论文部分内容阅读
[摘 要]根据Nport串口服务器在实际工作中的应用，详细阐述配置方法及原理。考虑Nport不具备告警功能的缺陷，结合实际业务应用环境，给出四种监控方式和日常巡检方法，提高维护效率和保障安全性。
[关键词]Nport串口服务器 空管 应用 维护 配置
中图分类号：G717 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0382-01
1 概述
NPort串口服務器提供串口转网络功能，实现串口与网络接口的数据双向传输，极大的扩展串口设备的通信距离。
在网络运行部通信机房及用户机房分别放置NPort设备，实现异步信号的传输。现网络运行部NPort串口服务器主要应用于自动转报异步用户的传输，如雷达、气象等；设备集中监控，如KU卫星网监控。新增异步业务时，可直接配置相关业务，无需铺设新线路。通过Web网页进行设备软件配置和数据监控，操作界面简洁明了，极大地提高了设备维护效率，实现了多个串口设备的集中管理。
图1 Nport异步传输拓扑图
2 软件配置
2.1 Basic Settings基础配置和Network Settings网络配置
设备名称和IP配置，规划设备管理IP和VLAN，相同地址段或通过交换网传输的IP可实现一台终端管理多台NPort设备，为设备监控和维护提供了极大便利。
2.2 Serial Settings串口配置：
配置串口名称，便于查询维护；
配置速率等相关参数，一般为9600，N，8，1。
2.3 Operating Settings操作配置：
串口服务器设备的核心功能，本文将根据不同功能的原理和应用进行阐述。
（1）Real Com Mode：真实串口模式
终端多为单个串口，为实现多台串口设备接入终端，可使用真实串口模式，为终端安装虚拟串口，拓展终端串口数量。
现KU卫星及TES室外单元设备的监控即采用这种模式，实现多个卫星节点和设备由一台终端监控。
（2）UDP Mode
UDP模式由Nport持续向相应终端相应端口发送数据，安全性低，但相比TCP更加高效快速。在UDP模式下，该串口数据可以向最多四台设备的不同端口发送数据。
（3）TCP Server/Client Mode
TCP Server：Nport被动等待用户请求建立连接，建立连接后向用户端口发送数据。深圳CDM即采用这种模式。
TCP Client：Nport根据配置的IP和端口主动向用户请求建立连接，建立连接后向相应端口发送数据。Nport可配置多个目标IP地址，最多可与四个用户进行数据传输，实现类似组播功能。新增用户需要与已存在用户接收同一数据时，可直接利用TCP Client模式，配置减少端口的占用。TCP Server/Client与UDP Mode模式类似，但TCP Server/Client Mode需要建立三次握手，四次拆链，安全性更高，可根据用户需求，选择相应模式。
（4）Pair Connection Master/Slave Mode
该模式下，Nport必须成对使用，中间使用网线连接。Master模式配置对端IP和端口，有效拓展了传输距离。自动转报系统中大多数业务均使用这种方式。
（5）Reverse Telnet Mode：反向telnet模式
主要应用于远程监控信号的引接。
3 监控与排故
3.1 监控方式
Nport设备应用于许多重要业务，而其自身没有告警功能，值班员无法第一时间发现故障，为运行维护带来隐患。现根据实际业务应用、故障案例，结合业务应用软件，提供四种日常巡检、监控方式。
（1）将NPort列入监控网络
利用综合业务传输网网管检测Nport是否在线，具有实时声音和图像告警功能，及时发现故障，对Nport进行重启和更换。但无法检测某一端口业务失效，只能检测NPort设备整机掉线故障。
（2）利用转报超级终端流量告警功能
转报根据信道不同时段发报量，设置某时间段内报文数量低于某个数值时，转报前台告警。
（3）利用转报超级终端
设置转报信道配置为：非Modem方式（DCD为1），通过检测DCD高电平实时检测在线情况，可以对某一具体业务进行实时监控。这种方式需要NPort为切换单元DCD针脚提供高电平，配置和线缆制作都有所不同，下面进行详细阐述。
