内蒙古卫星地球站综合网管系统的设计和实践

梁卫燕　张小平

1.内蒙古新闻出版广电局731台内蒙古苏尼特右旗011200 2.内蒙古新闻出版广电局501台内蒙古呼和浩特市010070

内蒙古卫星地球站综合网管系统的设计和实践

梁卫燕1张小平2

1.内蒙古新闻出版广电局731台内蒙古苏尼特右旗011200 2.内蒙古新闻出版广电局501台内蒙古呼和浩特市010070

本文结合工作实际，以内蒙古卫星地球站综合网管系统为例介绍卫星地球站网管系统的设计与实践，并对网管系统的设计原则、系统总体结构、监控数据查询原理、硬件设备选型、主要功能进行了详尽的阐述，同时对系统运行情况进行了总结。

网管系统设计原则总体结构查询原理功能介绍

引言

内蒙古卫星地球站承担着内蒙古广播电视台广播、电视节目的卫星传输覆盖任务，其卫星播出链路是由不同型号设备构成，通常各厂商的设备都有自己的独立网管系统，自成体系，各家设备的网管互不兼容。传统的对设备网络管理方式已不适应卫星传输系统安全播出的高可靠性需求。随着计算机和通信技术的不断进步和发展，通过设计对设备统一管理与控制的综合网管系统实现了播出系统的统一监看和控制，本文将结合我站工作实际，对综合网管系统的设计和实践进行阐述。

1　网管系统设计原则

为了满足值班员对播出全链路的设备实时管理与控制，同时兼顾系统的实用性、经济性、可扩展性等综合因素，提出综合网管系统的设计原则为：

（1）实现统一监控原则。即在同一平台下实现全站设备的集中管理与控制，满足全系统设备的数据、状态监看与设备控制，并能达到异态的统一网管界面的声光告警。此外，为了保证国家广电总局的调度需求，须汇聚所有设备实时数据并推送到监管中心。

（2）兼容原设备网管原则。该综合网管系统的控制不会影响设备内部网管的控制，达到共存，充分发挥各网管的自身优势，达到取长补短的目的。

（3）满足设备更新换代原则。设备更新换代是播出系统升级的自然更迭规律，综合网管系统能通过升级改造满足设备更换这一需求，并为未来升级提供条件。

（4）满足总局验收规范原则。即能及时给出复用、调制器、高功放等关键设备故障、异常操作等的声光告警信息；能够全面监控信号源及上行系统的关键设备；能够监测电力系统、机房空调等重要辅助设施的运行状态；有完整的状态参数和操作日志记录；能够按照总局接口要求提供网管监控系统数据。

2　系统总体结构

网管系统软件采用C/S结构的技术体系，包括以下四部分，如图1系统总体结构所示。以Server为中间层，提供事件和数据访问接口，各部分软件按需要访问服务器相应的组件服务。

（1）数据库：记录软件正常工作时所需的原始数据，及监测设备异态时记录的数据。

（2）Server：完成各设备播出状态数据采集，按照既定协议对设备发送指令，包括查询和设置指令。为Explorer、Configurator发出的请求提供事件、数据的积极响应。

（3）Configurator：主要完成系统功能配置、数据维护、用户管理、报表生成的软件设置。

（4）Explorer：设备以虚拟图元方式呈现，完成对系统设备的数据监测和操作控制。

Server为Explorer、Configurator提供基础的数据和服务，Device Broker、Task Broker是Explorer、Configurator读取所用数据的核心部分。

Probe可以实现智能取得DB Server提供升级设备驱动程序库。对用户来说每次设备更新换代，变得非常简单。

图1　系统总体结构

Explorer、Configurator通过交换机与Server通信获取数据，实现在单一的图新界面下实现对所有设备的操控。

该系统可管理地球站的各种类型的设备，可对RS232、RS422、RS485、C接点、TCP/IP接口的设备纳入管理。只要设备厂商提供设备协议，对支持SNMP协议的设备，均可通过后续的开发实现监控。

