Шошин_пособие. Е. Л. Шошин аппаратура цифровых радиорелейных станций микрл учебное пособие
 Скачать 1.57 Mb.
|
|
Рис. 2.1. Взаимодействие элементов сети Менеджер сети посылает команды агентам (интеллектуаль- ным контроллерам блоков ТУТС-01 станций) и принимает от них сообщения. Каждый сетевой элемент (станция) имеет индивидуаль- ный идентификатор (номер), интерфейс взаимодействия с менедже- ром сети и пользовательский интерфейс для локального управления станцией. Таким образом, система поддерживает два нижних уровня функциональной архитектуры сети: уровень управления сетевыми элементами и уровень управления сетью. 24 Благодаря двухпортовой реализации агента каждой станции возможно построение сети произвольной топологии (рис. 2.2). При установленных протоколах обмена адресное пространство позволяет включать в систему управления до 254 объектов и передавать до 255 команд и неограниченное количество параметров каждому объекту управления. Менеджер сети может подключаться к любой станции. На рис. 2.3 приведены физические соединения портов для УРС. Рис. 2.2. Организация сети Рис. 2.3. Физические соединения портов при организации сети 25 2.2. Управление элементами сети Функционально СТЭ можно разделить на два уровня: уровень управления элементами сети и уровень управления сетью. С точки зрения СТЭ, элемент сети – станция – имеет следующие объекты управления: 1) блок управления, контроля и сигнализации БУКС-04: - схемы шлейфования и коммутации цифрового потока; - схемы резервирования; - цепи управления питанием ППУ; - цепи аварийной сигнализации; 2) блок мультиплексора цифровых потоков МЦП-02: - схема шлейфования цифрового потока; 3) блок демультиплексора цифровых потоков ДЦП-02: - схема шлейфования цифрового потока; 4) приемопередающее устройство (ППУ1 и ППУ2 независимо): - передатчик; - синтезаторы частот; - пороговые значения аналоговых величин; - эквалайзер; - шлейф СВЧ; - схемы шлейфования и коммутации цифрового потока; 5) выходы дискретных каналов. Также в системе возможен сбор контролируемых данных: - параметры ППУ1 и ППУ2: - параметры БУКС-04; - текущие установки объектов управления (значения порогов, состояние схем коммутации и т.д.); - входы дискретных каналов. Пользователь на локальном уровне имеет полный доступ ко всем объектам управления станцией, за исключением дискретных каналов. Интерфейс пользователя на локальном уровне представля- ет собой: - дисплей с меню, на котором отображаются состояние, ре- жимы и параметры станции; - осведомительные индикаторы «Работа» и «Авария» в блоке БУКС-04, индикаторы работы мультиплексора и демультиплексора, индикаторы передачи данных и получения удаленной команды в блоке ТУТС-01, вспомогательные индикаторы работы служебной связи; 26 - клавиатура, с помощью которой оператор может взаимодей- ствовать с меню на дисплее и подавать управляющие команды. 2.3. Уровень управления сетью Уровень управления сетью РРС МИК-РЛ обеспечивает управление всеми сетевыми элементами. Система управления осно- вана на архитектуре «агент – менеджер» и использует стек протоко- лов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). TCP/IP включает в себя набор протоколов, используемых для связи и мар- шрутизации движения пакетов информации между большим коли- чеством различных компьютеров. Протоколы TCP/IP стандартизи- рованы форматами и контролем проверки правильности при переда- чи данных. TCP/IP обеспечивает базу для организации работы таких технических средств, как электронная почта, передача больших файлов и регистрация удаленного пользователя. Сбор данных и посылка управляющих команд в сети РРС МИК-РЛ происходит следующим образом. Менеджер сети (управ- ляющий компьютер) формирует управляющую последовательность или команду запроса и обращается к агенту (передает ее в канал ТУТС сети). Агент (контроллер ТУТС) принимает и обрабатывает пакет запроса. В случае, если команда адресована именно ему, он передает команду в блок управления, контроля и сигнализации БУКС-04, который выполняет ее и выдает соответствующую (поло- жительную или отрицательную) квитанцию. Блок БУКС-04 имеет связь с ППУ обоих стволов, непрерывно производит сбор информа- ции о состоянии и параметрах ППУ и при соответствующем запросе передает необходимую информацию агенту или исполняет его ко- манды. Взаимодействие агента с блоками МЦП-02 и ДЦП-02 также происходит через БУКС-04. На рис. 2.4 приведен пример реализа- ции архитектуры управления радиолинии ОРС-ПРС-ОРС. Блоки ТУТС-01 всегда включаются в разрыв канала ТУТС для того, чтобы непрерывно анализировать проходящие