(西安電子科技大學,西安摘要:從產(chǎn)品的可靠性定義出發(fā),通過對通信網(wǎng)絡可靠性的分析得出了影響通信網(wǎng)絡可靠性的因素。從提高節(jié)可靠性的方法和需要注意的問題,并簡要說明了其它的方法。最后,指出這些方法已經(jīng)運用于工程實踐并被證明關鍵詞:通信網(wǎng)絡;可靠性;拓撲結(jié)構(gòu);保護與恢復;MethodforimprovingreliabilityofcommunicationBAI(XidianUniversity,Xi’an050002,P.R.Abstract:Basedonthedefinitionoftheproduct’sreliability,thefactorsthataffectthereliabilityofcommunicationnetworkweregained.Fromimprovingthereliabilityofnode/equipment,optimizingthetopologicalstructure,usingthenetworkingprotectionandrestorationtechnologies,andimplementingtheerrorcontroltechnology,thispaperdiscussesthemethodsforimprovingthereliabilityofcommunicationnetworks,andthenpresentsothermethods.Finally,thepaperproposesthatthesemethodshavealreadybeenappliedinengineeringpracticeandtheirefficiencywereproved.Keywords:communicationnetwork;reliability;topologicalstructure;protectionandrestoration;error 通信網(wǎng)絡的運行過程中往往會出現(xiàn)設備故障、,嚴重影響了網(wǎng)絡用戶的正常使用,,通信網(wǎng)絡的可靠性是一個具有重,是通信網(wǎng)絡技術發(fā)展和應用中亟待解決的關鍵問題之一。目前對于通信網(wǎng),,研究提高通信網(wǎng)絡可靠性的方法并付諸實用,有助于提高網(wǎng),對通信網(wǎng)絡技術的進一步發(fā)展也具有重要意義。 111我國的國家標準規(guī)定了產(chǎn)品的可靠性定義:產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力1它包含產(chǎn)品、規(guī)定

通信網(wǎng)絡作為一個系統(tǒng)與一般產(chǎn)品具有某些,研究人員根,有的強調(diào)生存性,有的強調(diào)可用性有的強調(diào)有效性,不實際連續(xù)運行過程中完成用戶的正常通信需求的能,也反映了網(wǎng)絡對用戶需求的適應能力;既研究網(wǎng)絡,也研究異常情況下的可靠性,是對整個網(wǎng)絡運行過程的綜合測度。這一定義5,,同112協(xié)議以及相應的運行支撐系統(tǒng)組成的復雜綜合系統(tǒng),影響其可靠性的因素很多具體可以分為內(nèi)部因素計、網(wǎng)路的組織和維護管理等;外部因素是指通信設備和通信網(wǎng)所依存的環(huán)境條件。通過理論分析和工程實踐相結(jié)合,總結(jié)出影響通信網(wǎng)絡可靠性的因素如下:通信網(wǎng)絡的構(gòu)成部件的可靠性;通信網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu);通信網(wǎng)絡的故障診斷能力;通信網(wǎng)絡的保護與自我恢復能力;通信網(wǎng)絡的傳輸質(zhì)量;通信網(wǎng)絡的管理與維護;通信網(wǎng)絡的運行環(huán)境;其它影響通信網(wǎng)絡可靠性的因素。 如果網(wǎng)絡的連通性變壞,那么不管采取什么樣絡的擁塞,網(wǎng)絡時延和吞吐量等性能指標下降,從而使網(wǎng)絡的服務質(zhì)量(QoS)下降。造成通信網(wǎng)絡連通性變差的原因主要是節(jié)點失效和鏈路失效,而節(jié)點失效產(chǎn)生的影響往往更大,因此提高節(jié)點/設備組成通信網(wǎng)絡的設備基本上都屬于電子設備,影響電子設備的可靠性的因素主要包括所采用元作使用幾類。提高電子設備可靠性可采用以下方法:簡化設計,設備的可靠性與其復雜程度成反比,在滿足指標要求的前提下應盡量簡化設計;余度設計為重要部件和易損部件設置備份,一旦發(fā)生故障便啟用備份部件投入工作;故障樹分析FTA),通過分析可能發(fā)生故障的原因,尋找設計漏洞,以便改進設計;熱設計,溫度對電子元器件影響很大,通過熱設計確定設備在環(huán)境溫度過高或過低時采取的措施;,采取相應加固、減震等措施,降低沖擊、振動等機械應力的影響;電磁兼容性設計,減少傳導、輻射耦合等各種電磁干擾,使設備的性能不降低;元器件的選擇和篩選,