该系统可根据设备特殊操作功能进行功能和宏的个性化定制，一个宏可实现多个步骤的操作，满足各种复杂操作的程序化，在设备图元或设备树上通过右键操作实现。

3　网管系统设备监控数据查询原理

目前，内蒙古卫星地球站网管实现了对所有播出设备进行集中监控，系统拓扑采用星形网络结构，服务器定时对播出设备发送状态查询指令，是通过交换机找到目标设备进行数据采集。我站播出设备类型包括串口（上变频器，天线控制器及信标接收机，UPS），网口（高功放，调制器等），C结点（通过PLC监控配电系统）。同时可以将实时数据发送给监管中心。

网管采用多线程轮询的方式对设备进行监控，每种类型的设备，网管会根据设备厂商提供的设备协议，定制开发设备驱动，当网管需要查询某台设备的状态时，会调用该设备驱动程序，并将查询指令打包发送给设备，并在规定的时间间隔内等待接收并解析该设备的响应数据包。当在规定的时间间隔内，设备没有给网管返回数据，会重新发送该数据指令。仍未返回网管显示无响应，如果该设备所有属性均为无响应状态，那么，网管就会认为该设备通讯故障。需要重新检查设备连接情况。对于设备的超时限制，查询间隔，响应时间，用户可以根据设备的特性自定义该参数。每台设备对应很多属性，每条属性的查询优先级，查询速度可自定义。

网管提供有DDK设备驱动管理器，可以对设备进行添加，删除和修改。添加一种新类型设备，首先要添加和该设备类型相关的属性，每条属性的内容包括名称，数据类型，级别，查询速度等，对于值类型设备属性，可以自定义告警上限，告警下限。DDK支持串口通讯协议，TCP/IP协议，SNMP协议通讯方式，DDK可以脱离网管单独对设备进行发送指令，发送设置命令等操作。DDK将每种类型的设备单独生成为一个以该设备名称命名的XML文档，该文档便于保存，移动，查看。

4　网管系统硬件设备选型

该网管系统配置两台服务器，形成一主一备冗余备份，在服务器上安装数据库软件、Server。配置一台工作站用于安装监控客户端。

串口服务器实现串口数据的采集并与交换机连接，可编程逻辑控制器（PLC）完成开关量的采集，并连接到串口服务器与交换机连接。

数据采集交换机采用CISCO的WS-C2960S-24（24口）。

为确保网管系统稳定运行，串口服务器为台湾MOXA品牌，NPort5230带2个485/RS422接口；NPort5210带2个RS232接口；Nport5610-8带8个RS232接口。

系统中包含低压配电柜是C结点设备，采用了日本欧姆龙公司开发的微型可编程序控制器（PLC）--OMRONSYSMACCPM2A实现监控。选择CPM2A-40CDR（配置24入16出），具有两个扩展槽，可用配套转换器将其编程器接口转为232接口。监控计算机通过控制PLC实现对C接点设备的监控功能。

系统中包含充气机、房间温湿度测量等设备，采用了长英科技公司的LTM-8662主机、温湿度测量模块LTM-8901及C结点读取器（8入）LTM-8904，LTM8662配备485接口，监控计算机通过对其控制实现对C接点设备的监控功能。

5　设备连接图

小信号机房：2台复用器（哈雷），2台调制器（NTC2177），1台调制器切换开关（NTC2185），可直接用网线连接交换机。

1个温、湿度传感器的接口类型是RS485，选用1台接口类型为RS485的串口服务器NPort5230（2口）1台可满足需求。中心交换机、服务器均放在该机房。

控制接口分配如图2所示。

低压配电室：1台低压配电柜为C结点设备，选用型号为CPM2A-40CDR的PLC1台使用接口类型为RS232的NPort5210（2口）1台可满足需求。

控制接口分配如图3所示。

图3　低压配电柜控制接口分配

2台UPS电源的接口类型为RS485，选用控制接口类型为RS485的串口服务器NPort5230（2口）1台可满足需求。

控制接口分配如图4所示。

图4　UPS电源控制接口分配

高功放室：1台天线控制器（7200），2台上变频器（SCR6000BV）和1台上变频器切换开关（STARSwitch）的控制接口为RS232，选用控制接口类型为RS232的串口服务器NPort5610-8（8口）1台可满足需求。

