IP Data Terminal地震數據傳輸終端使用方法和評測

吳叔坤+郭德順+黃文輝

摘 要：隨著科技的發展，地震勘探技術經歷了從單道模擬記錄到多道數字磁帶記錄，從多道的二維、大面積的三維到現在的高密度采集等方法，所有地震勘探儀器也經歷了從模擬光點記錄地震儀器到模擬磁帶記錄地震儀、多道集中式數字地震儀、遙測分布式數字地震儀到現在的網絡化全數字儀器等一連串的改變。本論文主要講解IP Data Terminal地震數據終端的使用方法和評測，從儀器原理、功能特點以及結構來介紹。

關鍵詞：IP Data Terminal；地震數據傳輸終端

1.IP Data Terminal簡介

IP Data Terminal的原理和結構如圖：

如圖1所示，COM1為通信端口，可以用Unix的CU或者是Windows的超級終端等串口工具通過連接COM1口對IP Data Terminal進行管理。COM2連接數據采集器，用來實時接收數據采集器產生的波形數據，并通過CPU進行IP包封裝。網口連接Internet設備，將實時的IP數據流送出去。

如果IP Data Terminal連接有“FLASH/IDE盤”，則數據在對外發送的同時可以本地存儲在FLASH/IDE盤上，存儲的容量視FLASH/IDE盤的容量而定，最高可達40G。遠程用戶可通過Internet連接到IP Data Terminal下載FLASH/IDE盤上存儲的數據并對IP Data Terminal進行參數設置。

2.IP Data Terminal的功能及特點

目前TCP/IP協議的數據壓縮傳輸是目前國際地震學界最新的數據傳輸技術，在數字地震觀測中具有非常廣闊的應用前景。通過Internet或Intranet傳輸準實時地震波形數據，實現臺站與臺網中心之間或臺網與臺網之間數據交換的技術已在發達國家廣泛采用，而在我國尚處于初步應用階段。廣東省地震監測中心技術人員最早于2000年5月開始接觸該項技術，參加了美國專家在中國數字地震臺網（CDSN）的西安臺、北京臺開展的CDSN的實用化工作，并已把該技術移植到國家數字地震臺網的數據服務中。目前，我局技術人員自主開發的IP Data Terminal地震數據傳輸終端已應用在國家數字地震臺網（部分臺）、首都圈防震減災示范區系統工程和廣東局的新豐江、汕頭等臺網中。

基于TCP/IP協議開發的IP Data Terminal地震數據傳輸終端具有以下功能和特點：

功能1、IP Data Terminal具有準實時傳輸功能：IP Data Terminal實現了地震波形數據流在臺網數據處理計算機網絡之間的準實時傳輸，波形數據傳輸滯后約數秒。

功能2、IP Data Terminal具有遠程組網功能：IP Data Terminal利用虛擬專用網（VPN）技術通過內置的軟件模塊可以把隸屬于不同區域臺網的地震臺站的實時數據流按監測要求重新組網，實現臺網之間IP準實時地震波形數據雙向自由交換，加強對邊界地區微震活動的監控，提高微震監控能力。

功能3、IP Data Terminal具有IP壓縮傳輸功能：IP Data Terminal將地震臺站的網口或串口數據流以秒為單位實時打包成IP數據流進行傳輸，節省了傳輸帶寬，實現了中國地震局“十五”計劃提出的“IP到臺站”的要求。

功能4、IP Data Terminal具有遠程登錄、數據下載功能：對于遠程用戶和移動用戶，可通過Internet網絡遠程登錄到IP Data Terminal，只要有足夠授權，就可對IP Data Terminal進行參數修改、軟件升級及IP數據流下載等操作。

功能5、IP Data Terminal具有數據在線保存和斷點續傳功能：IP Data Terminal可在線保存地震波形數據，一旦網絡中斷，可斷點續傳N小時以前的數據，并可根據用戶要求加掛IDE硬盤，用于實時數據的本地存儲。該功能為可選功能，適用于野外流動地震觀測。

功能6、IP Data Terminal具有實現跨平臺數據傳輸功能：目前，IP Data Terminal本身可以運行的操作系統平臺包括FreeBSD、Liunx、Unix等，實現數據接收的操作系統平臺包括FreeBSD、Liunx、Unix、Windows等等。

同時，IP Data Terminal還具備以下特點：

特點1：高效率、低費用：IP Data Terminal采用壓縮傳輸，壓縮率達到4：1，節省了傳輸帶寬，降低了傳輸費用（據測算約可節省60%—70%）。

特點2：安全可靠：IP Data Terminal采用面向連接的TCP/IP協議，該協議具有完善的流量控制和差錯控制，可實現斷點重傳，理論上傳輸不存在誤碼，另外IP Data Terminal傳輸的IP數據流是在加密的“數據隧道”中運行，具有較高的使用安全性。

