RU告警信息同步過(guò)程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

岳長(zhǎng)江，趙 霞（同濟(jì)大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院，上海 201804）

RU告警信息同步過(guò)程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

岳長(zhǎng)江，趙 霞
（同濟(jì)大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院，上海 201804）

基于循環(huán)上報(bào)和主動(dòng)查詢相結(jié)合的機(jī)制，設(shè)計(jì)了數(shù)字光纖直放站中RU的告警信息同步機(jī)制及具體方案，并且搭載嵌入式VxWorks操作系統(tǒng)，給出了具體的代碼實(shí)現(xiàn)。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)功能完善，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，大大提高了數(shù)字光纖直放站的可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)也非常利于對(duì)設(shè)備的維護(hù)。

數(shù)字光纖直放站；VxWorks操作系統(tǒng)；循環(huán)上報(bào)；告警信息同步

0 引言

鐵道通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)字光纖直放站是一種分布于鐵道沿線為鐵路系統(tǒng)內(nèi)部的通信、調(diào)度等工作服務(wù)的無(wú)線信號(hào)中繼設(shè)備，由近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)（Remote Unit，RU）組成［1］。圖1為數(shù)字光纖直放站結(jié)構(gòu)框圖，近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)按照鏈形組網(wǎng)方式進(jìn)行連接。近端機(jī)由兩塊時(shí)間分布控制單元（Time Distributed Master Unit，TDMU）及射頻設(shè)備組成。遠(yuǎn)端機(jī)由兩塊數(shù)字處理板（Digital Processing Board，DPB）和射頻設(shè)備組成，兩塊DPB之間通過(guò)RS232總線通信。遠(yuǎn)端機(jī)的兩塊DPB按照主備用模式工作，主DPB處于工作狀態(tài)，備DPB處于關(guān)閉備份狀態(tài)。在主DPB出現(xiàn)故障時(shí)，主DPB根據(jù)故障類型通過(guò)RS232總線開(kāi)啟備DPB的功能開(kāi)關(guān)或執(zhí)行相應(yīng)配置，完成主備用的功能切換［2-4］。

圖1 數(shù)字光纖直放站結(jié)構(gòu)框圖

RU告警信息的同步有兩層含義：其一，RU與網(wǎng)管中心告警信息的同步；其二，RU兩塊DPB之間告警信息的同步。

實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)RU的兩塊DPB上報(bào)的告警信息不一致時(shí)，導(dǎo)致網(wǎng)管中心對(duì)兩塊DPB的狀況做了錯(cuò)誤的判斷，誤將正常工作的DPB判斷為故障DPB，為維修人員的工作帶來(lái)了麻煩。

針對(duì)RU告警信息的同步問(wèn)題，通過(guò)對(duì)數(shù)字光纖直放站告警管理功能的深入研究，本文提出在RU與網(wǎng)管中心之間以及在RU的兩塊DPB之間分別采用循環(huán)上報(bào)機(jī)制［5-7］和主動(dòng)發(fā)送與查詢相結(jié)合機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方案，同時(shí)搭載嵌入式 VxWorks操作系統(tǒng)，給出了具體的代碼實(shí)現(xiàn)。

1 RU告警信息同步的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 RU告警信息同步的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

圖2為告警信息同步方案邏輯框圖，告警信息同步方案涉及3個(gè)部分：網(wǎng)管中心、告警同步單元和告警處理單元。告警信息同步的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：主DPB告警檢測(cè)模塊檢測(cè)各個(gè)告警的狀態(tài)，檢測(cè)出告警狀態(tài)發(fā)生改變的告警項(xiàng)。告警屏蔽模塊首先根據(jù)告警項(xiàng)之間的優(yōu)先級(jí)關(guān)系對(duì)這些告警項(xiàng)進(jìn)行屏蔽處理，高優(yōu)先級(jí)的告警項(xiàng)優(yōu)先上報(bào)，低優(yōu)先級(jí)的告警項(xiàng)待高優(yōu)先級(jí)的告警項(xiàng)恢復(fù)正常后再進(jìn)行上報(bào)；然后將告警項(xiàng)的告警狀態(tài)上報(bào)給各個(gè)模塊或者單元。一方面，主DPB將告警狀態(tài)上報(bào)給網(wǎng)管中心；另一方面，主DPB將告警狀態(tài)通知主DPB告警處理單元，主DPB告警處理單元收到信息后進(jìn)行應(yīng)急處理。同時(shí)，主DPB將告警狀態(tài)通過(guò)RS232總線告知備DPB，備DPB收到信息后，通過(guò)告警信息解析模塊解析信息。一方面，備DPB將告警狀態(tài)上報(bào)給網(wǎng)管中心；另一方面，備DPB將告警狀態(tài)告知備DPB告警處理單元，備DPB告警處理單元收到信息后進(jìn)行應(yīng)急處理。

