论文部分内容阅读
摘 要：本文以光纤KVM矩阵技术在分局技术主任席的应用为基础，探索三期空管自动化系统扩建工程项目中，光纤KVM矩阵技术的应用和该系统的构架和设计，并对后期安装和维护工作提出建议。
关键词：技术主任席;光纤KVM矩阵;构架;建议
一、引言
分局管制大厅技术主任席于2016年1月1日正式运行，实现了技术人员在管制一线值守，切实提升了服务质量，提高了响应速度。根据上级要求和相关工作推进精神，为完善技术主任岗位设备配置，提高工作效率，确保空管运行安全。2018年底分局技术保障部对技术主任席进行升级改造。由于技术主任席设置于航管楼四楼管制大厅高台，与气象服务席共用1套操作台，该操作台台面窄，柜体空间小，设备安装及供电条件有限，为满足新增设备需求，直观全面的掌握辖区内所有设备运行状态，解决大量显示终端简单堆砌带来的一系列问题，我部对技术主任席的设备监控台、供配电进行改造，并且将其他18套设备的集中监控采用光纤KVM矩阵传输的方式引接至四楼技术主任席，将来自各处的不同格式的信号源利用信号发送模块，通过光纤统一汇聚到光纤KVM矩阵中，由矩阵进行统一的切换管理，再将信号送至位于各显示系统前端的信号接收模块，再传输至各处的显示系统。通过测试和后续的实践，印证了该技术的可靠性和稳定性。
随着机场三期扩建空管工程建设的正式启动，鉴于项目建设中自动化、集成塔台等系统终端设备数量庞大，塔台环层设备安装面积有限以及设备传输距离较远等多方面因素，传统管制席位设备安装方式无法满足需求的增长，将光纤KVM矩阵技术投用到新项目的建设势不可挡。因此，在三期空管自动化系统扩建工程项目将考虑采取设备下沉，并将在空管小区和塔台小区分别建设1套光纤KVM矩阵系统，以满足新需求，提高设备安全和稳定。本文结合三期空管自动化系统扩建，探讨光纤KVM矩阵系统的构架和设计方案，并对后期安装和维护工作进行分析。
二、光纤KVM矩阵的功能及特点
光纤KVM矩阵在多媒体行业中已广泛应用。利用光纤KVM矩阵，用户可调用不同操作系统、不同分辨率、不同的输入接口信号源的高清画面，在一个或多个显示终端中切换，同时实现信号的长距离传输、控制和共享。能有效解决普遍存在设备繁多、空间不足、不限复杂、维护困难等问题。其主要功能和特点有：
1.光纤KVM矩阵技术解决管制人员和设备有效分离的问题，在远距离人机分离的情况下具有延时小，鼠标键盘操作方便，提供高分辨率可达至4K画质。实现人机分离后，1套鼠标键盘最多可以控制8个显示器;数据、设备得到专业保护。
2.光纤KVM矩阵技术有效解决长距离信号传输问题，在远距离（20KM内）人机分离下，可将视频、音频、USB2.0、串口信号低延时（20ms）传输至席位端。
3.实现人机分离，可以极大的降低设备噪音，节约席位空间。同时良好的环境也将大幅提高管制人员的舒适度和工作效率，同时保障数据安全性。
4.能有效解决工位系统扩容问题。对于系统新增的主机或工作站，只需在机房将链路加入KVM主机，就可在远端（管制大厅或塔台）进行相应的操作，无需占用席位空间。
5.KVM光纤矩阵系统工作稳定，设备及链路抗干扰能力强，能有效避免传统延长的串扰问题，其链路采用热备份设计，在链路设备故障时，系统可通过自动检测和切换，确保关键业务不中断。
6.维护人员可通过KVM矩阵监测软件，实现“第一时间定位故障设备”，有效解决系统设备维护难的问题，提高工作效率。
7.光纤KVM矩阵具有配置灵活的特点，其发送端、接收端采用模块化标准接口结构对各种多媒体资源进行整合，具有灵活的端口数;此外，主机与发送端、接收端间的传输介质可以根据传输距离的需求灵活选择网线、光纤、等介质。
8.通过光纤KVM管理系统，将整个应用环境的坐席分为三级管理权限：运维人员权限，带班主任席，普通管制员席位。有效解决了权限问题、避免重要信息泄露，同时实现分组分权限管理。
三、三期空管自动化系统扩建工程项目中光纤KVM矩阵系统的构架和设计方案
三期空管自动化系统扩建工程主要系统涉及主备自动化系统及其它辅助系统。由于系统繁多，主机分布发散，设备维护复杂，控制桌席位空间有限，控制桌下不易设置系统终端，后期系统扩容困难，因此设备终端安装位置是以就近主服务器安装为原则，各个系统终端分散在各自的机房中，拟建设光纤KVM矩阵系统，将全部终端显示信号和输入输出信号传输到席位显示器、打印机、键盘和鼠标。
本系统由信号发送端、信号接收端、光纤KVM主机、平台监控系统四部分构成。信号发送端、KVM主机和信号接收端设备之间采用单模/多模光纤进行信号传输。信號发送端将标准的视频、USB、串口、音频等信号转换成光信号;信号接收端是将光纤传送过来的光信号转成标准的视频、USB、串口、音频等信号;KVM主机则是对接入的信号进行管理与分发;平台监控系统对光纤KVM系统整体的运行情况进行监视，并提供远程控制KVM主机的功能[1]。以中低空席位光纤KVM系统架构为例，如图1所示：
图1 中低空席位KVM矩阵拓扑
中低空席位采用光纤KVM系统进行人机分离，拟将光纤KVM发送端与主机和相应的系统终端统一放入空管小区设备机房，KVM接收端安装在小区管制大厅。中低空管制席位（含雷达管制、备用管制席、异地备份席、通报协调席、军方协调席、搜寻救援席、低空空域咨询管理席）每两个管制席采用1台独立的32路KVM主机对主备自动化系统、辅助显示系统进行管理。每个席位设计主班席和副班席，主班席采用1台2K显示器与1台1K显示器、副班采用 1台2k显示器分别对自动化系统进行主备切换显示。并将席位的主用自动化系统信号发送端和信号接收端的备用光纤接口通过光纤直连的方式，实现系统的冗余备份。各席位主班席与副班席共用1台辅助信息显示屏幕（显示和操作综合信息处理系统），本项目将辅助系统（含发送到与接收端）分别加入各席位的32路KVM主机中，通过权限分配，实现每个席位对各自辅助系统的管理。 中低空总主任席、主任席、飞行计划席、流控席采用1台独立的32路KVM主机对主备自动化系统进行管理。总主任席设计2台4K显示器对自动化系统进行主备切换显示，主任席设计2台2K显示器对自动化系统进行主备切换显示，飞行计划席设计1台1K显示器对自动化系统进行主备切换显示，流控席设计1台2K显示器对自动化系统进行主备切换显示;并将席位的主用自动化系統信号发送端和接收端的备用光纤接口通过光纤直连的方式，实现系统的冗余备份。 中低空总主任席、主任席、流控席均设计有4台辅助信息显示屏幕（显示和操作综合信息处理系统、流量管理终端、协同决策系统、津贴系统），将主任席及流控席辅助系统（含发送到与接收端）加入1台80路KVM主机中，通过权限分配，实现席位对各自辅助系统的管理。
同样的设计理念，拟将中低空的技术主任席、进近管制席位、运控大厅席位和塔台席位采用KVM系统进行人机分离，拟将光纤KVM发送端与主机和相应的系统终端统一放入空管小区设备机房及塔台设备机房，KVM接收端分别安装在小区管制大厅、运控大厅和塔台。不同的席位采用独立的KVM主机对旗下的系统进行管理，屏幕通过权限分配，实现每个席位对各自系统的管理，同时将席位的主要系统信号发送端和信号接收端的备用光纤接口通过光纤直连的方式，实现系统的冗余备份。
空管小区及塔台小区监控机房设计两台监控终端对整个光纤KVM系统进行监控管理，监控平台可实时反馈光纤KVM系统运行状态。系统采用半冗余设计，当主机发生故障时，系统自动跳转冗余链路，实现备用链路直连，以保障席位上的系统正常运行。
四、以上方案的优点及后期安装和维护重点
不同目前传统的设备布局，以上方案实现了完全人机分离和设备下沉，这将在改善管制人员的工作环境、终端设备的稳定性及寿命、系统集中度和可靠性、设备可维护能力和工作效率的提高等方面均有很大的提升。由于光纤的品质和信号传输质量对系统的稳定工作至关重要，因此在施工难度和工艺要求上将会提高标准[2]。在后期使用过程中，由于设备集成度高，显示屏幕均通过切换进行显示，需要加大管制用户对其的使用熟练度，以免在前期使用过程中，出现由于切换不畅导致的指挥阻碍。同时技术人员应做好KVM矩阵的巡视，以防由于KVM系统故障导致管制席位的瘫痪;相关设备资料和流程标识的完善，以备在设备异常时迅速找到故障点进行排故，提升工作效率。
五、结束语
随着光纤KVM矩阵技术的不断发展和成熟，为空管系统建设提供了新思路，其在空管的应用将越来越广泛，新需求结合新技术的蓬勃发展，必将有效提高空管系统设备保障水平和服务质量。
参考文献：
[1]单章.光纤KVM技术在地铁的应用[J].工程技术研究，2018（02）：99-100.
[2]肖宁.浅析光纤KVM矩阵技术在机坪塔台中的应用[J].民航科技，2019（05）：131-134.
关键词：技术主任席;光纤KVM矩阵;构架;建议
一、引言
分局管制大厅技术主任席于2016年1月1日正式运行，实现了技术人员在管制一线值守，切实提升了服务质量，提高了响应速度。根据上级要求和相关工作推进精神，为完善技术主任岗位设备配置，提高工作效率，确保空管运行安全。2018年底分局技术保障部对技术主任席进行升级改造。由于技术主任席设置于航管楼四楼管制大厅高台，与气象服务席共用1套操作台，该操作台台面窄，柜体空间小，设备安装及供电条件有限，为满足新增设备需求，直观全面的掌握辖区内所有设备运行状态，解决大量显示终端简单堆砌带来的一系列问题，我部对技术主任席的设备监控台、供配电进行改造，并且将其他18套设备的集中监控采用光纤KVM矩阵传输的方式引接至四楼技术主任席，将来自各处的不同格式的信号源利用信号发送模块，通过光纤统一汇聚到光纤KVM矩阵中，由矩阵进行统一的切换管理，再将信号送至位于各显示系统前端的信号接收模块，再传输至各处的显示系统。通过测试和后续的实践，印证了该技术的可靠性和稳定性。
随着机场三期扩建空管工程建设的正式启动，鉴于项目建设中自动化、集成塔台等系统终端设备数量庞大，塔台环层设备安装面积有限以及设备传输距离较远等多方面因素，传统管制席位设备安装方式无法满足需求的增长，将光纤KVM矩阵技术投用到新项目的建设势不可挡。因此，在三期空管自动化系统扩建工程项目将考虑采取设备下沉，并将在空管小区和塔台小区分别建设1套光纤KVM矩阵系统，以满足新需求，提高设备安全和稳定。本文结合三期空管自动化系统扩建，探讨光纤KVM矩阵系统的构架和设计方案，并对后期安装和维护工作进行分析。
二、光纤KVM矩阵的功能及特点
光纤KVM矩阵在多媒体行业中已广泛应用。利用光纤KVM矩阵，用户可调用不同操作系统、不同分辨率、不同的输入接口信号源的高清画面，在一个或多个显示终端中切换，同时实现信号的长距离传输、控制和共享。能有效解决普遍存在设备繁多、空间不足、不限复杂、维护困难等问题。其主要功能和特点有：
1.光纤KVM矩阵技术解决管制人员和设备有效分离的问题，在远距离人机分离的情况下具有延时小，鼠标键盘操作方便，提供高分辨率可达至4K画质。实现人机分离后，1套鼠标键盘最多可以控制8个显示器;数据、设备得到专业保护。
2.光纤KVM矩阵技术有效解决长距离信号传输问题，在远距离（20KM内）人机分离下，可将视频、音频、USB2.0、串口信号低延时（20ms）传输至席位端。
3.实现人机分离，可以极大的降低设备噪音，节约席位空间。同时良好的环境也将大幅提高管制人员的舒适度和工作效率，同时保障数据安全性。
4.能有效解决工位系统扩容问题。对于系统新增的主机或工作站，只需在机房将链路加入KVM主机，就可在远端（管制大厅或塔台）进行相应的操作，无需占用席位空间。
5.KVM光纤矩阵系统工作稳定，设备及链路抗干扰能力强，能有效避免传统延长的串扰问题，其链路采用热备份设计，在链路设备故障时，系统可通过自动检测和切换，确保关键业务不中断。
6.维护人员可通过KVM矩阵监测软件，实现“第一时间定位故障设备”，有效解决系统设备维护难的问题，提高工作效率。
7.光纤KVM矩阵具有配置灵活的特点，其发送端、接收端采用模块化标准接口结构对各种多媒体资源进行整合，具有灵活的端口数;此外，主机与发送端、接收端间的传输介质可以根据传输距离的需求灵活选择网线、光纤、等介质。
8.通过光纤KVM管理系统，将整个应用环境的坐席分为三级管理权限：运维人员权限，带班主任席，普通管制员席位。有效解决了权限问题、避免重要信息泄露，同时实现分组分权限管理。
三、三期空管自动化系统扩建工程项目中光纤KVM矩阵系统的构架和设计方案
三期空管自动化系统扩建工程主要系统涉及主备自动化系统及其它辅助系统。由于系统繁多，主机分布发散，设备维护复杂，控制桌席位空间有限，控制桌下不易设置系统终端，后期系统扩容困难，因此设备终端安装位置是以就近主服务器安装为原则，各个系统终端分散在各自的机房中，拟建设光纤KVM矩阵系统，将全部终端显示信号和输入输出信号传输到席位显示器、打印机、键盘和鼠标。
