通信對象及網絡監控系統的設計與實現

孟巖 張平

摘要：為滿足提高業務處理自動化能力和提升資源利用效率，降低操作員工作強度的需求，采用面向服務的體系架構，并基于服務化和組件化設計思路，設計了一種多頻段通信對象及網絡監控系統。該系統可實現短波、超短波和衛星等頻段信號監測、屬性分析、通信對象分析及通信網絡分析，形成通信對象和網絡情報信息。實際測試表明，該系統體系架構和功能流程可有效提升多頻段通信對象及網絡監控能力。

關鍵詞：多頻段；通信對象；網絡監控；網絡分析；SOA

中圖分類號：TP271文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2019）02-60-3

0引言

隨著通信技術的迅速發展，短波、超短波、衛星等多手段協同、多平臺互通的組網模式已經顯現，各領域通信的體系化、網絡化日趨成型，對監視系統的要求越來越高，全面、高效、自動化地實現通信對象和網絡監視系統的需求變得極其迫切。目前各種頻段的信號獲取設備種類繁多，各頻段信號監測系統建設中存在單獨立項、集成度低，造成系統資源綜合利用率偏低，急需通過資源綜合利用和處理能力強化來提升系統的監控能力。

通過分布式接入、服務化和可視化處理實現對多頻段通信對象和網絡監控系統的設計[1]，能夠形成監控對象全面、智能化程度高的綜合集成通信信號偵察監控體系，滿足現有多頻段通信對象監控業務需求并適應未來發展需要[2]。

1系統組成

本文提出的多頻段信號網絡監控系統如圖1所示，由信號采集設備、監控處理客戶端、信號監控處理服務端和系統數據庫組成，采用分布式數據總線和服務總線進行數據交互[3]。

（1）信號采集設備

短波信號采集設備由高性能短波信號接收機、高性能工控機、接收機控制、信號數據處理軟件及部署在系統用戶操作計算機上的短波信號采集軟件組件組成，而超短波/衛星信號采集設備由高性能射頻信號接收機、高性能工控機、接收機控制、信號數據處理軟件以及部署在系統用戶操作計算機上的超短波衛星信號采集軟件組件組成。

（2）監控處理客戶端

監控處理客戶端提供顯示和處理軟件，主要包括信號監測控制[4]、信號綜合處理和信號分析整理3部分功能，客戶端是用來提供進行系統監視和干預操作的監視處理的前臺界面。

（3）監控處理服務端

監控處理服務包括信號屬性監控、信號分類統計、通信對象處理及通信網絡處理等服務，服務端是提供給監視處理前臺系統數據的后臺處理服務，能夠對多個通信節點信息、組網特征和通聯關系[5]進行組網分析，給出網絡組成關系和網絡拓撲[6]。

2系統軟件架構

本系統采用SOA面向服務架構[7]，可以根據需求通過網絡對松散耦合的粗粒度應用組件進行分布式部署、組合和使用。軟件架構采用數據層、服務層、業務平臺層和應用層4層結構，通過分層設計分離系統復雜度，減少系統的耦合和依賴，提高內聚性，實現了業務邏輯和應用軟件功能的分離，達到可支持功能柔性組合、業務流程管理和服務統一協調管理的目的。系統軟件結構如圖2所示。

數據層是為全系統提供數據支撐，由支撐各種業務處理的數據庫和文件系統組成。

①服務層由核心服務和功能服務組成，核心服務層主要承載系統的核心業務服務，包括服務管理容器、數據訪問服務、日志服務及數據傳輸服務等通用基礎服務。主要服務由各種可重用的服務組件構成，它們是各種服務的內部實現。服務組件可以基于SOA思想和本體系結構重新開發，也可能是對現有成果（各類模型和基礎設施）進行面向服務的封裝而得到。功能服務主要有信號屬性監控類、信號分類統計類、通信對象處理類及通信網絡活動處理類等功能服務。

②業務平臺層面向各種具體業務流程，提供對各類服務的組合與編排功能，通過通用業務集成管理框架將各類服務進行集成和部署以實現各種典型業務處理功能。主要包括通用信號處理平臺、資源管理控制平臺和通用數據采集平臺。

③應用層是用戶與后臺業務處理應用進行交互以及信息表達的入口，包括客戶端集成框架和客戶端軟件構件組成，在應用集成框架上，以構件或軟件包的形式集成了信號監測、信號綜合處理、信號分析整理等各類構件和軟件包。

3系統流程

系統信息流程分為監測控制、綜合處理和分析整理，如圖3所示。

①監測控制：將訂閱到的信號采集設備的數據進行數據提取，與已知信號屬性進行匹配處理，完成信號屬性監控，可以根據規則進行監控告警，同時記錄監控數據，推送給后續的綜合處理；

②業務處理：將訂閱的監控信號數據進行對象層的信息處理，生成對象編號和活動信息，還可根據對象間的通聯特征進行網絡分析，判斷是否存在已知的通信網絡；

③綜合分析：將處理后的信號、對象和網絡數據從信源、傳輸體制、對象和網絡角度進行調閱、歸納、總結，生成對應的結論信息。

4系統實現

該系統目前已經調試結束并應用，通過測試數據表明，系統能夠同時對短波、超短波和衛星頻段監測的數據進行監視以及異常告警。同時，可進行對象和網絡的信息處理，提高處理的深度和廣度，生成目標級的監視信息。完成對各類對象和網絡數據的整理入庫后，在監測、綜合處理階段的可進行入庫結論數據的調閱，實現信號和對象匹配處理，完成系統數據處理流程的閉環，主要運行界面如圖4、圖5和圖6所示。

5結束語

面對多頻段通信對象和網絡監控系統的處理能力弱、業務需求增長急切的現狀，借鑒新技術，采用面向服務的信息系統架構，設計并實現了一種多頻段通信對象和網絡監控系統，通過對短波、超短波、微波和衛星等多手段通信對象和網絡信息監控、分析、識別和統計，獲得目標和網絡深層次的情報信息。

該系統采用功能組件化、服務化的方法，并考慮開放性、擴展性設計，保證了系統的可生長性，支持系統更新擴展，能夠適應未來業務需求變化。在無線電監測系統以及相關應用的體系架構設計等方面具有重要的參考意義。

參考文獻

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