Система контроля модемов спутниковой связи./

*119525*

В.В.Артюхин, М.Л.Пасечников

Алматинский университет энергетики и связи, г.Алматы

ТОО «2Day Telecom», г.Алматы

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ МОДЕМОВ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

Высокие технические характеристики спутникового сегмента позволяют максимально уменьшить размеры земных станций (терминалов), снизить мощность излучения передающих трактов. Учитывая высокие скорости передачи-приёма, сравнительно низкую стоимость трафика, относительно невысокую стоимость терминалов, малые габариты и вес, возможность подключения периферии с различными интерфейсами, имеется высокий спрос на оборудование. Однако, на сегодняшний день, существующие системы контроля спутникового оборудования представляют собой набор устройств и программного обеспечения, возможности которых ограничиваются одним типом оборудования одного производителя соответственно. При этом весь контроль работы системы выполняет инженер при непосредственной индивидуальной работе с каждым спутниковым модемом в отдельности. Стоимость такой системы контроля достаточно высока, а при большом количестве модемов будет сильно сказываться влияние человеческого фактора. В связи с этим возникает необходимость в разработке инструмента, который бы и объединил все спутниковые модемы различных производителей в одну единую систему, облегчив работу инженера, и снизил вероятность принятия ошибочного решения при сбойной ситуации.

Например, компания Paradise Datacom предлагает метод управления оборудованием с помощью Web-интерфейса. Данный метод удобен для работы инженера, т.к. все параметры и состояние оборудования отображается в режиме реального времени и достаточно наглядно [1]. Однако существенным недостатком такого метода контроля является то, что он реализован на базе языка программирования JavaScrip, и данные с удаленного модема передаются вместе с подгрузкой Java-программы, которую необходимо передавать по техническому каналу связи, что в свою очередь занимает определенную часть полосы частот всей несущей. Из-за используемого языка программирования необходимый объем данных, передаваемый с удаленного модема довольно большой. Следовательно, необходима большая полоса пропускания технического канала, чтобы мониторинг и контроль осуществлялись без задержек и были актуальными. И как следствие это уменьшает пропускную способность рабочего канала.

Компания Datis c оборудованием Comtech предлагает другой метод контроля, который осуществляется по протоколу Telnet. Его преимущество – это маленькая полоса пропускания технического канал управления. А недостатком является, то, что данные о состоянии параметров оборудования не будут передаваться самостоятельно, для этого необходимо опрашивать оборудование, указывая параметр, о котором инженер хочет получить информацию. Сразу становиться ясно, что данный метод совершенно не удобен для мониторинга [2,3].

Учитывая недостатки описанных выше методов контроля, предлагаемых производителями, был сделан вывод о необходимости написания программного продукта, который сочетал бы в себе преимущества каждого из этих методов и не имел их недостатков. Основанием для разработки явилась необходимость решения задачи по мониторингу и контролю параметров спутникового каналообразующего оборудования различных производителей. При разработке программы необходимо было максимально использовать ранее закупленное программное обеспечение. Используемое при разработке программное обеспечение и библиотеки программных кодов должны иметь широкое распространение, быть общедоступными и нормально функционировать под управлением существующей операционной системы.

В задачу разрабатываемой программы должны были входить следующие функции:

- реализация алгоритмов - периодического опроса оборудования по протоколам RS232, RS486 и IP;

- возможность ручного опроса и передачи определенных параметров оборудования по описанным выше протоколам;

- реализация интерфейса взаимодействия инженера и каналообразующего спутникового оборудования.

При этом система должна сохранять работоспособность при возникновении следующих внештатных ситуаций:

- при сбоях в системе электроснабжения аппаратной части, приводящих к перезагрузке ОС;

- при ошибках в работе аппаратных средств (кроме носителей данных и программ, восстановление функции системы возлагается на ОС);

- при ошибках, связанных с программным обеспечением (ОС и драйверы устройств).

Эксплуатация программного продукта проходила на ПЭВМ заказчика. Система рассчитана на эксплуатацию в составе программно–технического комплекса. Была обеспечена соответствующая стандартам хранения носителей и эксплуатации ПЭВМ температура и влажность воздуха. В эксперименте было использовано оборудование компании ParadiseDatacom - спутниковый модем с турбо-кодеком Р300 Turbo и оборудование компании ComtechDatis - модемы CDM-570L. Для обеспечения эффективной и надежной работы программного продукта были соблюдены требования к аппаратному обеспечению соответствующей версии операционной системы.

