民航卫星设备集中监控实现方案

张峰俊

（东北空管局通信网络中心网络运行部，沈阳 110043）

1 引言

卫星通信是民航空管系统“两地一空”概念中不可或缺的重要组成部分，作为转报、甚高频、雷达信号和管制热线电话等空管关键业务传输的备份手段，是我们设备维护部门日常工作中重点维护的设备。目前民航东北空管局沈阳站点在用的有两套卫星传输设备，一套是1990年建设的美国修斯公司的C波段卫星通信系统，另一套是2006年建设的加拿大Polar Sat公司的Ku波段卫星通信系统。这两套设备都有室内设备和室外设备，而且室内设备又分为不同的机箱，要同时监控这些设备，不仅需要铺设多条线缆，还需要布置多台监控终端，给我们平时的维护和排故工作带来了极大的不便。现在，采用MOXA公司的串口联网服务器NPORT可以很好的解决这一问题。

2 串口服务器的工作原理

串口服务器NPORT简单的说就是一种网络通讯接口转换设备，它能够将我们常见的RS-232、RS-485、RS-422串口转换成TCP/IP网络接口，实现RS-232、RS-485、RS-422串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输。使得常规的串口设备能够立即具备TCP/IP网络接口功能，从而达到连接网络进行数据通信的目的。串口服务器NPORT使得基于TCP/IP的串口数据流传输成为了可能，它能将多个串口设备连接并能将串口数据流进行选择和处理，把现有的RS232接口的数据转化成IP端口的数据，然后进行IP化的管理，IP化的数据存取，这样就能将传统的串行数据送上流行的IP通道，而无需过早淘汰原有的设备，从而提高了现有设备的利用率，节约了投资，还可在既有的网络基础上简化布线复杂度。MOXA公司的串口服务器完成的是一个面向连接的RS 232链路和面向无连接以太网之间的通信数据的存储控制，系统对各种数据进行处理，处理来自串口设备的串口数据流，并进行格式转换，使之成为可以在以太网中传播的数据帧；对来自以太网的数据帧进行判断，并转换成串行数据送达响应的串口设备。

图1是通过wireshark抓包工具抓到的串口服务器与监控终端通信的过程：可以看到串口服务器（IP地址是192.168.127.254）与监控终端（IP地址是192.168.127.11）是通过TCP协议建立连接的，在进行数据通信时，串口服务器16个串口的端口号是950-965，与监控终端虚拟出来的串口端口号1079-1094建立一对一的对应关系，也就是说串口服务器上的每个串口独立的与监控终端建立一条“数据通信隧道”，这样就可以实现在一台监控终端上同时监控多个卫星设备的功能。

图1 串口服务器与监控终端通信数据包

3 设备连接拓扑图

在采用串口服务器之前，卫星系统ODU的配置都是在室外通过笔记本连接设备的串口进行操作的，遇特殊天气（如雨雪天气），操作很不方便；另外不能实时监控到设备的运行参数和状态；室内KU系统5个机箱的配置是需要通过人工插拔线缆的方式来切换的，对于设备维护也十分不方便。图2是采用串口服务器之后设备的连接情况：室外的四台ODU和室内的5个KU机箱分别连接到串口服务器NPORT5610的不同串口上，通过一根网线连接到一台PC机上，这样就可以在一台监控终端上同时配置和监控所有的卫星设备，极大地提高了设备维护的效率。

图2 卫星设备监控拓扑图

4 串口服务器的配置

将串口服务器的网口与监控终端的网口通过网线互联，串口服务器的网口默认的IP地址是192.168.127.254，因此监控终端的IP地址也需要配置在相同的网段。安装好NPort Windows Driver Manager，打开软件并选择COM Mapping搜索端口的映射关系，点击“应用”，此时在监控终端的设备管理器中也可以看见端口映射关系的结果，显示如图3所示。

图3 串口服务器端口映射关系

在IE浏览器中输入串口服务器的IP地址，就可以访问并配置串口服务器的各种参数：

4.1 Basic Setting

图4显示了基本设置的配置界面。这里主要设置设备名称，时区和本地时间等。如果提供统一时间的服务器，需要在Time server中添加服务器的IP地址，用于时间同步。这里选择默认参数即可。

图4 Basic Setting配置界面

4.2 Network Settings

图5显示了网络设置的配置界面。这里主要设置IP地址，掩码，网关等信息，可以通过IP的方式与其他设备通信。如果有网管软件，还需要设置SNMP信息，将此设备加入到网管当中。这里选择默认参数即可。

图5 Network Setting配置界面

4.3 Serial Settings

图6 Serial Settings配置界面

图6显示的是串口配置界面。这里可以配置端口的名称，速率，数据位，停止位，校验位和流控。主要用于本设备和其它串口设备之间的数据通信。以KU卫星室外单元ODU为例，名称为KU-ODU，通信参数为速率9，600，数据位8位，停止位1位，校验位“无”，流控“无”。

4.4 Operating Settings

图7显示的是操作模式的配置界面。这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。每一种模式的配置界面不同，需要配置的参数也不同。这里我们用到的是Real COM Model模式，选择默认参数配置即可。配置完串口服务器后，如果有设备自带的监控软件可以在监控终端上安装并配置；如果没有，也可以使用Secure CRT等第三方的软件实现监控功能。民航东北空管局沈阳站点卫星设备集中监控实施方案最终的显示效果如图8所示：

图7 Operating Settings配置界面

图8 卫星设备集中监控实施最终效果

5 结束语

将多台卫星设备连接到串口服务器上，实现了一台监控终端上同时监控多个卫星设备的功能，同时避免了复杂天气情况下室外工作的频次，极大的降低了维护成本和维护的难度，很好地解决了卫星设备维护人员平时设备巡视和监控中的不便。