в обоих на- правлениях пакеты на предмет соответствия их индивидуальным адресам (адрес назначения). Кроме того, при обработке пакетов блок выполняет функцию маршрутизации пакетов, направляя их в порт, соответствующий адресу назначения. Важной функцией СТЭ является процедура маршрутизации, необходимая для определения маршрута пакетов в сети. Процедура позволяет записывать в энергонезависимую память агента таблицу 27 маршрутов. Система позволяет легко изменять и наращивать архи- тектуру сети. Так как при повреждении таблицы нормальное функ- ционирование системы невозможно, то для повышения надежности специальные процедуры защищают таблицу маршрутизации от ве- роятной несанкционированной записи при сбоях в системе. Рис. 2.4. Архитектура системы управления радиолинии ОРС-ПРС-ОРС 2.4. Программа сервисного обслуживания МАСТЕР Система управления сети РРС МИК-РЛ состоит из сетевых агентов, размещаемых на каждой станции и программного обеспе- чения верхнего уровня. На уровне сетевых агентов, размещаемых на каждой станции, решаются задачи как локального управления при помощи подключаемого терминала, так и сетевого управления при помощи менеджера сети – компьютера с установленным программ- ным обеспечением верхнего уровня. Система управления взаимо- действует с сетью радиорелейных линий (РРЛ) посредством соеди- нения ТCP/IP (интерфейс – Ethernet 10Base-T) на основе протокола SNMP. Особенностью аппаратного исполнения агента сети является наличие подсистемы хранения программного обеспечения всех бло- ков, входящих в состав станции. Предусмотрены процедуры обнов- ления программного обеспечения для расширения функциональных возможностей оборудования. Ядром агента является операционная система реального времени (RTOS). Программа сервисного обслуживания МАСТЕР-2.x представ- ляет собой 32-битное приложение, работающее под управлением ОС Microsoft Windows МE/NT/2000/XP. Топология сетей отображается с привязкой к карте местности. Система теленаблюдения за всеми элементами и параметрами сети в режиме реального времени позво- 28 ляет осуществлять непрерывный контроль работоспособности обо- рудования и всей сети. Различные режимы работы станций, а также информация об авариях и неисправностях отображаются в главном окне программы. В ПСО МАСТЕР-2.x реализована возможность удаленного конфигурирования рабочих параметров всех устройств, входящих в состав РРС. Из центра управления осуществляется необходимая оперативная поддержка по обслуживанию сети при ее эксплуатации, вносятся своевременные коррективы в работу устройств. Обновляе- мая библиотека описаний блоков позволяет изменять методы накоп- ления и анализа данных, а также способы управления устройствами, что практически исключает зависимость работы программы от имеющегося в наличии оборудования. В ПСО МАСТЕР-2.x имеются средства накопления и анализа телеметрических параметров, полученных от объектов РРЛ. База данных системы управления, использующаяся в приложении, может быть очищена выборочно или полностью, преобразована в архив для хранения либо восстановлена из архива для дальнейшего про- смотра. Можно также осуществить экспорт данных в программу MS Excel для более детального изучения имеющейся информации. Про- токолирование событий и действий оператора позволяет проводить эффективный анализ причин сбоев и неисправностей в сети РРЛ. Возможно создание нескольких центров управления сетью, благодаря чему нагрузка на канал распределяется более равномерно. При необ- ходимости реализуется резервирование управления. Система управ- ления, использующая ПСО МАСТЕР-2.x, защищена от несанкциони- рованного доступа. Используемый механизм предоставления приви- легий позволяет вводить несколько уровней взаимодействия с сис- темой, ограничивая или расширяя возможности операторов. Команды меню программы МАСТЕР-2.x Меню Файл Файл/Расположение станций/Создать позволяет очистить служебную информацию и карту в главном окне программы. Файл/Расположение станций/Записать открывает диалог выбора файла, в котором будет сохранено текущее расположение станций и управляющего компьютера, их адреса, названия и связи друг с другом. 