一般來說,環(huán)形網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)的可靠性總是要好于鏈形網(wǎng)和樹形網(wǎng)。因此,在網(wǎng)絡設計時多使用網(wǎng)狀結(jié)當然,一味追求網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)最優(yōu)化也不可取,還必須考慮到網(wǎng)絡的建設成本是否合理。規(guī)模較大的通信網(wǎng)通?？煞譃楹诵木W(wǎng)和接入網(wǎng),相應地網(wǎng)絡中的節(jié)點也分為核心節(jié)點和接入節(jié)點。核心網(wǎng)處于整個通信網(wǎng)絡的核心承載的業(yè)務量大對網(wǎng)絡可靠性的影響也比較大。因此,綜合考慮網(wǎng)絡可靠性和建設成本,可以在核心網(wǎng)采用網(wǎng)狀或環(huán)形結(jié)構(gòu),接入網(wǎng)采用鏈形或樹形結(jié)構(gòu),組成復合型的拓對于已經(jīng)投入使用的網(wǎng)絡,也可以通過對拓撲結(jié)構(gòu)的微調(diào)提高網(wǎng)絡的可靠性。例如在圖1中,在原有網(wǎng)絡的基礎上只需增加一條鏈路,就可以使網(wǎng)圖1發(fā)生故障。增強通信網(wǎng)絡的生存性,減小鏈路失效對通信網(wǎng)絡的影響是提高通信網(wǎng)可靠性的有力措施。系統(tǒng),當傳輸線路或者節(jié)點出現(xiàn)故障時,將受故障網(wǎng)絡出現(xiàn)失效后,動態(tài)尋找可用資源并采用重新選路的方式繞過失效部件。表1展現(xiàn)了幾種通信網(wǎng)絡生存技術的對比,選擇適當?shù)姆绞娇梢杂行岣咄ū?的元器件施加外應力,剔除不合格的元器件 元器件的降額使用,選擇額定指標高的元 實現(xiàn)簡單,件,使元器件的工作條件始終低于它的額定指標

線型保護點對點網(wǎng)絡

切換時間適中資源利用對拓撲要求嚴格合理設計,優(yōu)化拓撲結(jié) 合理的拓撲結(jié)構(gòu)是通信網(wǎng)絡可靠性的保障?！?7在工程應用當中,還需要注意以下幾個方面線型保護包括1+1,1:n和m:n311方式屬于專有保護保護最可靠但利用率也最低1nmn資源利用率相對較高。線型保護資源利用率低、成本高對于多數(shù)

,32,幾種差錯控制方式各有其優(yōu)缺點和使用范圍,應結(jié)表2網(wǎng)絡不必實現(xiàn)全保護,3]

檢錯碼譯碼設備簡單實時性差,

冗余碼較多,傳略。對QoS要求很高的專線業(yè)務,可以采用永久11的保護方式,取得極高的可用性對于實時性和可靠性要求較高的業(yè)務,可以采用1+1保護與恢復相結(jié)合的方式;而對于實時性和可靠性要求較低的業(yè)

糾錯碼實時性好, 糾刪碼

好實時性要在通信系統(tǒng)的不同層面(如鏈路層、業(yè)務層等)上可能會同時采用保護與恢復機制這就涉及到層間協(xié)調(diào)問題。目前解決的方式包括兩種:①優(yōu)先啟動低層的保護恢復,當?shù)蛯硬荒芡瓿蓵r再啟動高層的保護恢復,這對層間協(xié)調(diào)的要求比較高;②優(yōu)先啟動高層的保護恢復,這種方式的問題在于低信道上傳輸?shù)男盘柸菀资艿叫诺纻鬏斕匦砸约霸肼暤挠绊?使得通信接收端會產(chǎn)生誤碼。無線窄、信道不對稱以及頻繁的移動等特性,通信質(zhì)量更加難于保證。要提高通信的可靠性,就應當根據(jù)信道特性,合理設計基帶信號,選擇合適的調(diào)制解調(diào)方式及發(fā)射功率,采用均衡技術和消除或減少碼間串擾等。但很多情況下,僅采用這幾項措施是不夠的,必須通過信道差錯控制來改善通信系統(tǒng)的傳輸可靠性[4]。差錯控制有以下3種方式自動請求重發(fā)(ARQ:當接收端發(fā)現(xiàn)差錯時前向糾錯(FEC):接收端不但能發(fā)現(xiàn)差錯,而且能確定二進制碼元發(fā)生錯誤的位置,從而加以糾正;混合方式HEC):發(fā)送端編碼具有一定的糾錯能力,接收端對收到的數(shù)據(jù)進行檢測。如發(fā)現(xiàn)有錯并未超過糾錯能力則自動糾錯如超過糾錯能

除了以上介紹的幾種方法,由控制、維護管理等多種方法。在工程中使用這些方法可以有效提高通信網(wǎng)絡的可靠性。在作者從事的工程項目中通過各種方法的應用使目標 ,隨著通信技,可靠性問題將更加突出,對網(wǎng)絡可靠性的要求也越來越高。本文結(jié)合工程應用提出了幾種提高通信網(wǎng)絡可靠性的方法這些方法的應用對目標系統(tǒng)可靠性的提高起到了很大作用。這些方法的研究對于其它通信網(wǎng)絡,有助于改善通信網(wǎng)絡的整體性能。1]國家技術監(jiān)督局.GBT3187—1994可靠性、維修性術語[S/OL].http:∥www.51zbz.combiaozhun/91079.html.2],,梁雄健通信網(wǎng)可靠性的定義及其綜合測度指標[J].通信學報,1999,