Разработка системы управления спутниковых каналов связи для АО "Казтелеком" на базе платформы labview

В одно соединение можно  писать несколько данных , которые  должны быть преобразованы в строковые. В свою очередь на другой машине, которая будет принимать их, следует  в той же последовательности и в том же количестве считывать эти данные, расскриптовывая по тому же алгоритму, какой использовался при передаче.

Запись данных:

 

Рис. 3.6. Ярлык для записи данных.

 

Connection ID- идентификатор  соединения

Connection ID out - идентификатор соединения на выходе

Error in- ошибки соединения  на входе

Error out- ошибки соединения  на выходе

Data in- записываемые строковые  данные

Adress- IP адрес компьютера, на который хотите послать  данные

Port- порт удаленного  компьютера, куда хотите послать данные

 При записи данных следует указывать порт удаленной машины, куда вы хотите записать данные, соответственно приемник должен открыть этот порт на прослушивание, в противном случае сеанса не состоится. Так же, следует указать IP адрес получателя, это делается при помощи ярлычка изображенного на рис.3.10

 

Рис. 3.7 Ярлык для преобразования IP адреса в числовой формат.

Подключив к нему строковый управляемый индикатор, вы можете записать как IP адреса хостов так и групповые и широковещательные адреса.

Пример разных типов IP адресов: host 192.168.0.1(одного компьютера); broadcast 192.168.0.255 (всего сегмента); groupcast 224.224.0.8 (группы компьютеров).

Чтение данных:

 

Рисунок 3.8 Ярлык для  чтения данных.

 

Connection ID - идентификатор  соединения

Connection ID out - идентификатор соединения на выходе

Error in - ошибки соединения  на входе

Error out - ошибки соединения  на выходе

Data out - читаемые строковые данные

Adress - IP адрес компьютера, на который посылает датаграмму

Port - порт компьютера, который посылает датаграмму

Max size - максимальный размер  принимаемой датаграммы

Time out - время по истечение  которого выдается ошибка.

При приеме данных следует  установить timeout который проверяет успели ли данные прочитаться в течение установленного времени. Если данные не смогли прочитаться в данный интервал времени, то генерируется ошибка на error out. В связи с этим, при передачи больших объемов информации, следует указать большее значение timout. На мой взгляд для простенькой программы, это значение можно прировнять к 0.5 секундам.

Максимальный размер получаемого пакета по умолчанию  установлен в 548 байт. Это значение лучше  оставить без изменений, особенно если пакеты будут проходить через маршрутизаторы.

Рисунок 3.9 Передатчик строковых  и численных данных.

 

Рис.3.10 Схема программы  передающей данные в сеть.

 

Рис3.11. Передняя панель программы  принимающей данные из сети.

 

Рисунок 3.12 Схема программы принимающей данные из сети.

 

Схема начинается с открытия UDP соединения, открывая локальный порт > 1024. Далее от первого ярлычкам идет обязательное соединение (с лева на право) по всем остальным, это идентификатор  соединения и стандартный поток ошибок. Доходя до ярлычка записи данных в UDP соединение, требуется на нем ввести обязательные параметры, такие как IP адрес и UDP порт удаленной машины. Без этого передача данных не состоится. Т.к. любое соединение предполагает передачу строковых данных, мы передаем нашу строку не изменяя ее. Далее по схеме идет передача числовых данных. Для осуществления этой передачи, следует конвертировать численные данные в строковые, для этого и происходит конвертация в 16-ти- ричный формат. И закрывается UDP соединение последним ярлычком. Поместив все это в цикл, мы можем в любой момент остановить процесс передачи данных удаленной машине.

При процессе чтения данных из UDP соединения, мы указываем порт откуда происходит процесс чтения данных. По сути схема приемника сильно перекликается со схемой передатчика, с той лишь разницей что, где был процесс записи, мы ставим ярлычок чтения. И указываем timeout.