根据针脚定义和信号流向制作线缆：
DMHS切换单元 Nport5610
（RJ45 串口） （RJ45 串口）
2 DTR 1 DSR
3 TXD 5 RXD
4 GND 3 GND
6 RXD 4 TXD
7 DCD 8 DTR
通过判断DTE/DCE设备确定信号走向。DCE设备信号流向与DTE相反，以下均以DTE设备为例进行阐述。
在NPort配置中，使用flow control流控制：DTR/DSR，开通nport端DTR和DSR针脚，使之可以接收或发送数据。两设备DTR与DSR针脚相连，转报切换单元端DTR向NPort串口服务器DSR针发送高电平，DSR接收到高电平后，DTR置为高电平，从而为终端提供DCD信号，实现业务实时监控。
（4）设备LED指示灯
设备前面板具有串口TX/RX指示灯，RJ45接口处具有以太网指示灯，可在维护人员巡检时提供巡检依据。
3.2 故障排查
（1）登录Web网页管理界面
若无法登录，说明Nport设备掉线，可能存在电源掉电或设备故障问题，需重启或更换设备。
（2）利用Web网页管理界面
可以对线路连接情况（line）和数据传输（async）进行监控。
Line：可直观查看对端设备IP，快速查询对端设备。若未显示IP，说明未建立连接，原因可能为端口或相应配置错误，可更换端口或重新刷新配置。端口1已与IP地址为10.35.205.12的设备建立链接。
Async：可通过查看是否有数据变化，判断线路质量，可对传输线路进行排查。
4结语
在空管通信中异步串口服务器的使用，提高了异步串口业务的通信效率，有利于异步串口业务的拓展。其简洁明了的配置及维护界面，为通信维护人员的日常工作提供了极大的便利。本文结合异步串口服务器在民航空管通信中使用的实际情况，总结了配置思路和传输线缆针脚定义，给出了四种对Nport的实时监控和日常巡检方法，提高Nport串口服务器的安全性，使其得以充分应用于自动转报及网络数据传输业务中。提供一定故障排查思路，提高了通信维护人员的工作效率。
参考文献：
[1] NPort 5410用户手册
[关键词]Nport串口服务器 空管 应用 维护 配置
中图分类号：G717 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0382-01
1 概述
NPort串口服務器提供串口转网络功能，实现串口与网络接口的数据双向传输，极大的扩展串口设备的通信距离。
在网络运行部通信机房及用户机房分别放置NPort设备，实现异步信号的传输。现网络运行部NPort串口服务器主要应用于自动转报异步用户的传输，如雷达、气象等；设备集中监控，如KU卫星网监控。新增异步业务时，可直接配置相关业务，无需铺设新线路。通过Web网页进行设备软件配置和数据监控，操作界面简洁明了，极大地提高了设备维护效率，实现了多个串口设备的集中管理。
图1 Nport异步传输拓扑图
2 软件配置
2.1 Basic Settings基础配置和Network Settings网络配置
设备名称和IP配置，规划设备管理IP和VLAN，相同地址段或通过交换网传输的IP可实现一台终端管理多台NPort设备，为设备监控和维护提供了极大便利。
2.2 Serial Settings串口配置：
配置串口名称，便于查询维护；
配置速率等相关参数，一般为9600，N，8，1。
2.3 Operating Settings操作配置：
串口服务器设备的核心功能，本文将根据不同功能的原理和应用进行阐述。
（1）Real Com Mode：真实串口模式
终端多为单个串口，为实现多台串口设备接入终端，可使用真实串口模式，为终端安装虚拟串口，拓展终端串口数量。
现KU卫星及TES室外单元设备的监控即采用这种模式，实现多个卫星节点和设备由一台终端监控。
（2）UDP Mode
UDP模式由Nport持续向相应终端相应端口发送数据，安全性低，但相比TCP更加高效快速。在UDP模式下，该串口数据可以向最多四台设备的不同端口发送数据。
