關(guān)于我國民航空管通信網(wǎng)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(zhì)以外的所有的航空活動，在民航空管中，通信網(wǎng)的可靠性直接關(guān)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(fā)，對影響其通信網(wǎng)可靠性的因素進行了分析，并提出了提升民航空管通信網(wǎng)可靠性的有效措施。

關(guān)鍵詞：民航空管；通信網(wǎng)；可靠性

前言

在當前信息時代，信息化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，帶動了通信網(wǎng)絡(luò)的普及，根據(jù)其使用條件，可以將通信網(wǎng)分為專用通信網(wǎng)和公用通信網(wǎng)，民航空管通信網(wǎng)就屬于小型專網(wǎng)，一般是根據(jù)實際需要，自行鋪設(shè)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(yè)特性的影響，對于通信網(wǎng)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(wǎng)特性

在我國，民用航空事業(yè)的發(fā)展時間較短，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面存在著一定的缺陷。發(fā)展初期，民航空管通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，是航空公司自行鋪設(shè)的專用網(wǎng)絡(luò)，一般用來傳遞機密信息，或者對內(nèi)部組織生產(chǎn)活動的調(diào)度和管理。我國的公網(wǎng)起步較晚，并不能有效滿足民航發(fā)展需求，這也是民航自行鋪設(shè)小型專用通信網(wǎng)的主要原因之一。在建設(shè)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(wǎng)的投資效益，將目光更多的放在專網(wǎng)的自主性方面，希望可以提高通信網(wǎng)絡(luò)所帶來的社會效益，因此，通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的作用更多地體現(xiàn)社會效益方面，經(jīng)濟效益較差。從目前的發(fā)展情況看，在對通信網(wǎng)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(guān)研究人員的重視，加強對于如何提升通信網(wǎng)可靠性的研究，確保民航事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

2 民航空管通信網(wǎng)可靠性的影響因素

作為一個整體性的系統(tǒng)，通信網(wǎng)有著自身所固有的特性和結(jié)構(gòu)，通信網(wǎng)的可靠性，簡單來講，可以看做是通信網(wǎng)在實際運行過程中，完成用戶正常通行需求的能力，其所側(cè)重的，是從用戶角度，對通信效果進行評價。對于通信網(wǎng)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(wǎng)的可靠性，在通信網(wǎng)建設(shè)過程中，多采用構(gòu)建冗余與獨立備份系統(tǒng)的方式，為網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)的評估等，都需要相關(guān)研究人員的重視和解決。

影響民航空管通信網(wǎng)可靠性的因素，主要包括外部因素和內(nèi)部因素兩大類，其中，外部因素是指通信網(wǎng)以及各類通信設(shè)備所依存的環(huán)境條件，可以細分為可控因素和不可控因素，前者指通信網(wǎng)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(shè)備正常運行的外部事件，如突發(fā)事故、自然災(zāi)害等；內(nèi)部因素則包括了通信設(shè)備自身的可靠性、設(shè)備的管理和維護、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計等。

3 民航空管通信網(wǎng)可靠性的強化措施

與常規(guī)通信網(wǎng)相比，民航空管通信網(wǎng)不僅具備一般通信網(wǎng)的性質(zhì)，其可靠性也體現(xiàn)出了民航的行業(yè)特點。在對通信網(wǎng)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(tǒng)可靠性算法上，如布爾代數(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)可靠性等，國內(nèi)的研究方向則多放在通信電源、總線系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃苑矫妗榱饲袑嵄ＷC民航空管通信網(wǎng)的可靠性，應(yīng)該從我國民航現(xiàn)有的“兩地一空”的空管網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，結(jié)合主備系統(tǒng)的可靠性模型，對其進行分析和研究。

3.1 優(yōu)化拓撲結(jié)構(gòu)

