文｜符濤

關(guān)于我國民航空管通信網(wǎng)的可靠性研究

文｜符濤

當(dāng)前的信息技術(shù)發(fā)展非常迅速，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化技術(shù)的快速發(fā)展使得通信網(wǎng)絡(luò)變得越來越普及，按照其使用條件，把通信網(wǎng)可以分成公用通信網(wǎng)和專用通信網(wǎng)，而民航空管通信網(wǎng)則是在小型專網(wǎng)范疇內(nèi)，通常會(huì)按照實(shí)際需要，對(duì)部分通信線路進(jìn)行自行鋪設(shè)，解決主干線路則一般會(huì)利用租用的方法。受到民航空管通信行業(yè)其自身擁有的特性的影響，在通信網(wǎng)可靠性方面的要求比較高，需要增強(qiáng)對(duì)其的研究和重視。

一、民航空管通信網(wǎng)具備的特性

我國的民用航空事業(yè)的發(fā)展時(shí)間還不長，因此在基礎(chǔ)設(shè)施方面的建設(shè)還有著各種缺陷。在發(fā)展初期的時(shí)候，對(duì)于其通信網(wǎng)絡(luò)方面的建設(shè)是利用航空公司內(nèi)部的專用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行，其作用就是進(jìn)行機(jī)密信息的傳送，還有就是對(duì)內(nèi)部的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行管理以及調(diào)度。在我國，公網(wǎng)的發(fā)展比較遲，沒有辦法很好的滿足民航在發(fā)展過程中提出的各種需求，同時(shí)這也是民航進(jìn)行小型專網(wǎng)鋪設(shè)的一個(gè)主要原因。在其建設(shè)處在初步階段的時(shí)候，因?yàn)槭艿街R(shí)水平等各種因素的約束，民航空管在通信準(zhǔn)網(wǎng)帶來的投資效益方面沒有給予足夠的重視，更多的是重視其自主性，期待其社會(huì)效益可以得到提高，所以，其可靠性更多的作用是在社會(huì)效益上得到的體現(xiàn)，而經(jīng)濟(jì)效益則就比較差。從當(dāng)前的實(shí)際情況來看的話，需要提高通信網(wǎng)絡(luò)可靠性，保證通信網(wǎng)絡(luò)可以高效、穩(wěn)定的發(fā)展。

二、影響通信網(wǎng)可靠性的因素分析

通信網(wǎng)絡(luò)的整體性非常強(qiáng)，其有著獨(dú)特的結(jié)構(gòu)還有特征，保證其可靠性也就是說保證網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中用戶可以對(duì)其進(jìn)行正常使用，需要從使用的那些用戶的角度出發(fā)來評(píng)價(jià)通信效果。評(píng)估通信網(wǎng)可靠性主要從三個(gè)方面來完成，也就是對(duì)其生存性、 有效性以及抗毀性進(jìn)行分析，通常情況下，為了讓通信網(wǎng)可靠性得到保證，在建設(shè)通信網(wǎng)的過程中，會(huì)實(shí)施構(gòu)建獨(dú)立和冗余備份系統(tǒng)這樣的方式來保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。但是在進(jìn)行實(shí)際的操作當(dāng)中依然會(huì)出現(xiàn)很多問題，比如系統(tǒng)的評(píng)估、指標(biāo)的選擇等，這些都需要專業(yè)的研究人員解決。

對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性造成影響的因素來自兩方面，也就是外部因素和內(nèi)部因素，外部因素就是說通信網(wǎng)還有各種通信設(shè)備所依賴的那些環(huán)境條件，將其可以細(xì)分為不可控因素還有可控因素，前者指的是對(duì)設(shè)備運(yùn)行造成影響的一些外部事件，比如說自然災(zāi)害、突發(fā)事故等；后者指的是通信網(wǎng)的一些工作條件，比如說防震、防塵、濕度、溫度等；內(nèi)部因素主要指的是設(shè)備的維護(hù)和管理、設(shè)備其自身具備的可靠性、網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等。

三、強(qiáng)化通信網(wǎng)可靠性的措施分析

和常規(guī)的那些通信網(wǎng)進(jìn)行比較的話，民航空管通信網(wǎng)不但具備了尋常的那些通信網(wǎng)性質(zhì)，而且其可靠性也將民航行業(yè)具有的特點(diǎn)體現(xiàn)了出來。在研究通信網(wǎng)可靠性的過程當(dāng)中，很多國外的研究者主要是對(duì)可靠性算法上進(jìn)行了研究，比如說系統(tǒng)可靠性、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、布爾代數(shù)等，國內(nèi)的研究者則主要是對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、總線系統(tǒng)以及通信電源的可靠性進(jìn)行了研究，從目前的情況來看，應(yīng)當(dāng)要從目前民航存在的“兩地一空”形式的空管網(wǎng)絡(luò)為出發(fā)點(diǎn)，然后結(jié)合主備系統(tǒng)來對(duì)其研究分析。