本系统由信号发送端、信号接收端、光纤KVM主机、平台监控系统四部分构成。信号发送端、KVM主机和信号接收端设备之间采用单模/多模光纤进行信号传输。信號发送端将标准的视频、USB、串口、音频等信号转换成光信号;信号接收端是将光纤传送过来的光信号转成标准的视频、USB、串口、音频等信号;KVM主机则是对接入的信号进行管理与分发;平台监控系统对光纤KVM系统整体的运行情况进行监视，并提供远程控制KVM主机的功能[1]。以中低空席位光纤KVM系统架构为例，如图1所示：
图1 中低空席位KVM矩阵拓扑
中低空席位采用光纤KVM系统进行人机分离，拟将光纤KVM发送端与主机和相应的系统终端统一放入空管小区设备机房，KVM接收端安装在小区管制大厅。中低空管制席位（含雷达管制、备用管制席、异地备份席、通报协调席、军方协调席、搜寻救援席、低空空域咨询管理席）每两个管制席采用1台独立的32路KVM主机对主备自动化系统、辅助显示系统进行管理。每个席位设计主班席和副班席，主班席采用1台2K显示器与1台1K显示器、副班采用 1台2k显示器分别对自动化系统进行主备切换显示。并将席位的主用自动化系统信号发送端和信号接收端的备用光纤接口通过光纤直连的方式，实现系统的冗余备份。各席位主班席与副班席共用1台辅助信息显示屏幕（显示和操作综合信息处理系统），本项目将辅助系统（含发送到与接收端）分别加入各席位的32路KVM主机中，通过权限分配，实现每个席位对各自辅助系统的管理。 中低空总主任席、主任席、飞行计划席、流控席采用1台独立的32路KVM主机对主备自动化系统进行管理。总主任席设计2台4K显示器对自动化系统进行主备切换显示，主任席设计2台2K显示器对自动化系统进行主备切换显示，飞行计划席设计1台1K显示器对自动化系统进行主备切换显示，流控席设计1台2K显示器对自动化系统进行主备切换显示;并将席位的主用自动化系統信号发送端和接收端的备用光纤接口通过光纤直连的方式，实现系统的冗余备份。 中低空总主任席、主任席、流控席均设计有4台辅助信息显示屏幕（显示和操作综合信息处理系统、流量管理终端、协同决策系统、津贴系统），将主任席及流控席辅助系统（含发送到与接收端）加入1台80路KVM主机中，通过权限分配，实现席位对各自辅助系统的管理。
同样的设计理念，拟将中低空的技术主任席、进近管制席位、运控大厅席位和塔台席位采用KVM系统进行人机分离，拟将光纤KVM发送端与主机和相应的系统终端统一放入空管小区设备机房及塔台设备机房，KVM接收端分别安装在小区管制大厅、运控大厅和塔台。不同的席位采用独立的KVM主机对旗下的系统进行管理，屏幕通过权限分配，实现每个席位对各自系统的管理，同时将席位的主要系统信号发送端和信号接收端的备用光纤接口通过光纤直连的方式，实现系统的冗余备份。
空管小区及塔台小区监控机房设计两台监控终端对整个光纤KVM系统进行监控管理，监控平台可实时反馈光纤KVM系统运行状态。系统采用半冗余设计，当主机发生故障时，系统自动跳转冗余链路，实现备用链路直连，以保障席位上的系统正常运行。
四、以上方案的优点及后期安装和维护重点
不同目前传统的设备布局，以上方案实现了完全人机分离和设备下沉，这将在改善管制人员的工作环境、终端设备的稳定性及寿命、系统集中度和可靠性、设备可维护能力和工作效率的提高等方面均有很大的提升。由于光纤的品质和信号传输质量对系统的稳定工作至关重要，因此在施工难度和工艺要求上将会提高标准[2]。在后期使用过程中，由于设备集成度高，显示屏幕均通过切换进行显示，需要加大管制用户对其的使用熟练度，以免在前期使用过程中，出现由于切换不畅导致的指挥阻碍。同时技术人员应做好KVM矩阵的巡视，以防由于KVM系统故障导致管制席位的瘫痪;相关设备资料和流程标识的完善，以备在设备异常时迅速找到故障点进行排故，提升工作效率。
五、结束语
随着光纤KVM矩阵技术的不断发展和成熟，为空管系统建设提供了新思路，其在空管的应用将越来越广泛，新需求结合新技术的蓬勃发展，必将有效提高空管系统设备保障水平和服务质量。
参考文献：
[1]单章.光纤KVM技术在地铁的应用[J].工程技术研究，2018（02）：99-100.
[2]肖宁.浅析光纤KVM矩阵技术在机坪塔台中的应用[J].民航科技，2019（05）：131-134.