江西衛(wèi)星地球站智能化上行監(jiān)控網(wǎng)管系統(tǒng)簡介和設(shè)計(jì)

□徐 萍

江西衛(wèi)星地球站智能化上行監(jiān)控網(wǎng)管系統(tǒng)簡介和設(shè)計(jì)

□徐 萍

近幾年，為了確保衛(wèi)星廣播電視安全優(yōu)質(zhì)播出，江西衛(wèi)星地球站根據(jù)自身的設(shè)備狀況和所需達(dá)到的網(wǎng)管監(jiān)控效果，建立了江西衛(wèi)星地球站獨(dú)有的上行網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)。通過網(wǎng)管系統(tǒng)，江西衛(wèi)星地球站實(shí)現(xiàn)了對上星鏈路各設(shè)備、機(jī)房環(huán)境、衛(wèi)星頻譜和UPS電源系統(tǒng)等多個(gè)環(huán)節(jié)的智能監(jiān)控。終端顯示的地球站系統(tǒng)框圖界面可直觀地反映系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻譜狀態(tài)、UPS電源的工作狀態(tài)、各個(gè)重要機(jī)房的溫度和濕度，并具備故障實(shí)時(shí)告警、設(shè)備數(shù)據(jù)變化的詳細(xì)日志記錄、數(shù)據(jù)圖形分析、數(shù)據(jù)的查詢和過濾、自動(dòng)抄表和總局平臺(tái)數(shù)據(jù)回傳等多項(xiàng)功能。

網(wǎng)管系統(tǒng)的連接

江西衛(wèi)星地球站網(wǎng)管系統(tǒng)硬件設(shè)備主要包括服務(wù)器、串口服務(wù)器、交換機(jī)、數(shù)字溫濕度傳感器等，均采用MOXA串口服務(wù)器，將網(wǎng)管系統(tǒng)所需監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行連接。

由于江西衛(wèi)星地球站設(shè)備新舊不一、種類繁多，各設(shè)備數(shù)據(jù)輸出接口各式各樣，為方便管理，必須把這些不同輸出接口輸出的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)流，輸出至網(wǎng)管交換機(jī)。交換機(jī)將數(shù)據(jù)輸出給網(wǎng)管PC，完成最后的網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。地球站設(shè)備的數(shù)據(jù)接口主要分為三類。

一、具備RJ45網(wǎng)口通訊接口的設(shè)備。光端機(jī)、編碼器、溫濕度傳感器等設(shè)備的輸出接口為RJ45網(wǎng)口通訊接口，此類設(shè)備可直接通過五類線與網(wǎng)管串口服務(wù)器連接進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

二、具備串口通訊接口的設(shè)備。調(diào)制器、上變頻器、天線控制器、信標(biāo)接收機(jī)等設(shè)備的輸出接口為RS232/422/485串口，它所輸出的數(shù)據(jù)不能直接被網(wǎng)管串口服務(wù)器接受，所以必須通過一個(gè)串口轉(zhuǎn)RJ45的轉(zhuǎn)換頭與網(wǎng)管串口服務(wù)器相連。在外部硬件串口轉(zhuǎn)變的同時(shí)還需要查閱說明書對設(shè)備串口的一些設(shè)置如比特率、起始位、奇偶校正等參數(shù)進(jìn)行修改，使之與服務(wù)器的端口參數(shù)設(shè)置匹配，才能正確讀取設(shè)備的信息。另外，有些設(shè)備不能單純通過菜單界面來進(jìn)行串口的輸出參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)管系統(tǒng)的連接，還需要通過設(shè)置設(shè)備內(nèi)部的選擇開關(guān)（或跳線）來實(shí)現(xiàn)連接。如12米信標(biāo)接收機(jī)通訊接口有RS422和RS232可供選擇，但信標(biāo)接收機(jī)默認(rèn)的通訊接口為RS422，需要改為RS232時(shí)就必須打開接收機(jī)機(jī)箱，通過機(jī)箱內(nèi)部的SW1選開關(guān)手動(dòng)調(diào)整來重新設(shè)置通訊接口。