29 Файл/Расположение станций/Считать открывает диалог выбора файла, в котором хранится информация о сохраненном рас- положении станций и управляющего компьютера, их адреса, назва- ния и связи друг с другом. Файл/Настройки открывает диалоговое окно для настройки следующих рабочих параметров программы: путь к базе данных, паро- ли администратора и оператора, время автосохранения карты станций, режим перемещения пиктограмм станций, путь к файлу с изображени- ем карты в формате BMP или JPEG, интервал опроса дискретных кана- лов, интервал следования телеметрических команд, задержка перед отсылкой очередной команды, время ожидания ответа на управляющие команды, число повторных попыток приема/отсылки данных, опраши- ваемые параметры станции и их контроль. Файл/Выход осуществляет выход из программы. Меню Видуправляет видимостью панелей инструментов, распо- ложенных в верхней части программы рядом с панелью главного ме- ню. Структура панелей инструментов сходна со структурой меню. Меню Станцияпозволяет управлять положением и состояни- ем станций, а также задавать рабочие параметры станции. Станция/Добавить добавляет на карту новую станцию и от- крывает диалог настройки адреса, заголовка и метода выравнивания заголовка. Станция/Удалить удаляет с карты станцию и уничтожает все существующие связи с другими станциями. Станция/Параметры открывает окно просмотра рабочих па- раметров станции, при этом параметры станции, не выходящие за пределы значений, установленных в окне установки пороговых зна- чений параметров станции, отображаются черным цветом, парамет- ры, выходящие за пределы установленных значений, отображаются красным цветом. Станция/Настроить пороги открывает диалог настройки по- роговых значений рабочих параметров и последующей их отсылки на удаленную станцию Станция/Имя и адрес открывает диалог настройки служеб- ной информации о станции, ее названия и метода выравнивания за- головка на карте. Станция/Управление дискретными каналами позволяет осуществить контроль и установку статусов дискретных каналов. 30 Станция/Управление дополнительными каналами позво- ляет осуществить контроль и установку параметров устройств, ис- пользующих дополнительные каналы. Меню Управлениереализует функции для управления и кон- троля всей сети РРЛ. Управление/Запуск осуществляет запуск процесса опроса станций, при котором происходит последовательная отсылка теле- метрических команд управляемым станциям с последующим полу- чением от них запрошенных данных. Управление/Маршрутизация осуществляет рассылку таб- лиц маршрутизации блокам ТУТС на основе схемы соединений станций между собой и их адресов. Управление/Режим просмотра предотвращает нежелатель- ные изменения коммуникационных параметров управляемых стан- ций, а также расположения станций на карте. Управление/Командный центр позволяет управлять устрой- ствами станций и режимами их работы при помощи компьютера. Меню Данные реализует функции для управления и просмот- ра данных, сформированных в процессе работы программы. Данные/Архивирование данных формирует архив в форма- те «ZIP» с данными журнала событий, историей изменения пара- метров станций, файлом настроек «MACTEP.INI» и файлами распо- ложения станций «MAP». Данные/Работа с архивами выполняет компрессию базы данных и создает архив, в котором сохраняется протокол работы с программой, история изменения значений параметров станций, кар- та расположения объектов, а также файл настроек. Данные/Журнал событий отображает время и дату возник- новения, место возникновения и описание событий, занесенных в базу данных. Данные/Протокол сообщений программы отображает ин- формацию, относящуюся к тревогам дискретных каналов и авариям. Данные/История изменения аналоговых и дискретных параметров позволяет просматривать сохраненную на жестком диске информацию рабочих параметров станции с целью после- дующего анализа. Команда Справка отображает информацию о программе и ее разработчиках. 31 Система контекстно-зависимых меню программы МАСТЕР- 2.x разработана для облегчения доступа к некоторым функциям про- граммы и включает в себя: - Меню станции, которое реализует следующие функции: удаляет выделенную станцию с карты, назначает уникальные имя и адрес станции в сети, открывает окно просмотра параметров стан- ции, открывает диалог настройки пороговых значений станции, от- крывает диалог «командный центр», инициирует процедуру созда- ния связи с другой станцией посредством радиоканала, инициирует процедуру создания связи с другой станцией (или компьютером) посредством коммуникационного порта (А/Б), открывает диалог управления дискретными каналами. - Меню окна рабочих параметров станции реализует сле- дующие функции: формирует группу запросов к станции с целью получения параметров, сгруппированных под заголовком «ППУ», формирует группу запросов к станции с целью получения парамет- ров, сгруппированных под заголовком «БУКС», инициирует от- правку группы запросов для получения всех параметров станции, отображаемых в меню окна параметров. - Меню карты, которое осуществляет создание новой станции на карте с неопределенным адресом и именем «Безымянная». 