5735，是一臺功能較為強大的華為三層交換機。

（2）由于每個甚高頻站點、監控服務器的ip網段不同，故在VOIP核心交換機上，需要分別為不同的甚高頻站點、監控服務器分配不同的VLAN。在VOIP核心交換機上，將互連端口配置為access口，并且綁定相應的VLAN。

（3）為了實現監控服務器與不同甚高頻站點的網絡互通，且不同甚高頻站點之間的網絡不能相互訪問，需要在VOIP核心交換機上做路由和隔離功能，具體做法是為配置好的每一個VLAN配置IP（與對應甚高頻站點同一個IP網段），然后在VOIP核心交換機上將不同甚高頻站點對應的互連端口加入同一個隔離組。

（4）每臺PAE甚高頻電臺除了按照IP規劃設置IP和子網掩碼，還需設置默認網關，默認網關的IP是該甚高頻站點對應的VLAN IP。

（5）為了防止網絡在異常情況下出現不定性的動蕩，需將VOIP核心交換機設置為STP生成樹的根節點。

6 PAE監控服務器搭建

PAE監控服務器是湛江民航PAE監控B/S結構中的服務器端（server），采用Fujitsu系列工作站，使用windows server 2012操作系統。搭建PAE監控服務器需要配置數據庫、IIS服務、接口程序、協議轉換器[4]。

數據庫使用MySQL數據庫，相當于服務器的記錄中心，以表格的形式記錄PAE監控服務器的適配數據、日志文件。

IIS服務[5]即Internet Information Service，PAE監控服務器提供的監控信息相當于一個網站，安裝了IIS服務，其他監控電腦才能通過瀏覽器來訪問并獲取PAE監控信息。PAE監控服務器安裝了IIS 8服務，且需包含.NET Framkwork 3.5和.NET Framkwork 4.5，完成IIS 8配置之后，將注冊表對應的Web IP地址修改為PAE監控服務器的IP地址。

接口程序是MARC Server Communication Interface，為PAE廠家提供的綠色版軟件，用于接收甚高頻電臺發送的VOIP數據包，經分析和解析之后，提取出電臺的狀態監控信息，進一步傳送給監控客戶端使用；同理，監控客戶端發送過來的操作信息（如參數調整、BIT測試、遠程關機），也是通過該接口程序傳送給相應的甚高頻電臺，從而實現遠程控制甚高頻電臺的功能。

協議轉換器安裝在遠端PAE甚高頻站點，主要實現將RS232協議的信號轉換成TCP/IP信號。由于上一代PAE甚高頻的監控信號為RS232協議且不支持IP功能，故需加裝協議轉換器進行信號轉換。安裝正常之后，在PAE監控服務器上運行PortVision軟件掃描協議轉換器，按照IP規劃修改IP地址；使用DriverWizard軟件安裝協議轉換器的驅動；使用ComtrolAppletLoaderx64軟件將安裝成功的協議轉換器再次配置IP地址（與第一次配置的地址相同），即可實現協議轉換器與PAE監控服務器的邏輯COM連接。

7 結語

PAE甚高頻系統是湛江民航地面指揮中心與空中機組進行通信的關鍵系統，為了保證信號的雙重且全面的覆蓋，PAE甚高頻系統需安裝在多個邊遠站點，因此，組建一個可靠、擴展性強的監控系統不僅可以高效地完成設備的狀態監控和參數調整，而且可以大大地節省了維護成本。目前，湛江民航PAE監控采用了B/S結構，無論在IP規劃還是系統配置上，均具有靈活性、可擴展性和穩定性，能更好地保障湛江民航的地空通信暢通、平穩，對湛江民航的發展發揮著重要的作用。

參考文獻：

[1] 史亞慶.基于B/S架構的網絡學習平臺研究與實現[D].西安：西安理工大學，2018.

[2] Park Air Electronics，Park Air T6R Mk6 VHF Receiver User Documentation，2018.

[3] Park Air Electronics，Park Air T6R Mk6 50W VHF Transmitterr User Documentation，2018.

[4] Park Air Electronics，Park Air R4 MARC SERVER，2018.

[5] 李爭.微軟互聯網信息服務 IIS 最佳實踐/微軟技術開發者叢書[M].北京：清華大學出版社，2016.

[6] 華為.交換機S5700系列配置手冊.2020.

【通聯編輯：梁書】