三、特殊通訊接口的設(shè)備。有一些特殊的設(shè)備與網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接，還得另外購買一些輔助轉(zhuǎn)換設(shè)備。在連接波導(dǎo)同軸倒換開關(guān)S2時(shí)，需要通過一個(gè)智能數(shù)字量采集器C2000與倒換開關(guān)相連，通過采集器采集倒換開關(guān)的工作電壓得到該開關(guān)的工作狀態(tài)，從而順利的與網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。在連接頻譜儀HP8593E時(shí)，由于設(shè)備購買的年代過早，僅有GPIB接口無法實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)管系統(tǒng)的連接。為了解決這個(gè)問題，工程技術(shù)人員與廠家技術(shù)人員共同研究后，購買了一個(gè)GPIB轉(zhuǎn)USB接口，再通過一個(gè)USB轉(zhuǎn)RJ45接口，才使得網(wǎng)管系統(tǒng)順利的讀取了頻譜儀的測量數(shù)據(jù)，解決了頻譜儀與網(wǎng)管的通訊問題。在連接數(shù)字信號源SDI倒換器時(shí)，設(shè)備說明書要求通過一塊網(wǎng)絡(luò)控制卡和一套網(wǎng)關(guān)及專用控制軟件，倒換器才能允許與網(wǎng)管系統(tǒng)連接。實(shí)際上網(wǎng)關(guān)的主要功能是實(shí)現(xiàn)多臺(tái)SDI倒換器的通訊、控制、聯(lián)動(dòng)等多項(xiàng)高級功能，但江西衛(wèi)星地球站僅有一臺(tái)倒換器，網(wǎng)管需要實(shí)現(xiàn)的功能僅為監(jiān)測倒換板的工作狀態(tài)，顯然購買網(wǎng)關(guān)和控制軟件是巨大的浪費(fèi)。江西衛(wèi)星地球站決定只購置網(wǎng)絡(luò)控制卡，自行實(shí)驗(yàn)。在詳細(xì)測量了倒換板的網(wǎng)絡(luò)控制卡所有針腳參數(shù)后，工程技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)通過2、3針腳的電壓變化就能獲取倒換板的工作狀態(tài)，于是增加了一個(gè)采集器，采集2、3針腳的電壓進(jìn)而反饋給網(wǎng)管，順利解決了倒換器和網(wǎng)管的通訊問題，節(jié)約了不少經(jīng)費(fèi)。

系統(tǒng)界面的構(gòu)成

系統(tǒng)界面主要分為系統(tǒng)圖示、頻譜議監(jiān)測和參數(shù)顯示三個(gè)部分。

系統(tǒng)圖示部分。系統(tǒng)部分用簡捷、明了的圖形繪制了江西衛(wèi)星地球站上行各設(shè)備及運(yùn)行參數(shù)，UPS電源工作狀態(tài)，各個(gè)機(jī)房的環(huán)境溫度和濕度等。通過設(shè)備圖形填充的顏色，值機(jī)員可方便、直觀地了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

頻譜議監(jiān)測部分。頻譜顯示區(qū)除了正常顯示轉(zhuǎn)發(fā)器頻譜掃描狀態(tài)，還能隨時(shí)將當(dāng)前頻譜圖形以bmp格式保存到指定的目錄下。為了達(dá)到衛(wèi)星抗干擾的目的，在網(wǎng)管系統(tǒng)讀取頻譜儀測量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，工程技術(shù)人員增加了頻譜抗干擾報(bào)警功能。它的主要設(shè)計(jì)思路是通過頻譜儀測量數(shù)據(jù)的對比來達(dá)到波形出現(xiàn)異常時(shí)的抗干擾報(bào)警功能。

我們知道一幅頻譜圖像實(shí)際上是由400個(gè)測量點(diǎn)構(gòu)成的，在頻譜儀測量參數(shù)（中心頻率、幅度等）不變的情況下，江西衛(wèi)星地球站的下行頻譜監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置為125至185（共 60個(gè)測量點(diǎn)）這個(gè)測量范圍內(nèi)，值機(jī)人員只需要通過對比每次測量時(shí)紅色豎線內(nèi)這60個(gè)點(diǎn)的數(shù)值是否發(fā)生重大變化就可以判斷出下行頻譜是否異常。具體情況是，我們可以預(yù)設(shè)某次測量本站正常的下行頻譜測量數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)值，以后每次的測量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值比較，當(dāng)某次測量結(jié)果的60個(gè)測量點(diǎn)中有超過15%（該數(shù)值可選）的點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)值相比有誤差3dB（該數(shù)值可選）的變化時(shí)，就認(rèn)為該次測量結(jié)果出現(xiàn)異常。當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)三次測量結(jié)果出現(xiàn)異常，就判斷為下行頻譜出現(xiàn)異常，網(wǎng)管系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警音，同時(shí)頻譜曲線的顏色將變?yōu)榧t色。

參數(shù)顯示部分。在該部分，值機(jī)人員可通過點(diǎn)擊網(wǎng)管系統(tǒng)圖中的非灰色設(shè)備查看該設(shè)備的所有設(shè)備參數(shù)，雙擊選項(xiàng)卡可查看更多參數(shù)。

功能界面

設(shè)備日志。在監(jiān)控過程中如果某個(gè)設(shè)備發(fā)生報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出當(dāng)天日志提醒框，里面詳細(xì)描述了報(bào)警的信息。在停止監(jiān)控狀態(tài)下，工作人員可隨時(shí)通過點(diǎn)擊菜單“日志信息”，或使用專用日志查詢工具查看以往的報(bào)警或操作日志。

數(shù)據(jù)查詢。在監(jiān)控過程中，工作人員可隨時(shí)查看當(dāng)天任意設(shè)備的數(shù)據(jù)變化信息；在停止監(jiān)控狀態(tài)下，通過點(diǎn)擊菜單“數(shù)據(jù)信息”或使用專用數(shù)據(jù)查詢工具，查看以往的數(shù)據(jù)信息，里面詳細(xì)描述了數(shù)據(jù)的采集時(shí)間的狀態(tài)變化。

江西省廣播電影電視局）

欄目責(zé)編：肖 月