2.5. Функции контроля и управления сетью РРЛ ПСО МАСТЕР-2.x реализует следующие функции контроля и управления сетью РРЛ: 1) создание топологии сети РРЛ; 2) маршрутизация системы ТУТС; 3) контроль и управление устройствами сети; 4) cбор и отображение текущих параметров станций РРЛ; 5) включение шлейфов; 6) контроль и управление внешними устройствами; 7) установка допустимых значений параметров станций; 8) сохранение данных и работа с архивами; 9) ведение журнала параметров станций, событий в сети и действий операторов; 10) разграничение доступа. 32 Создание топологии сети РРС происходит в следующем по- рядке: 1. При помощи контекстно-зависимого меню (вызываемого нажатием правой кнопки мыши в любом месте карты) выбрать функцию «Добавить станцию» при формировании топологии сети РРС, после чего повторить процедуру добавления радиорелейных станций желаемое число раз. 2. При помощи контекстно-зависимого меню (вызываемого нажатием правой кнопки мыши на пиктограмме с изображением компьютера) выбрать и реализовать в открывшемся диалоговом ок- не функцию «Назначить имя» управляющего компьютера. 3. При помощи контекстно-зависимого меню (вызываемого нажатием правой кнопки мыши на пиктограмме с изображением станции) выбрать и реализовать в окне коммуникационных пара- метров станции функцию «Назначить имя и адрес». Адрес станции соответствует уникальному номеру станции в подсети и может при- нимать значения 0-255. 4. Реализовать соединение через последовательный порт управляющего компьютера со станцией, находящейся рядом с ним. Для этого при помощи контекстно-зависимого меню (вызываемого последовательным нажатием правой кнопки мыши на пиктограмме с изображением компьютера и станции) и с учетом физических но- меров коммуникационных портов необходимо выбрать функцию «Связать по порту СОМ1» (или «Связать по порту СОМ1») и функцию «Связать по порту А» (или «Связать по порту B»). 5. Реализовать соединение всех станций, размещенных на карте в соответствии с топологией сети. Создание соединения меж- ду двумя станциями осуществляется подобно соединению компью- тера и станции. В случае, если связь станций будет вестись посред- ством радиоканала, в контекстном меню необходимо выбирать пункт «Связать по радиоканалу». Если связь будет вестись через один из последовательных портов, то необходимо выбирать «Связь по порту А», либо «Связь по порту Б». В зависимости от типа со- единения на карте местности будет изображена соответствующая линия связи (рис. 2.5). 33 Рис. 2.5. Создание соединений между станциями и установка рабочего рисунка карты После создания топологии сети РРС необходимо провести процесс маршрутизации системы ТУТС (рис. 2.6). Операция мар- шрутизации осуществляет рассылку таблиц маршрутизации блокам ТУТС и, как правило, выполняется на начальном этапе эксплуатации системы. Таблицы маршрутизации генерируются программой на ос- нове схемы соединений станций между собой и их адресов. Отсылка таблиц происходит последовательно от одной станции к другой. Ход процесса отсылки таблиц маршрутизации отображается в окне слу- жебных сообщений программы. Процесс передачи таблиц маршрути- зации прерывается нажатием клавиши «ESC». Обработку необходимо запускать при изменении связи станций, удалении или добавлении станций. После проделанной операции можно запускать программу. Начнется процесс сбора телеметрической информации с РРС. 34 Рис. 2.6. Процесс отсылки таблиц маршрутизации Диалог «Командный центр» (Управление/Командный центр) предназначен для управления устройствами станций при помощи ком- пьютера и состоит из таблицы, содержащей параметры и названия станций, а также управляющих кнопок (рис. 2.7). В первой левой колонке таблицы отображены все существующие на карте станции. В остальных колонках – параметры станций, которые можно изме- нять. Для установки параметров необходимо изменить значения в таблице. После этого необходимо нажать кнопку «Установить», в результате чего произойдет отсылка параметров на удаленную стан- цию, о чем будет свидетельствовать индикатор прогресса. По окон- чании отсылки данных произойдет повторный опрос параметров сети РРЛ для визуального контроля произошедших изменений. Для получения параметров удаленной станции предназначена кнопка «Опросить». При этом будет произведен опрос той станции, на ко- торой в данный момент времени установлен курсор. Для опроса всех станций необходимо нажать кнопку «Опросить все». |