При работе в локальных  сетях, в несильно загруженных линиях передачи, UDP соединение двух машин  по средством LV можно считать приемлемым. Один из больших плюсов является возможность получать данные, передаваемые одновременно сразу с нескольких машин. Но при всех его удобности в плане простоты реализации остается не решенным вопрос о надежности доставки и времени доставки данных.

3.2 Применение LabView для тестирования сигнализации сети абонентского доступа

 

На основе технологии виртуальных приборов разрабатываются  электронные учебные материалы, научно-методические рекомендации по их использованию в общеобразовательных, профессиональных, средних специальных и высших учебных заведениях, в системе непрерывного и дополнительного образования. Одним из важнейших компонентов разрабатываемых информационных ресурсов являются комплексы лабораторных практикумов по различным дисциплинам, обеспечивающие удаленный доступ и позволяющие проводить лабораторные и практические работы, как с индивидуальных рабочих мест учащихся, так и в локальной или глобальной сети.

На предприятии сосредоточены современные технологические и информационные ресурсы:

• интегрированная высокоскоростная, многоуровневая, многосегментная компьютерная сеть с обеспечением корпоративной сетевой связанности на основе коммутируемых виртуальных Ethernet – сетей;
• многоуровневая, многосегментная сетевая инфраструктура, объединяющая компьютерные классов на базе ЛВС, , обеспечивающая выход в другие, в том числе глобальные, сети;
• системное и прикладное программное обеспечение, включая лицензионные пакеты прикладных программ LabView 7.0, Measurement Studio, TestStand, LabView Toolsets, LabView DSC, LabView RT, MathCad 6.0, Xilinx Fondation Base 4.1.

 

Рис. 3.13 Схема виртуальной  лаборатории

На их основе разработана  виртуальная лаборатория, включающая:

• компьютерный класс ;
• лабораторные стенды с контрольно-измерительной и управляющей аппаратурой, подключенной к компьютерам, выполняющим задачи серверов удаленного доступа;
• сервер-шлюз, обеспечивающий доступ к глобальной компьютерной сети Internet.

В качестве базового инструмента  для разработки информационных ресурсов на основе виртуальных приборов используется среда графического программирования LabVIEW компании National Instruments. Инструментальная среда LabVIEW предназначена для проектирования систем сбора и обработки данных практически любой степени сложности. В нее встроены хорошо развитые средства организации дистанционного доступа к элементам контроля и управления разрабатываемого виртуального прибора. Важно отметить, что лицензионный программный продукт необходим только разработчику программ. Для пользователей достаточно иметь возможность работы на компьютере с типовой операционной системой, например, Windows 95/98/NT/2000, имеющем выход в локальную или глобальную компьютерную сеть. Это способствует массовому использованию информационных ресурсов на основе технологии виртуальных приборов.

Для тестирования сигнализации в сетях абонентского доступа  используется цифровой анализатор Anritsu MD1230A.

Рис. 3.14 Цифровой анализатор Anritsu MD1230A

 

С развитием передачи по сетям IP голоса, видео и данных, тема контроля уровня сервиса и качества работы сети становится особенно актуальной. Для тестирования этих параметров и предназначен MP1230A. Прибор осуществляет тестирование и мониторинг сетей IP. Обладает возможностями по тестированию MPLS и QoS, декодированию и эмуляции протоколов, в том числе IPv6, BGP4 и других. В приборе можно тестировать различные интерфейсы со скоростями передачи от 10 Мбит/с до 10Гбит/с. Любая комбинация из пяти интерфейсных модулей может использоваться в MP1230A. Более того, до 8 анализаторов MP1230A могут быть объединены в цепочку с одним прибором, действующим, как контроллер для остальных. В этом случае количество одновременно тестируемых портов может возрасти до 320 (10/100BASE-TX).

Анализатор имеет мощную систему фильтров и триггеров, которые  могут устанавливаться независимо для каждого порта.

Прибор поддерживает тестирование согласно RFC2544, тестирование параметров QoS, монитора VPN QoS, тестирование работы BGP4. Мониторинг заголовков и APS для SDH. Анализатор имеет богатый  набор функций по автоматическому тестированию с использованием команд GPIB.