與常規(guī)通信網(wǎng)相比，空管通信網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上非常復(fù)雜，影響其可靠性的因素眾多，因此，在對通信網(wǎng)絡(luò)進行可靠性設(shè)計時，應(yīng)該從多個方面進行考慮，一是部件自身的可靠性。通信網(wǎng)絡(luò)是由許多子系統(tǒng)和通信設(shè)備及部件共同構(gòu)成的，要想保證整個通信網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計時，可以采用MTTF（平均運行）較小的產(chǎn)品，避免多部件的相互串接，如果系統(tǒng)對于可靠性要求較高，可以采用備份形成并接系統(tǒng)；二是拓撲結(jié)構(gòu)的選擇和優(yōu)化。拓撲結(jié)構(gòu)的合理性是保證空管通信網(wǎng)可靠性的關(guān)鍵所在，一般情況下，環(huán)形和網(wǎng)狀的拓撲結(jié)構(gòu)在使用中，其效果要優(yōu)于樹形和鏈型結(jié)構(gòu)，因此，在對通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，應(yīng)該盡可能選擇環(huán)形或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，盡可能提升通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。需要注意的是，拓撲結(jié)構(gòu)的選擇必須切合實際情況，充分考慮實用性和經(jīng)濟性，確保建設(shè)方案的合理性與可行性。如果通信網(wǎng)的規(guī)模較大，也可以將其分為核心網(wǎng)和接入網(wǎng)兩部分，相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點分為核心節(jié)點和接入節(jié)點。在通信網(wǎng)絡(luò)中，核心網(wǎng)處于中心地位，承載的業(yè)務(wù)量相對較大，對于網(wǎng)絡(luò)可靠性也有著較大的影響，因此，可以采用網(wǎng)狀或者環(huán)形結(jié)構(gòu)，在接入網(wǎng)中采用鏈型或者樹形結(jié)構(gòu)，形成復(fù)合型的拓撲結(jié)構(gòu)，在保證通信網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)的核心，路由的選擇方式和技術(shù)同樣在很大程度上影響了通信網(wǎng)絡(luò)的運行效果，不同的路由選擇方式可能會導(dǎo)致通信網(wǎng)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(tài)路由的可靠性更高。

3.2 提升備份系統(tǒng)的可靠性

對于民航空管通信網(wǎng)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(fù)MTTR對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實際運行參數(shù)進行評估，評估對象包括網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)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(tǒng)，對整個通信系統(tǒng)或者分系統(tǒng)的可靠性進行評估；利用拓撲系統(tǒng)，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性等級進行評價。

最近幾年，伴隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，空管行業(yè)的發(fā)展速度也在不斷提升，通信網(wǎng)所負責的業(yè)務(wù)量不斷增加，對于網(wǎng)絡(luò)的可靠性也提出了更高的要求，“兩地一空”已經(jīng)成為常用的空管保障方案。備用系統(tǒng)，主要是在系統(tǒng)中預(yù)留出與原系統(tǒng)功能相同的多個模塊或者元件，當檢測到常規(guī)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(tǒng)中，保證系統(tǒng)的正常運行，這樣，可以在很大程度上提升系統(tǒng)運行的可靠性。民航空管通信網(wǎng)為了保證可靠性，在體系中通過“兩地一空”進行數(shù)據(jù)的傳輸和共享，包括一條衛(wèi)星線路和兩條相互獨立的地面線路，接入的設(shè)備采用的也是獨立系統(tǒng)。與常規(guī)通信網(wǎng)相比，如果使用的元件相同，則系統(tǒng)的可靠性可以表示為：

以1、2兩備用為例，則

As=A1+A1A2

4 結(jié)束語

總而言之，對于通信網(wǎng)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(shù)的有機結(jié)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(wǎng)可靠性的因素，并從實際出發(fā)，提出了幾點加強民航空管通信網(wǎng)可靠性的措施，希望可以為民航空管通信網(wǎng)的建設(shè)提供一些參考，保證通信網(wǎng)的可靠運行。

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