基于B/S结构的湛江民航PAE监控组网与搭建

黄冠铰

摘要：随着计算机网络技术的发展，越来越多设备的监控系统开始退出之前的串口监控、C/S结构监控，而采用目前主流的B/S结构监控。此前，湛江民航PAE甚高频系统的监控主要采用串口监控，通过在监控电脑上增加串口卡的形式，收集各个台站的PAE甚高频监控，不利于资源的节约，且扩展性不强。目前，湛江民航PAE系统在更新换代之后，支持TCP/IP监控，同时采用B/S结构，通过合理的IP规划与组网，搭建了一套扩展性强、资源利用率高的监控系统，为实现更好更高效的设备状态监控、远程参数调整发挥着至关重要的作用。

关键词：B/S结构；新PAE系统；IP规划；监控系统；组网；搭建

中图分类号：TP311    文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）27-0067-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 湛江民航PAE监控系统的组网结构

湛江民航PAE监控系统是一个庞大的甚高频监控系统，汇集了多个台站的信号，不仅可以实时监控PAE甚高频设备的工作状态，还可以远程对设备进行维护和参数调整。在硬件设备上，该监控系统由PAE甚高频设备、协议转换器、TDM传输设备、民航通信网IP网设备、VOIP核心交换机、监控服务器、监控终端组成。在软件上，该监控系统基于B/S结构，通过在监控服务器上布置和搭建监控“中心站”，收集了每一台设备的监视和控制信息，监控终端只需通过访问服务器的ip地址，便可实现本地和异地监控。监控系统的拓扑图如图1所示：

2 B/S架构介绍[1]

B/S架构即是Browser/Server架构（浏览器/服务器架构），是在Web技术兴起和不断发展之后，对C/S结构的改进和变化的架构。B/S架构在客户端电脑不需要安装相应的软件，只需通过浏览器访问服务器的相关ip地址，即可实现数据交互。在B/S架构下，服务器端负责主要的信息收集、信息分析、信息处理、信息分发，客户端需要处理的事务相对很少，极大地减轻了客户端的压力，增加了客户端CPU运行的效率。这种架构可称为分布式的工作方式，有效地降低了资源的成本，增强了系统的可拓展性，提高了系统中各个设备的资源利用率。

B/S架构主要是由浏覽器端、服务器端、中间件组成。浏览器端，即是客户端电脑所使用的浏览器，它作为客户端电脑的可视化操作界面，提供了访问服务器端的接口，向服务器端发送相关的请求，然后将服务器端返回的结果进行分析和处理，再显示到客户端电脑的浏览器界面上，有条不紊地实现了与服务器端数据信息的交互。服务器端，是整个B/S架构的核心部分，一般由一台或多台性能强大、处理高效的服务器组成，需要安装数据库（如ORACLE、MySQL数据库等），主要提供数据信息的收集、分析、处理和分发，还可以存储数据，产生各类数据交互日志，相当于整个架构的“司令部”。中间件，是运行在服务器端和浏览器端的“桥梁”，主要是接收浏览器端的数据交互请求并且将其传送给服务器端，再将服务器端处理的结果正确地返送给浏览器端，可以说，中间件解决了数据从哪里来到哪里去的问题，保证了B/S架构中数据正常无误地传递。相比于C/S架构，B/S架构是基于网页的语言，与操作系统无关，具有非常灵活的可扩展性，有“韩信点兵、多多益善”的优势，与日益增多的民航PAE甚高频设备有相似之处，正是民航PAE监控系统所需要的架构。

3 新一代PAE甚高频设备的新功能

PAE甚高频设备是由英国PAE公司生产、型号为T6系列、收发分开的地空通信设备。PAE甚高频设备是地面工作人员与空中机组进行通话的关键设备，保证了地空通信的安全与通畅。如图2所示，为PAE甚高频设备与机组通信的示意图。湛江民航PAE甚高频站点设置在不同的物理位置，旨在实现湛江空域无线电甚高频信号的双重覆盖，形成主备双重冗余的工作模式。湛江民航的PAE甚高频设备经过更新后，发射机和接收机的型号分别变为B6350/IP/NB/50[3]、B6100/IP/NB，相比于之前的设备，新一代设备在DSP模块上增加了VOIP功能[2]。该功能带来两个好处，第一个是该功能基于ED-137协议，将模拟语音信号转换为IP信号进行传送和处理，打破了甚高频电台只能输出模拟话音的传统，大大方便了后续语音交换系统的组网和配置；第二个是该功能也将监控信号加入到IP包里面，从而实现了基于IP的形式甚高频设备监控，不仅提高了信号传输和设备状态监控的效率，而且打开了基于B/S架构来搭建PAE监控网络的“大门”。

4 湛江民航PAE设备IP规划

在搭建湛江民航PAE设备的监控组网之前，需要考虑和规划每一台PAE设备的IP地址，与普通电脑相似，每一台PAE设备可以设置IP地址、子网掩码和默认网关。目前，局方要求采用C类IP地址，由于分配在湛江的IP地址有限，且湛江民航PAE站点较多，所以在进行IP规划的时候要做到综合考虑，具体规划的思路如下：

（1）每一台PAE甚高频设备分配一个C类IP地址，同一个站点所有的PAE甚高频设备在同一个IP段；

（2）规划要基于未来十年发展，每一个站点要有一定数量的IP地址预留，比如ZDQ站点总共有64台设备（即需要64个IP地址），那么需要划分给该站点126个IP地址（25位掩码），多出的IP地址用于预留或给其他相关设备使用；

（3）湛江民航PAE中心控制楼和吴川机场的监控服务器与监控电脑使用同一个IP段，南宁监控电脑使用另一个IP段，且要为IP网与南宁的干线互连另分配一个C类IP段。

5 VOIP核心交换机组网与配置[6]

如图1所示，VOIP核心交换机相当于整个湛江民航PAE监控组网的核心部分，它主要在网络层汇聚物理上不同站点的PAE设备的监控信号到中心控制楼，然后将该信号传送给PAE监控服务器，经过服务器分析和处理之后，基于B/S结构，将监控信息分发给各个监控电脑。VOIP核心交换机还可以将监控指令，准确无误地发送给远端站点的PAE设备，让参数调整和修改变得更灵活更便捷。可以说，VOIP核心交换机是湛江民航PAE监控网络的中心枢纽，将各个设备、监控服务器和监控电脑连接成一张网络。VOIP核心交换机配置的思路如下：

（1）VOIP核心交换机的型号为華为S-5735，是一台功能较为强大的华为三层交换机。

（2）由于每个甚高频站点、监控服务器的ip网段不同，故在VOIP核心交换机上，需要分别为不同的甚高频站点、监控服务器分配不同的VLAN。在VOIP核心交换机上，将互连端口配置为access口，并且绑定相应的VLAN。

（3）为了实现监控服务器与不同甚高频站点的网络互通，且不同甚高频站点之间的网络不能相互访问，需要在VOIP核心交换机上做路由和隔离功能，具体做法是为配置好的每一个VLAN配置IP（与对应甚高频站点同一个IP网段），然后在VOIP核心交换机上将不同甚高频站点对应的互连端口加入同一个隔离组。

（4）每台PAE甚高频电台除了按照IP规划设置IP和子网掩码，还需设置默认网关，默认网关的IP是该甚高频站点对应的VLAN IP。

（5）为了防止网络在异常情况下出现不定性的动荡，需将VOIP核心交换机设置为STP生成树的根节点。

6 PAE监控服务器搭建

PAE监控服务器是湛江民航PAE监控B/S结构中的服务器端（server），采用Fujitsu系列工作站，使用windows server 2012操作系统。搭建PAE监控服务器需要配置数据库、IIS服务、接口程序、协议转换器[4]。

数据库使用MySQL数据库，相当于服务器的记录中心，以表格的形式记录PAE监控服务器的适配数据、日志文件。

IIS服务[5]即Internet Information Service，PAE监控服务器提供的监控信息相当于一个网站，安装了IIS服务，其他监控电脑才能通过浏览器来访问并获取PAE监控信息。PAE监控服务器安装了IIS 8服务，且需包含.NET Framkwork 3.5和.NET Framkwork 4.5，完成IIS 8配置之后，将注册表对应的Web IP地址修改为PAE监控服务器的IP地址。

接口程序是MARC Server Communication Interface，为PAE厂家提供的绿色版软件，用于接收甚高频电台发送的VOIP数据包，经分析和解析之后，提取出电台的状态监控信息，进一步传送给监控客户端使用；同理，监控客户端发送过来的操作信息（如参数调整、BIT测试、远程关机），也是通过该接口程序传送给相应的甚高频电台，从而实现远程控制甚高频电台的功能。

协议转换器安装在远端PAE甚高频站点，主要实现将RS232协议的信号转换成TCP/IP信号。由于上一代PAE甚高频的监控信号为RS232协议且不支持IP功能，故需加装协议转换器进行信号转换。安装正常之后，在PAE监控服务器上运行PortVision软件扫描协议转换器，按照IP规划修改IP地址；使用DriverWizard软件安装协议转换器的驱动；使用ComtrolAppletLoaderx64软件将安装成功的协议转换器再次配置IP地址（与第一次配置的地址相同），即可实现协议转换器与PAE监控服务器的逻辑COM连接。

7 结语

PAE甚高频系统是湛江民航地面指挥中心与空中机组进行通信的关键系统，为了保证信号的双重且全面的覆盖，PAE甚高频系统需安装在多个边远站点，因此，组建一个可靠、扩展性强的监控系统不仅可以高效地完成设备的状态监控和参数调整，而且可以大大地节省了维护成本。目前，湛江民航PAE监控采用了B/S结构，无论在IP规划还是系统配置上，均具有灵活性、可扩展性和稳定性，能更好地保障湛江民航的地空通信畅通、平稳，对湛江民航的发展发挥着重要的作用。

参考文献：

[1] 史亚庆.基于B/S架构的网络学习平台研究与实现[D].西安：西安理工大学，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] 李争.微软互联网信息服务 IIS 最佳实践/微软技术开发者丛书[M].北京：清华大学出版社，2016.

[6] 华为.交换机S5700系列配置手册.2020.

【通联编辑：梁书】