1个温、湿度传感器，选用控制接口类型为RS485的串口服务器NPort5230（2口）1台可满足需求。

1台波导充气机选用长英科技公司的LTM-8662主机及C结点读取器LTM-8904（8入）可满足需求。

2台高功放，1台高功放切换开关接口类型为TCP/IP，直接连接至24口总交换机可满足需求。

控制接口分配如图5所示。

图5　高功放室控制接口分配

6　网管操作功能简介

网管界面由菜单、工具栏、导航栏、视图、事件表、属性表等部分组成，如图6综合网管系统界面所示。鉴于地球站安全播出设备操作的便利性，设备状态信息及设备的查询与控制功能，无须通过多级菜单访问来实现，通过相应设备图元的单击访问实现一键切换，具备实用性和可操作性，最大程度保障故障发生时的快速响应。

图6　综合网管系统界面

以下对各组成部分分别予以介绍：

（1）导航栏。导航栏位于网管界面左侧，以树形结构直观体现播出系统、设备构成。设备树下的设备与右侧的图元一一对应，可以通过单击，在视图突出展示。也可以通过功能和宏的定制实现右键的直接操作。

（2）视图。用图元表示播出设备，如实展现了播出系统链路图，符合播出系统流程思维方式，通过不同的颜色对播出设备状态予以区分，重要设备参数可在图元上方得到展示，显得比较醒目。网管界面简洁、清晰，设备告警时以醒目的图元颜色高亮、闪烁，同时提供声音告警，通过声光告警能快速定位故障设备，提示值班员快速响应。同时也可以通过对某些设备进行功能和宏的定制实现右键的直接操作。

（3）事件表。事件可以分为数据事件、监控操作和系统操作。数据事件中，若设备数据有更新变化、设备告警以列表形式展示，按照告警事件重要性通过颜色、图标分别显示，可按照时间、设备、事件严重级别、事件内容等方式整理数据。

（4）属性表。属性表位于界面的右下角，通过选择设备图元，即刻展示所有该设备参数的实时数据。告警时以不同颜色予以区别显示。某些参数可以双击进行数据的设置。

日志管理功能网管提供三种类型日志：

（1）数据日志。设备所有参数变化，均按照变化幅度设置记录于日志，从日志中提取需要的数据打印报表、绘制出曲线图。

（2）操作日志。网管系统进行的任何操作均实时记录。包括被操作设备名称、操作的功能和操作的时间。

（3）事件日志。在系统运行期间，记录浏览器、配置器连接和退出服务器的具体时间，各用户登录客户端和浏览器的时间等。

网管数据备份与恢复功能。网管系统提供完整的数据备份与恢复工具，可以由用户在认为系统运行库的数据稳定可靠的时候进行备份，并在适当时候使用该工具进行恢复。

网管系统安全。由于网络管理系统是地球站播出系统一个重要的技术环节，其安全性至关重要。通过用户权限管理和严密的访问控制功能，保证系统的安全可靠。

网管用户管理。系统中所有操作均有访问控制限制，系统管理员会为不同的操作员分配不同的权限，普通操作员只能看到并进行其职权范围内的操作。同时，操作员的每一个动作都有操作日志记录，进一步确定网管操作人员的责任。

7　网管硬件运行情况

由于系统涉及到设备较多，网络结构较为复杂，需要全系统协调运行，可靠性要求较高。对调制器、上变频器、高功放、天线控制器、UPS设备信号采集使用的硬件部分（传感器、PLC、串口服务器、网管服务器等）连续稳定运行，从目前情况看，网络硬件系统总体运行情况良好，满足系统稳定性和可靠性的要求。

8　网管软件运行情况

我站所有纳入网管系统管理的设备，经过长时间的连续运行，发现系统中存在一些问题，其中调制器数据采集有时会出现解析错误，调制器开关解析错误较多，这是软件软件系统运行过程中发现的一些不足，这些问题正在妥善解决，会在较短的时间内对软件代码修改，优化程序配置，借鉴这些经验教训，以利于不断完善系统，使之达到更高的可靠性。

审稿人：徐振媛内蒙古广播电影电视科研所正高级工程师

责任编辑：王学敏

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