Таб. 3.1 Основные особенности Anritsu MD1230A.

 

Таблица 3.2 - Технические характеристики.

 

3.3. Подсистема контроля и диагностики спутниковых каналов связи

 

Как известно, в реальных сетях спутниковой связи достаточно часто возникают различные нештатные ситуации, которые вызывают, как снижение качества передачи, так и потерю связи из-за:

• снижения энергетического потенциала;
• нарушения условий синхронизации на различных уровнях;
• наличия помех различного происхождения;
• деградации или отклонения параметров оборудования ЗС;
• отклонения параметров ретранслятора;
• отказа аппаратуры ЗС и так далее.

Обычно при поиске отказов наибольшее время тратится на выявление тех причин, которые  связаны либо с энергетическими характеристиками образуемых каналов связи, либо с внутрисистемной или межсистемной ЭМС.

Выявление конкретной причины  отказа тех или иных направлений  связи крайне важно, так как для  восстановления канала зачастую приходится пользоваться прямо противоположными управляющими воздействиями, в зависимости от конкретной причины отказа.

Для эффективного установления причины и результата управляющего воздействия необходим довольно большой объем информации, получаемой с территориально разнесенных объектов, что вызывает необходимость контроля спутниковых каналов связи и требует введения в ИСМ подсистемы контроля и диагностики спутниковых каналов связи ПКД СКС.

Основные характеристики такой системы определяются исходя из особенностей развернутых в России систем ССС, характеризующихся такими параметрами, как:

• большое количество станций спутниковой связи — от единиц до
• нескольких сотен в одной сети;
• широкое применение VSAT-технологии с работой ЗС в необслуживаемом режиме;
• сложная электромагнитная обстановка в местах установки ЗС;
• работа ЗС в зонах с неуверенным приемом — на краю зон обслуживания спутником;

• применение различных режимов многостанционного доступа к ретранслятору, в том числе и смешанных: МДЧР, МДВР (TDMA и AA/TDMA — с адаптивным распределением загрузки), и множеством других, менее важных особенностей.

Данные параметры определяют такие характеристики ПКД СКС, как:

• высокое быстродействие в связи с анализом параметров большого
• количества ЗС;
• максимальная автоматизация и применение дистанционного контроля и анализа, позволяющих работать ЗС в необслуживаемом режиме;
• использование гибких методов и алгоритмов обработки сигналов,
• обеспечивающих контроль помеховой обстановки в реальном масштабе времени;
• применение комбинированных методов обработки, позволяющих
• контролировать системы, работающие в различных режимах многостанционного доступа;
• обеспечение высокой аппаратной и программной надежности системы и так далее.

Учитывая отмеченные особенности контроля спутниковых  каналов, а также естественную потребность  в унификации оборудования ПКД СКС для любого ствола РТР, контроль значений параметров РТР должен включать:

• контроль величин, характеризующих РТР как СВЧ многополюсник с разночастотными входами и выходами, в котором происходят усиление и преобразование СВЧ сигналов по стволам;
• контроль показателей каналов передачи, подтверждающих обеспечение контролируемым РТР нормируемых данных всей системы спутниковой связи в целом.

К последней категории  относится и контроль обобщенных параметров прохождения сигналов.

С учетом такого разбиения контроль спутниковых каналов связи должен включать:

1 контроль параметров:

• контроль параметров РТР;
• контроль параметров ЗС;
• контроль параметров радиолиний;

 обнаружение помех  и мешающих сигналов, путем:

• контроля загрузки одного ствола (стволов);
• обнаружения помех на ретрансляторе КА;
• контроля несанкционированного доступа;
• обнаружения помех в местах установки ЗС;
• идентификации помех.

Если контроль параметров не вызывает осложнений принципиального  характера, определение уровня помех, возникающих при одновременной работе всех стволов РТР, предусматривает подачу в контролируемый канал измерительного сигнала и "загрузку" остальных, свободных стволов сигналом, имитирующим реальный. Вопрос выбора параметров, критериев и точности соответствия имитирующих сигналов реальным зависит от: