關于我國民航空管通信網的可靠性研究

丁舉成

摘 要：民航指民用航空，指各類航空器從事除軍事性質以外的所有的航空活動，在民航空管中，通信網的可靠性直接關系著航班運行安全，因此得到了高度重視。文章從民航通信的特點出發，對影響其通信網可靠性的因素進行了分析，并提出了提升民航空管通信網可靠性的有效措施。

關鍵詞：民航空管；通信網；可靠性

前言

在當前信息時代，信息化技術和互聯網技術的快速發展，帶動了通信網絡的普及，根據其使用條件，可以將通信網分為專用通信網和公用通信網，民航空管通信網就屬于小型專網，一般是根據實際需要，自行鋪設部分通信線路，主干線路通過租用方式解決。受民航空管通信行業特性的影響，對于通信網的可靠性要求較高，需要加強重視和研究。

1 民航空管通信網特性

在我國，民用航空事業的發展時間較短，在基礎設施建設方面存在著一定的缺陷。發展初期，民航空管通信網絡的建設，是航空公司自行鋪設的專用網絡，一般用來傳遞機密信息，或者對內部組織生產活動的調度和管理。我國的公網起步較晚，并不能有效滿足民航發展需求，這也是民航自行鋪設小型專用通信網的主要原因之一。在建設初期，受認識水平等的限制，民航空管并沒有充分重視通信專網的投資效益，將目光更多的放在專網的自主性方面，希望可以提高通信網絡所帶來的社會效益，因此，通信網絡可靠性的作用更多地體現社會效益方面，經濟效益較差。從目前的發展情況看，在對通信網可靠性進行研究的過程中，重點是對可靠性指標計算方法的研究，而非如何提高可靠性方向，需要相關研究人員的重視，加強對于如何提升通信網可靠性的研究，確保民航事業的穩步發展。

2 民航空管通信網可靠性的影響因素

作為一個整體性的系統，通信網有著自身所固有的特性和結構，通信網的可靠性，簡單來講，可以看做是通信網在實際運行過程中，完成用戶正常通行需求的能力，其所側重的，是從用戶角度，對通信效果進行評價。對于通信網可靠性的評估，主要集中在三個指標，即抗毀性、有效性和生存性上，一般情況下，為了保證通信網的可靠性，在通信網建設過程中，多采用構建冗余與獨立備份系統的方式，為網絡提供可靠保障。但是，在實際操作中，仍然存在一些問題，如指標的選擇、系統的評估等，都需要相關研究人員的重視和解決。

影響民航空管通信網可靠性的因素，主要包括外部因素和內部因素兩大類，其中，外部因素是指通信網以及各類通信設備所依存的環境條件，可以細分為可控因素和不可控因素，前者指通信網的工作條件，如溫度、濕度、防塵、防震等，后者指可能影響通信設備正常運行的外部事件，如突發事故、自然災害等；內部因素則包括了通信設備自身的可靠性、設備的管理和維護、網絡結構設計等。

3 民航空管通信網可靠性的強化措施

與常規通信網相比，民航空管通信網不僅具備一般通信網的性質，其可靠性也體現出了民航的行業特點。在對通信網可靠性進行研究的過程中，國外的研究方向多放在對通信系統可靠性算法上，如布爾代數、神經網絡、系統可靠性等，國內的研究方向則多放在通信電源、總線系統以及數據傳輸的可靠性方面。為了切實保證民航空管通信網的可靠性，應該從我國民航現有的“兩地一空”的空管網絡出發，結合主備系統的可靠性模型，對其進行分析和研究。

3.1 優化拓撲結構

與常規通信網相比，空管通信網在網絡結構上非常復雜，影響其可靠性的因素眾多，因此，在對通信網絡進行可靠性設計時，應該從多個方面進行考慮，一是部件自身的可靠性。通信網絡是由許多子系統和通信設備及部件共同構成的，要想保證整個通信網絡的可靠性，首先需要保證每一個部件的可靠性，降低部件在運行過程中的故障率。例如，在對通信網絡進行設計時，可以采用MTTF（平均運行）較小的產品，避免多部件的相互串接，如果系統對于可靠性要求較高，可以采用備份形成并接系統；二是拓撲結構的選擇和優化。拓撲結構的合理性是保證空管通信網可靠性的關鍵所在，一般情況下，環形和網狀的拓撲結構在使用中，其效果要優于樹形和鏈型結構，因此，在對通信網結構進行設計時，應該盡可能選擇環形或者網狀結構，盡可能提升通信網絡的可靠性。需要注意的是，拓撲結構的選擇必須切合實際情況，充分考慮實用性和經濟性，確保建設方案的合理性與可行性。如果通信網的規模較大，也可以將其分為核心網和接入網兩部分，相應網絡中的節點分為核心節點和接入節點。在通信網絡中，核心網處于中心地位，承載的業務量相對較大，對于網絡可靠性也有著較大的影響，因此，可以采用網狀或者環形結構，在接入網中采用鏈型或者樹形結構，形成復合型的拓撲結構，在保證通信網可靠性的同時，也可以有效降低工程量和成本造價；三是路由選擇。作為交換網絡的核心，路由的選擇方式和技術同樣在很大程度上影響了通信網絡的運行效果，不同的路由選擇方式可能會導致通信網可靠性的巨大變化。例如，相比于有極選路和固定路由，無極選路和動態路由的可靠性更高。

3.2 提升備份系統的可靠性

對于民航空管通信網而言，可靠性評價的基本思路為：通過平均故障間隔MTBF、平均運行MTTF、平均修復MTTR對網絡設備的實際運行參數進行評估，評估對象包括網絡通信設備、附件、軟硬件等；通過非冗余、完全冗余、部分冗余以及備用系統，對整個通信系統或者分系統的可靠性進行評估；利用拓撲系統，對網絡系統的可靠性等級進行評價。

最近幾年，伴隨著我國社會經濟的發展和人們生活水平的提高，空管行業的發展速度也在不斷提升，通信網所負責的業務量不斷增加，對于網絡的可靠性也提出了更高的要求，“兩地一空”已經成為常用的空管保障方案。備用系統，主要是在系統中預留出與原系統功能相同的多個模塊或者元件，當檢測到常規功能模塊失效時，可以迅速切除故障模塊，并將功能相同的備件投入到系統中，保證系統的正常運行，這樣，可以在很大程度上提升系統運行的可靠性。民航空管通信網為了保證可靠性，在體系中通過“兩地一空”進行數據的傳輸和共享，包括一條衛星線路和兩條相互獨立的地面線路，接入的設備采用的也是獨立系統。與常規通信網相比，如果使用的元件相同，則系統的可靠性可以表示為：

以1、2兩備用為例，則

As=A1+A1A2

4 結束語

總而言之，對于通信網而言，其可靠性是多種因素的共同作用和綜合反映，也是管理與技術的有機結合。文章通過對民航空管通信特性的分析，討論了影響空管通信網可靠性的因素，并從實際出發，提出了幾點加強民航空管通信網可靠性的措施，希望可以為民航空管通信網的建設提供一些參考，保證通信網的可靠運行。

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