（3）TCP Server/Client Mode
TCP Server：Nport被动等待用户请求建立连接，建立连接后向用户端口发送数据。深圳CDM即采用这种模式。
TCP Client：Nport根据配置的IP和端口主动向用户请求建立连接，建立连接后向相应端口发送数据。Nport可配置多个目标IP地址，最多可与四个用户进行数据传输，实现类似组播功能。新增用户需要与已存在用户接收同一数据时，可直接利用TCP Client模式，配置减少端口的占用。TCP Server/Client与UDP Mode模式类似，但TCP Server/Client Mode需要建立三次握手，四次拆链，安全性更高，可根据用户需求，选择相应模式。
（4）Pair Connection Master/Slave Mode
该模式下，Nport必须成对使用，中间使用网线连接。Master模式配置对端IP和端口，有效拓展了传输距离。自动转报系统中大多数业务均使用这种方式。
（5）Reverse Telnet Mode：反向telnet模式
主要应用于远程监控信号的引接。
3 监控与排故
3.1 监控方式
Nport设备应用于许多重要业务，而其自身没有告警功能，值班员无法第一时间发现故障，为运行维护带来隐患。现根据实际业务应用、故障案例，结合业务应用软件，提供四种日常巡检、监控方式。
（1）将NPort列入监控网络
利用综合业务传输网网管检测Nport是否在线，具有实时声音和图像告警功能，及时发现故障，对Nport进行重启和更换。但无法检测某一端口业务失效，只能检测NPort设备整机掉线故障。
（2）利用转报超级终端流量告警功能
转报根据信道不同时段发报量，设置某时间段内报文数量低于某个数值时，转报前台告警。
（3）利用转报超级终端
设置转报信道配置为：非Modem方式（DCD为1），通过检测DCD高电平实时检测在线情况，可以对某一具体业务进行实时监控。这种方式需要NPort为切换单元DCD针脚提供高电平，配置和线缆制作都有所不同，下面进行详细阐述。
根据针脚定义和信号流向制作线缆：
DMHS切换单元 Nport5610
（RJ45 串口） （RJ45 串口）
2 DTR 1 DSR
3 TXD 5 RXD
4 GND 3 GND
6 RXD 4 TXD
7 DCD 8 DTR
通过判断DTE/DCE设备确定信号走向。DCE设备信号流向与DTE相反，以下均以DTE设备为例进行阐述。
在NPort配置中，使用flow control流控制：DTR/DSR，开通nport端DTR和DSR针脚，使之可以接收或发送数据。两设备DTR与DSR针脚相连，转报切换单元端DTR向NPort串口服务器DSR针发送高电平，DSR接收到高电平后，DTR置为高电平，从而为终端提供DCD信号，实现业务实时监控。
（4）设备LED指示灯
设备前面板具有串口TX/RX指示灯，RJ45接口处具有以太网指示灯，可在维护人员巡检时提供巡检依据。
3.2 故障排查
（1）登录Web网页管理界面
若无法登录，说明Nport设备掉线，可能存在电源掉电或设备故障问题，需重启或更换设备。
（2）利用Web网页管理界面
可以对线路连接情况（line）和数据传输（async）进行监控。
Line：可直观查看对端设备IP，快速查询对端设备。若未显示IP，说明未建立连接，原因可能为端口或相应配置错误，可更换端口或重新刷新配置。端口1已与IP地址为10.35.205.12的设备建立链接。
Async：可通过查看是否有数据变化，判断线路质量，可对传输线路进行排查。
4结语
在空管通信中异步串口服务器的使用，提高了异步串口业务的通信效率，有利于异步串口业务的拓展。其简洁明了的配置及维护界面，为通信维护人员的日常工作提供了极大的便利。本文结合异步串口服务器在民航空管通信中使用的实际情况，总结了配置思路和传输线缆针脚定义，给出了四种对Nport的实时监控和日常巡检方法，提高Nport串口服务器的安全性，使其得以充分应用于自动转报及网络数据传输业务中。提供一定故障排查思路，提高了通信维护人员的工作效率。
参考文献：
[1] NPort 5410用户手册