（一） 優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

和那些尋常的通信網(wǎng)進(jìn)行比較的話，空管通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，其可靠性受到了很多因素的影響，所以要想其可靠性得到保證，在設(shè)計(jì)通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候需要對(duì)各種因素進(jìn)行綜合考慮，一是設(shè)備自身擁有的可靠性。一個(gè)完整的通信網(wǎng)絡(luò)是由很多的通信設(shè)備以及其部件還有子系統(tǒng)一起構(gòu)成的，要想讓通信網(wǎng)可靠性得到保證，首先要做的就是要保證每個(gè)部件自身的可靠性，減少在運(yùn)行過程中部件出現(xiàn)故障的幾率。比如，在設(shè)計(jì)通信網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，可以使用MTTF比較小的那類產(chǎn)品，防止各個(gè)部件出現(xiàn)互相串接的情況，如果系統(tǒng)在可靠性方面的要求比較高的話，可以進(jìn)行拼接系統(tǒng)的使用，二是對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和選擇。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具備的合理性是讓空管通信網(wǎng)可靠性得到保證的一個(gè)關(guān)鍵，

通常情況下，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中使用網(wǎng)狀還有環(huán)形結(jié)構(gòu)的效果要比鏈型和樹形的結(jié)構(gòu)好，所以，在設(shè)計(jì)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，需要盡可能的選擇使用網(wǎng)狀還有環(huán)形結(jié)構(gòu)，這樣能夠在一定程度上提高其網(wǎng)絡(luò)的可靠性。但是需要注意的一點(diǎn)就是，選擇拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)需要和實(shí)際情況相符，要對(duì)其經(jīng)濟(jì)性還有實(shí)用性進(jìn)行充分的考慮，從而保證建設(shè)方案的可行性和合理性。如果通信網(wǎng)擁有的規(guī)模比較大，就可以把其分成接入網(wǎng)還有核心網(wǎng)兩部分，網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)可以是相應(yīng)的粉塵接入節(jié)點(diǎn)還有核心節(jié)點(diǎn)。在整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，處在中心地位的是核心網(wǎng)，其承載著非常大的業(yè)務(wù)量，在網(wǎng)絡(luò)可靠性方面有著非常大的影響，所以，可以使用環(huán)形還有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在接入網(wǎng)中則可以使用樹形還有鏈型結(jié)構(gòu)，這樣形成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是復(fù)合型的，在通信網(wǎng)可靠性得到保證過的同時(shí)還可以減少成本造價(jià)以及工程量。三是對(duì)于路由的選擇。網(wǎng)絡(luò)交換的核心就是路由，所以其技術(shù)以及選擇方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的效果也有著非常大的影響，不同的選擇方式會(huì)對(duì)通信網(wǎng)可靠性造成不同的影響。比如，和固定路由以及有極選路路由進(jìn)行比較的話，動(dòng)態(tài)路由和無極選路路由的可靠性會(huì)更高一些。

（二）提高備份系統(tǒng)具備的可靠性

就民航空管通信網(wǎng)來說，評(píng)價(jià)其可靠性的基本思路就是：利用平均修復(fù)MTTR、平均運(yùn)行MTTF、平均故障間隔MTBF對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，其評(píng)估的對(duì)象有軟硬件、附件、通信設(shè)備等，通過備用系統(tǒng)、部分冗余、完全冗余以及非冗余方式，對(duì)分系統(tǒng)還有整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估。

近些年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及人們水平的不斷提高，使得空管行業(yè)發(fā)展越來越快，通信網(wǎng)需要負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)量增加了不少，在網(wǎng)絡(luò)可靠性方面也就提出了更多更高的要求，常用的保障方案就是“兩地一空”還有備用系統(tǒng)。所謂的備用系統(tǒng)就是在系統(tǒng)當(dāng)中預(yù)留出和原系統(tǒng)功能一樣的多個(gè)元件還有模塊，當(dāng)常規(guī)的那些模塊功能檢測不出來的時(shí)候，可以將故障模塊快速切除，然后將預(yù)留出來的備件使用到系統(tǒng)當(dāng)中，讓系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，這樣就可以在一定程度上讓通信網(wǎng)可靠性得到保障。

總體而言，就通信網(wǎng)來說，其可靠性不但是多種因素的綜合反映和共同作用，同時(shí)也是技術(shù)和管理之間的有機(jī)結(jié)合。本文主要分析了民航空管通信的一些特性，對(duì)可靠性造成影響的因素進(jìn)行了一些必要的討論，同時(shí)立足于實(shí)際情況提出了相關(guān)的提升可靠性的方法，希望相關(guān)的研究人員能夠重視解決通信網(wǎng)絡(luò)中存在的各種問題，這樣才可以保證通信網(wǎng)絡(luò)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

作者單位：民航中南空管局湖南分局