圖2 告警信息同步方案邏輯框圖

1.2 備DPB通知模塊與主DPB告警解析模塊的信息交互

圖3為備DPB通知模塊與主DPB告警解析模塊的信息交互示意圖。初始上電時(shí)，首先判斷DPB的工作狀態(tài)。若DPB為主DPB，判斷告警項(xiàng)的告警狀態(tài)，如果告警狀態(tài)發(fā)生改變，將告警狀態(tài)發(fā)送給備DPB的主DPB告警信息解析模塊。若收不到備DPB的告警回復(fù)信息，則下次繼續(xù)發(fā)送；若收到備DPB的告警回復(fù)，停止發(fā)送。初始上電時(shí)，若DPB為備DPB，則向主DPB發(fā)同步信息包，主動(dòng)查詢主DPB共享告警項(xiàng)的告警狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)初始上電時(shí)兩塊DPB告警信息的同步。此后備DPB通過(guò)主DPB告警信息解析模塊解析主DPB傳來(lái)的告警信息，實(shí)現(xiàn)兩塊DPB告警信息的同步。

圖3 備DPB通知模塊與主DPB告警解析模塊的信息交互示意圖

1.3 DPB與網(wǎng)管中心的信息交互

圖4為DPB與網(wǎng)管中心的信息交互示意圖。若DPB告警狀態(tài)發(fā)生改變，則DPB將告警狀態(tài)上報(bào)給網(wǎng)管中心。若DPB規(guī)定時(shí)間內(nèi)收到網(wǎng)管中心的告警響應(yīng)信息，則改變告警項(xiàng)的同步狀態(tài)，停止上報(bào)。若沒(méi)有收到網(wǎng)管中心的告警響應(yīng)消息，則按照告警重發(fā)處理機(jī)制繼續(xù)上報(bào)告警消息。

圖4 DPB與網(wǎng)管中心的信息交互示意圖

告警重發(fā)處理過(guò)程如圖5所示。DPB上報(bào)告警信息后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)如果收到網(wǎng)管中心的告警確認(rèn)，則表明本次告警信息上報(bào)成功，停止上報(bào)；如果沒(méi)有收到網(wǎng)管中心的告警確認(rèn)，則表明本次告警信息上報(bào)失敗，DPB繼續(xù)上報(bào)告警。如果連續(xù)3次告警信息上報(bào)失敗，DPB停止上報(bào)，在間隔一個(gè)規(guī)定的時(shí)間后繼續(xù)上報(bào)告警；如果再連續(xù)3次失敗，則在間隔一個(gè)規(guī)定的時(shí)間后繼續(xù)。如此循環(huán)上報(bào)，直至收到網(wǎng)管中心的告警響應(yīng)［8］。

圖5 DPB告警重發(fā)處理機(jī)制

告警重發(fā)特殊情況處理如下：在循環(huán)上報(bào)告警過(guò)程中產(chǎn)生了新的告警，則新的告警信息與原來(lái)沒(méi)有確認(rèn)的告警信息一起上報(bào)，原來(lái)已確認(rèn)的告警信息不上報(bào)，循環(huán)重新開(kāi)始［9］。

2 RU告警信息同步的軟件實(shí)現(xiàn)

數(shù)字光纖直放站選擇性能穩(wěn)定、功耗低的ARM7微處理器作為主控制器，搭載VxWorks操作系統(tǒng)［10-12］來(lái)完成軟件架構(gòu)的搭建。

雖然告警同步實(shí)現(xiàn)過(guò)程的軟件平臺(tái)已經(jīng)確定，但如何實(shí)現(xiàn)告警項(xiàng)的管理仍然很棘手。對(duì)于每個(gè)告警項(xiàng)而言，告警項(xiàng)的要素很多，要素之間不是簡(jiǎn)單地羅列而是有著某種邏輯關(guān)系。如何實(shí)現(xiàn)告警檢測(cè)時(shí)間的管理，如何實(shí)現(xiàn)循環(huán)上報(bào)中時(shí)間的管理，在上報(bào)過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)新舊告警的邏輯關(guān)系等，這些都是需要考慮的問(wèn)題。

基于以上問(wèn)題，本文采用單個(gè)結(jié)構(gòu)體及結(jié)構(gòu)體數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)告警項(xiàng)各個(gè)要素的管理。告警信息管理結(jié)構(gòu)體和告警上報(bào)控制結(jié)構(gòu)體如下。其中，成員AlmTimersCnt為告警檢測(cè)總時(shí)間計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)了告警項(xiàng)檢測(cè)時(shí)間的管理；告警上報(bào)控制結(jié)構(gòu)體中的成員NextSendTime為告警項(xiàng)下次上報(bào)的時(shí)間，用來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)上報(bào)中時(shí)間的管理；成員AlmRptTryCnt為告警項(xiàng)上報(bào)總次數(shù)，與成員NextSendTime一起來(lái)實(shí)現(xiàn)新舊告警項(xiàng)上報(bào)的邏輯關(guān)系。

