CMACast衛(wèi)星接收小站故障分析及處理

邱剛++李曉利

摘要 中國氣象局新一代衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)CMACast使用亞洲4號衛(wèi)星的一個(gè)C波段對中國及亞太地區(qū)進(jìn)行氣象資料、衛(wèi)星遙感資料及流媒體視頻的廣播，于2012年1月1日開始業(yè)務(wù)運(yùn)行，該文針對濰坊地市級小站運(yùn)行期間所遇到的故障進(jìn)行分析，并對故障處理方法進(jìn)行說明。

關(guān)鍵詞 CMACast；故障；處理

中圖分類號 P414.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）20-0183-02

中國氣象局新一代衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)CMACast采用DVB-S2衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)，租用亞洲4號衛(wèi)星一個(gè)完整的C波段通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器對中國及亞太地區(qū)進(jìn)行氣象資料、衛(wèi)星遙感資料及流媒體視頻的廣播。CMACast替代中國氣象局原有的PCVSAT、DVB-S、FENGYUNCast 3個(gè)廣播系統(tǒng)，與原DVB-S相比，CMACast的服務(wù)器操作系統(tǒng)由windows改為SuSE Linux，改善了磁盤碎片問題，文件提供方式由用戶通過ftp調(diào)取或網(wǎng)絡(luò)共享改為小站主動(dòng)推送，并大幅度增加了氣象資料廣播的種類、數(shù)量，提高數(shù)據(jù)分發(fā)的時(shí)效性和可靠性[1-2]。本文針對濰坊地市級小站運(yùn)行期間所遇到的故障情況進(jìn)行分析，以期對其他地市及縣級小站維護(hù)有所助益。

1 市級CMACast小站系統(tǒng)構(gòu)成

CMACast地市級小站接收系統(tǒng)配備1套1.8 m C波段單收天線、1臺DVB-S2接收機(jī)、1臺接收服務(wù)器和1臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，其后端應(yīng)用包括流媒體播放、micaps數(shù)據(jù)資料處理、FY2D、FY2E快現(xiàn)資料等，其結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

2 故障分析及處理

2.1 接收機(jī)入鎖，大量文件未完整接收

2.1.1 故障描述。micaps常規(guī)資料不完整，并存在部分時(shí)次資料缺失的情況。查看CMACast系統(tǒng)接收服務(wù)器，監(jiān)控程序顯示有大量未完整接收的文件，未完整接收的文件數(shù)與完整接收的文件數(shù)比值高達(dá)25%，從監(jiān)控界面看接收機(jī)正常入鎖。

2.1.2 故障排查。因監(jiān)控界面顯示接收機(jī)正常入鎖，初步判斷為接收服務(wù)器故障，在重啟服務(wù)器后觀察一段時(shí)間，故障沒有得到解決，隨后重啟接收機(jī)，待接收機(jī)入鎖后，仍然存在大量未完整接收文件。打開接收機(jī)監(jiān)控日志列表查看當(dāng)天的日志，發(fā)現(xiàn)接收機(jī)Eb/NO不穩(wěn)定，存在部分Eb/NO為0的情況。通過接收機(jī)web界面查看信號接收狀態(tài)，可以發(fā)現(xiàn)接收機(jī)Eb/NO值以較快的頻率在0與11.0兩數(shù)值跳變，由此可以判斷雖然監(jiān)控界面顯示接收機(jī)入鎖，但實(shí)際上接收機(jī)的接收質(zhì)量并不穩(wěn)定[3]。將饋線從接收機(jī)拔出，直接接到尋星儀上，發(fā)現(xiàn)尋星儀入鎖，但Q值在0與75%兩值上很快跳變，至此排除了接收機(jī)和接收服務(wù)器故障可能，故障應(yīng)該在衛(wèi)星接收室外天線部分。再對室外天線俯仰角、方位角進(jìn)行多次調(diào)整、更換LNB后發(fā)現(xiàn)，尋星儀Q值始終在跳變。在排除CMACast系統(tǒng)各硬件組成部分故障可能后，故障原因鎖定在電磁環(huán)境干擾上。

2.1.3 故障處理。故障原因鎖定在電磁環(huán)境干擾后，先后邀請了山東省氣象局大探中心和濰坊市無線電管理委員會專家進(jìn)行天線周邊無線電檢測，2個(gè)部門均判斷存在干擾信號，但都沒有找到干擾源。針對電磁環(huán)境干擾，一般有3種解決方法：一是如果場地條件許可，將天線搬移到當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理委員會確認(rèn)的合適放置位置。二是在干擾方向上加裝遮擋物或屏蔽網(wǎng)屏蔽干擾波。由于系統(tǒng)采用的C波段信號波長在71.4～88.2 mm之間，采用金屬網(wǎng)屏蔽干擾波時(shí)，為防止干擾源漏進(jìn)金屬網(wǎng)，網(wǎng)孔孔徑應(yīng)小于最短波長（71.4 mm）的1/4，即小于17.85 mm。三是若檢測顯示干擾為帶外干擾（干擾波頻率不在CMACast系統(tǒng)使用的頻率范圍內(nèi)），可采用加裝濾波器的方式來屏蔽干擾。經(jīng)過比較，我們采用了第1種方法：將天線往北方向平挪5 m左右；由于在檢測時(shí)沒有找到干擾源，考慮到設(shè)計(jì)良好的接地可以在很大程度上抑制系統(tǒng)內(nèi)部噪聲，防止外部干擾的侵入，提高整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力，決定重做系統(tǒng)接地。至此，干擾被排除，在隨后的長時(shí)間運(yùn)行中，未再出現(xiàn)此故障。