На рисунке 1 приведена структура системы контроля, отражающая принцип ее работы.

Рисунок 1 – Структура работы системы контроля

Для написания программы был выбран язык программирования Delphi. Написание программы было разделено на 3 этапа. Первый этап – создание графического интерфейса. Второй этап – разработка драйверов для каждого типа модемов и соответственно для каждого типа протоколов. Третий этап сведение воедино графического интерфейса и работы драйверов[4]. Алгоритм работы модулей программы представлен на рисунке 2, а главное окно программы на рисунке 3. Цвета суммарного состояния иконок оборудования в Контроллере и Консоли:

- Major ("красная авария"). Сбой в работе; либо оборудование неработоспособно;

- Prompt ("желтая авария"). Оборудование работоспособно; но либо работает "на пределе" (один из параметров вышел за пределы "допускового контроля"), либо были зафиксированы сбои, внешние по отношению к данному оборудованию (например, AIS на порту);

- Status_Unknown ("синяя авария"). Оборудование не отвечает на запросы Системы; состояние оборудования неизвестно;

- Mask ("маскирование состояния", "траурная рамка"). "Маскирование" позволяет прекратить поток сообщений от устройства; тем самым имеется возможность "не обращать внимания" на (аварийное) состояние заведомо неработающего устройства.

Рисунок 2 - Алгоритм работы модулей программы

$C:\Public\Скриншоты\Main menu.JPG$

Рисунок 3 – Главное окно программы

Для проверки корректности программы выполнения команд инженера была собрана схема, изображенная на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема проверки корректности работы программы

Согласно схеме был проведено несколько экспериментов. Суть экспериментов заключалась в том, что инженер с помощью программы корректировал параметры спутникового канала - тип кодирования, модуляцию, уровень передачи на несущей частоте. В этот момент на анализаторе спектра фиксировались все изменения «несущей». Было проведено 250 подобных экспериментов, во время которых программа без сбоев и негативного влияния на работу персонального компьютера корректно выполняла корректировку параметров спутникового канала. Далее, инженер при помощи программы корректировал параметры пяти и десяти спутниковых модемов различных типов разных производителей, а так же производил эти действия без использования разработанной программы. Для каждого количества модемов (пяти и десяти) эксперимент проводился 180 раз. И такое же количество экспериментов проводилось для измерения времени решения задач инженером без использования разработанной программы [5]. В таблице 1 представлены результаты этих экспериментов.

Данные задачи инженер выполнял в произвольной последовательности. При этом засекалось время решения поставленных инженеру задач для коррекции вводимых изменений, а именно:

- корректировка уровня мощности передачи;

- изменение типа модуляции;

- изменения типа кодирования;

- отключение сигнала на несущей частоте.

Т а б л и ц а 1 – Результаты работы программы.

	Оценка качества работы программы
Метод контроля оборудования	Результат решения поставленной задачи	Максимальное время решения поставленной задачи
С программой (10 модемов) Без программы (10 модемов) С программой (5 модемов) Без программы (5 модемов)	100%	20 секунд
	100%	688 секунд
	100%	15 секунд
	100%	378 секунд

Заключение

По результатам решения поставленная задача была выполнена в 100% случаев и в то же время, разработанная программа позволяет осуществить возможность одновременного контроля нескольких устройств различных производителей спутниковых модемов, при этом время решения задачи уменьшается в 25-30 раз.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Инструкция и описание работы спутникового модема PD25. Интернет-страницакомпании«ParadiseDatacom».http://paradisedata.com/collateral/manuals /QuantumSeriesProtocol.pdf.

2. Инструкция и описание работы спутникового модема CDM570. Интернет-страницакомпании«ComtechEF».http://www.comtechefdata.com/products/modems/pCDM-570.asp.

3. Инструкция и описание работы спутникового модема CDM600. Интернет-страницакомпании«ComtechEF».http://www.comtechefdata.com/products/modems/pCDM-600.asp.

4. Создание драйверов режима ядра в среде Borland Delphi. Интернет-страница форума «RSDN».http://www.rsdn.ru/article/delphi/kmdelphi.xml

5. James O. Westgard, Ph.D. The Comparison of Methods Experiment //NSW. -2010. C.68.