告警信息管理結(jié)構(gòu)體組成成員：

告警上報(bào)控制結(jié)構(gòu)體組成成員：

告警信息同步過(guò)程的關(guān)鍵代碼如下。其中，Alm-RaiseCheck函數(shù)為告警檢測(cè)模塊的代碼實(shí)現(xiàn)，Alm-MaskCheck函數(shù)為告警屏蔽模塊的代碼實(shí)現(xiàn)，Alm-RptCheck函數(shù)為網(wǎng)管中心上報(bào)模塊的代碼實(shí)現(xiàn)，Alm-ProRptCheck函數(shù)為告警處理單元通知模塊的代碼實(shí)現(xiàn)，AlarmSync函數(shù)為備DPB告警通知模塊與主DPB告警信息解析模塊信息交互的代碼實(shí)現(xiàn)。

3 告警信息同步實(shí)現(xiàn)過(guò)程的測(cè)試與結(jié)果

測(cè)試平臺(tái)分為硬件平臺(tái)與軟件平臺(tái)。硬件平臺(tái)為PC、調(diào)試串口和數(shù)字光纖直放站；軟件平臺(tái)為串口超級(jí)終端軟件和網(wǎng)管中心的網(wǎng)管軟件。圖6為串口的超級(jí)終端信息打印圖，主DPB檢測(cè)到告警狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，將告警項(xiàng)的狀態(tài)信息按照?qǐng)D中的組包格式發(fā)送給備DPB，主DPB收到告警響應(yīng)消息后停止發(fā)送。圖7為網(wǎng)管中心告警監(jiān)控界面，其中紅色按鈕表示告警項(xiàng)產(chǎn)生告警，綠色按鈕表示告警項(xiàng)告警恢復(fù)。

圖6 串口超級(jí)終端信息打印圖

圖7 網(wǎng)管的告警監(jiān)控界面

告警信息同步過(guò)程的測(cè)試分為三個(gè)層次：告警檢測(cè)的測(cè)試、備DPB通知模塊與主DPB告警解析模塊的信息交互的測(cè)試和DPB與網(wǎng)管中心的信息交互測(cè)試［5-7］。測(cè)試時(shí)，數(shù)字光纖直放站按照?qǐng)D1所示連接方式組網(wǎng)。告警檢測(cè)環(huán)節(jié)主要測(cè)試告警項(xiàng)是否產(chǎn)生誤告警及非法告警，采用參考文獻(xiàn)［6］中遍歷的方法進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有產(chǎn)生誤告警及非法告警。另外兩種測(cè)試采取手動(dòng)制造告警的方式進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)試中以電源1故障告警和輸入電壓過(guò)壓告警為例進(jìn)行說(shuō)明。

首先，手動(dòng)制造電源1故障告警、輸入電壓過(guò)壓告警，主DPB按照?qǐng)D6所示格式組包，串口打印出主備DPB間的信息交互過(guò)程；同時(shí)網(wǎng)管中心收到了兩塊DPB上報(bào)的告警數(shù)據(jù)，電源1故障告警及輸入電壓過(guò)壓告警燈變?yōu)榧t色。然后，手動(dòng)制造電源1故障告警恢復(fù)、輸入電壓過(guò)壓告警恢復(fù)，主DPB按照?qǐng)D6所示格式組包，串口打印出主備DPB間的信息交互過(guò)程，同時(shí)網(wǎng)管中心收到了兩塊DPB上報(bào)的告警恢復(fù)數(shù)據(jù)，電源1故障告警及輸入電壓過(guò)壓告警燈變?yōu)榫G色。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了RU告警信息的同步實(shí)現(xiàn)方案，在射頻設(shè)備或者DPB出現(xiàn)故障時(shí)，該方案既可以及時(shí)將告警狀態(tài)上報(bào)給網(wǎng)管中心，利于設(shè)備的維護(hù)；又可以在維修人員未到達(dá)前，對(duì)相關(guān)硬件進(jìn)行調(diào)整，保證信號(hào)的可靠傳輸。該方案提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與健壯性。通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證了該方案的可行性，可適用于安全性較高的領(lǐng)域。

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3.2 程序代碼［5］

（1）發(fā)射部分主程序

The design and implementation of RU alarm information synchronization process

Yue Changjiang，Zhao Xia
（School of Eletronic and Information Engineering，Tongji University，Shanghai 201804，China）

The paper designs RU alarm information synchronization mechanism and the concrete scheme on the basis of circulation report and the initiative inquiring of combination mechanism，and carrys the embedded VxWorks operating system，giving the specific code implementation.From the test results，the system function is perfect.That is to say it has reached the design target，and greatly increased the reliability and stability of digital optical repeater.At the same time，it is also very conducive to the maintenance of the equipment.

digital optical repeater；VxWorks operating system；circulation report；the alarm information synchronization

TP29

A

1674-7720（2015）20-0083-04

岳長(zhǎng)江，趙霞.RU告警信息同步過(guò)程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（20）：83-86，89.

岳長(zhǎng)江（1990-），通信作者，男，碩士，主要研究方向：自動(dòng)化與通信技術(shù)。E-mail：6618yuechangjiang@#edu.cn。

趙霞（1974-），女，博士，副教授，主要研究方向：控制理論與工程，數(shù)字信號(hào)處理。