2.2 接收機(jī)入鎖，完整接收文件數(shù)量不變，不完整接收文件不斷增多

2.2.1 故障描述。micaps最近時(shí)次無資料，查看CMACast系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收服務(wù)器，監(jiān)控程序顯示完整接收文件數(shù)量不變，不完整接收文件不斷增多[4]。

2.2.2 故障排查。訪問接收機(jī)web界面，查看信號接收狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)信號狀態(tài)正常，說明故障原因應(yīng)該出現(xiàn)在數(shù)據(jù)接收服務(wù)器。仔細(xì)查看接收服務(wù)器監(jiān)控界面，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)資源部分顯示：/dvbs2/sdb1～sdb4的使用比例均大于90%，由此可以判斷為數(shù)據(jù)服務(wù)器的某個(gè)文件系統(tǒng)格式化出現(xiàn)問題。

2.2.3 故障處理。針對文件系統(tǒng)格式化問題，一般重新啟動(dòng)服務(wù)器，CMACast系統(tǒng)的程序都會隨SuSE Linux操作系統(tǒng)一起啟動(dòng)，故障會自動(dòng)排除。除此之外，也可以使用命令格式化出錯(cuò)的文件系統(tǒng)，手動(dòng)排除故障，其操作步驟如下：①先確認(rèn)文件系統(tǒng)真實(shí)情況（在終端窗口中執(zhí)行df-h回車，查看文件系統(tǒng)使用比例）。②檢查接收程序自動(dòng)格式化日志，通過圖形界面到/dvbs2/sdb4/log/other/mediarecv目錄下查看一天的日志，確認(rèn)具體哪個(gè)文件系統(tǒng)格式化故障。如出現(xiàn)提示為“waiting format dev：[/dev/sda7]”，則表明/dvbs2/sdb3格式化有問題。③根據(jù)日志中描述的格式化錯(cuò)誤信息，對對應(yīng)的文件系統(tǒng)進(jìn)行重新格式化。格式化之前，停止小站程序運(yùn)行，并注意搞清/dev/sda*與掛載點(diǎn)/dvbs2/sdb*的對應(yīng)關(guān)系，切記不要輸錯(cuò)（/dev/sda5對應(yīng)/dvbs2/sdb1、/dev/sda6對應(yīng)/dvbs2/sdb2、/dev/sda7對應(yīng)/dvbs2/sdb3），格式化之后重新運(yùn)行小站程序。

格式化有問題的文件系統(tǒng)是/dvbs2/sdb3的情況下，終端窗口具體命令步驟及其含義如下：endprint

cd（返回cmacast目錄）、cd bin（進(jìn)入cmacast目錄下的bin子目錄）、su（切換到root賬戶）、fuser -m /dev/sda7-k（殺死所有占用/dev/sda7設(shè)備的進(jìn)程）、umount /dev/sda7（卸載掛載的/dev/sda7設(shè)備）、mkfs.reiserfs-f-q/dev/sda7（將/dev/sda7格式化成reiserfs的格式）、mount /dev/sda7 /dvbs2/sdb3（掛載/dev/sda7到/dvbs2/sdb3）、chown cmacast：users-R/dvbs2/sdb3（指定/dvbs2/sdb3文件系統(tǒng)的擁有者為cmacast）、exit（退出root賬戶）。

2.3 接收機(jī)入鎖，完整接收文件和不完整接收文件均為零

2.3.1 故障描述。micaps無資料，進(jìn)CMACast系統(tǒng)接收服務(wù)器查看，監(jiān)控程序接收機(jī)正常入鎖，完整接收文件和不完整接收文件均為零，從監(jiān)控界面滾動(dòng)信息條可以看到正在接收視頻UDP數(shù)據(jù)流。

2.3.2 故障排查。因接收機(jī)正常入鎖，可以正確接收視頻數(shù)據(jù)流，可以判定故障應(yīng)該發(fā)生在系統(tǒng)運(yùn)行于衛(wèi)星接收機(jī)后端的設(shè)備或程序。仔細(xì)查看接收服務(wù)器監(jiān)控界面，發(fā)現(xiàn)加密狗位置顯示“接收引擎未就緒”，說明系統(tǒng)加密狗出現(xiàn)故障。打開終端窗口，輸入命令“cd /home/cmacast/dog”進(jìn)入cmacast/dog目錄，執(zhí)行“./usbdog”，打印出rCardNum的信息，查看加密狗的卡號信息（當(dāng)rCardNum為8822****的字符，加密狗正常），如果卡號為0或字母開頭的字符，表示加密狗損壞，需聯(lián)系國家氣象信息中心報(bào)修或更換。

3 結(jié)語

CMACast衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是中國氣象局分發(fā)各類氣象資料最主要的途徑之一，地市級小站接收系統(tǒng)是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是地市級預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中各類原始數(shù)據(jù)的重要來源，除上述3種故障情況外，小站出現(xiàn)故障的原因可能涉及系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，因此應(yīng)做好系統(tǒng)的日常維護(hù)、巡檢工作，并熟悉系統(tǒng)的軟、硬件及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 李莉，李勝利，卜慶雷.市級CMACast系統(tǒng)應(yīng)用的建立與實(shí)現(xiàn)[J].山東氣象，2012，32（130）：55-56.

[2] 鄭繼玲，陳映強(qiáng).影響氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)接收的原因分析[J].計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用技術(shù)，2012，8（21）：5244-5245

[3] 鄭繼玲，陳映強(qiáng)，管習(xí)權(quán).淺談CMACast系統(tǒng)安裝、配置及應(yīng)用的本地化[J].科技風(fēng)，2012，25（6）：74-75

[4] 段明國，白佳蘊(yùn)，李梁才.地市級CMACast衛(wèi)星接收小站的設(shè)備管理與故障處理[J].吉林氣象，2012，19（1）：42-44.endprint