特點3：廣泛的適應性：IP Data Terminal設備提供2個串口和2個以太網口，能夠與國內外大多數地震數據采集器連接，將多種數據格式的實時地震數據流轉換為IP數據流。另外IP Data Terminal亦可作為路由器用于臺網之間的網絡互聯。

特點4：數據通訊方式多樣化：IP Data Terminal打包的IP數據流可以使用多種手段傳輸到臺網中心，包括專線方式、Internet網絡、CDMA、GPRS、無線電臺超短波傳輸、擴頻微波和衛星通訊等等。

特點5：易用性：操作簡單，維護方便，具有網絡擴展功能。

3.IP Data Terminal的結構：

電源保險管：接1A的保險絲

電源插座：可模塊式接220V交流或12V直流電源

COM1：通訊控制端口。接Modem或對IP Data Terminal進行管理

COM2：通訊端口，接數據采集器

網絡口1：用于連接內網或數據采集器

網絡口2：用于連接外網

同時，IP Data Terminal的技術指標如下：

用戶接口

串口：RS-232，支持異步通信9600bps、19200bps、38400 bps （2個）

網口：Ethernet 10/100Mbps（2個）

工作電壓：交流 220V供電（或可根據用戶要求提供12V直流供電）

功耗：〈 10W

工作溫度：0℃～60℃可用

工作濕度：<90%

外形尺寸：長48cm*寬4.2cm*高20.4cm，1U工業標準、機架安裝

適用采集器類型：EDAS—C24/EDAS—3/DR24/ALTUS TDE系列

4.IP Data Terminal使用連接

IP Data Terminal用于地震臺站到臺網中心間數據傳輸的連接分為三種情況，一種是連接使用專線方式，一種是連接使用衛星傳輸，另一種是連接使用Internet網絡方式。連接結構如圖3、圖4和圖5所示：

如圖所示，數據采集器將地震計輸出的模擬電壓信號經放大采集后通過串口與IP Data Terminal連接，IP Data Terminal將實時地震波形數據以1秒為1個單位進行IP打包封裝；臺網數據處理中心的IP服務器通過適當的傳輸方式（Internet、專線、衛星等）去連接臺站IP Data Terminal指定的TCP端口，數據流就會自臺站流向臺網中心。

5.IP Data Terminal的使用配置

5.1軟件特性

（1）為無人值守、衛星傳輸數字臺站提供簡單完善的實時地震數據傳輸功能。

（2）為數字臺站提供從串口IP或從IPIP等多種方式的實時數據傳輸功能。

配置次設備，使用者應了解有關網絡和TCP/IP相關知識，并對UNIX有一定的基礎。詳情請參閱TCP/IP和UNIX的相關文檔。

5.2簡單需求

IP Data Terminal的配置連接可通過串口交叉線或有網絡的PC。

5.3連接

此設備有兩個串口（速率9600，數據位8，無奇偶校驗位，停止位1，無數據流控）。兩個NIC—Intel 8255x，它對應的系統設備名叫fxp0、fxp1（第一個網卡LAN1有一保留內部IP地址：172.31.255.254/24。連接可以通過windows的超級終端、UNIX的cu等串口工具連接到COM1或通過LAN1利用遠程ssh usrname@172.31.255.254登陸到本終端。系統用戶名為root ，密碼缺省為：root。（對于撥號網絡，由于Modem要占一個串口資源，因此它本身沒有串口終端管理功能，而只能通過SSH來遠程管理）。

5.4配置

由于一般衛星傳輸模式走的是內網，因此配置IP Data Terminal只需配置好IP Data Terminal的內網地址LAN1、網絡路由和sbox-config.xml主配置文件即可。對于不需要配置的，用戶可直接敲回車忽略。而其他接入方式的除了配置上面的主配置文件外，還可能要配置上網連接的接口名和用戶名和密碼等等，在此不再贅述。

6結論

地震是一種破壞力極大的自然災害，不僅給人們帶來財產上的損失，甚至會危害自己及身邊人的生命安全。地震是由于地球在不斷運動和變化，逐漸積累了巨大的能量，在地殼某些脆弱地帶，造成巖層突然發生破裂，或者引發原有斷層的錯動。雖然地震很難做到提前預測，但是在地震產生的過程中，如何及時處理好產生的數據對以后的地震監測工作有著不可忽視的重要性。本文主要介紹IP Data Terminal地震數據傳輸終端，希望對地震工作有所幫助。

參考文獻

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