通信网理论_ 网络可靠性分析_

所 谓计 算机 通信 网可靠性 ， 实质 就是 指在进 行连 续 运行 时 ， 其 计 算机 通信 网对 用户 的正常通 信 的完 成与 保障 能 力 。而在 设计计 算 机通 信 网的 可靠 性 时，必 须对 相 关 的工程经 验 加 以总结 ，从 而 形 成 一套 科学 、系 统 、条理 清 晰 的设计 原则 ，从 而为 计算 机通 信 网可 靠性 设计 提供 更为 规范 化 的设计 原则 。 影响 计算 机通 信 网可靠 性 的因素 作 为一个 构造 极 为复 杂的 开放 式 系统 ，计算 机通 信 网在 实际 运 行 中很 容易 受到 来 自各方 面 因素 的影 响 。
摘要 ：随着我国经济的飞速发展，科学技术也取得 了极大的进步，在现代计算机技术的支持下，计算机通信网得到了 极大的发展。在现代 国民经济体系中，计算机通信网的作用越 来越 大，其重要性也随之提 高，可以说，当前各行业的发展 都必须有计算机通信 网的支持 ，因此，对计算机通信 网的可靠性设计的研究就显得尤为重要。 关犍词 ：计算机通信网；可靠性 ；设计方案 中图分类号 ：Ｔ ３１ 文献标识码 ：Ａ 文章蝙号 ：１０ － ５ ９（ １） ９ ０７－ ２ Ｐ０． ６ ０７ ９９ ２ ２ ０— ０８ ０ ｏ
一
计 算机 通信 网的 可靠性 。
从 不利 的角度 看 ， 由于现代 智 能化 技术 的设 备与其 相 应 的系 统 复杂 度极 高 ，那么 随着计 算 机通 信 网的不 断扩 大 ，一旦 出现 故 障 ，其 影 响扩散速 度 以及 覆盖 范 围都会 更大 。由于相 应 的设备 种 类 不断 的增 加 ，网络运 行管 理 的困难 也在 不 断的加 大 。 二、层次化的通信网可靠性设计方案 所 谓层 次化 网络 设计 ，就 是指 通过 对 网络进 行层 次划 分 或模 块 归类 ，将 复杂 的 网络规 划为 数个 相对 更 为简单 的层 次 ，并规 定 （ ）从 网络 本 身看 一 每 一层 次 的功 能 。这 样可 以根 据各 个层 次或 模 块的 不 同的功 能需 我们 从 网络 本身 进行 观察 ，可 以将其 影响 因素 氛 围内 因与外 求采用 最 理想 的设 备 ，从而将 整个 计算 机通 信 网构 造这 一复 杂 的 因两 种 。其 中外 因是 指计 算机 通信 网及 其通 信 设备所 依存 的外 部 大 问题 分解 成许 多相 对 更为简 单 的小 问题 ，从 而更 便于解 决 。在 环境 ，这 里 我们进 一 步进 行 区分 ，可 将外 因分 为可控 因素与 不可 进行 网络 设计 时 ，采用这 种 设计模 式有 以下 优 点： 控 因素 两种 。其 中 ，可控 因素 是指 通 信设 备所 处 的工作 环境 与工 （ ）降低 成 本 一 作条 件 ，如温 湿度 等 ；而 不可 控 因素 则是 指通信 网或设 备在 运行 通过层 次化 设 计对整 个 网络进 行划 分 ，各 层次 均有 其专 门负 中所 遇 到 的外部 事件 ，这 其 中既包 括 自然 灾害 ， 同时也 有各 种人 责 的范 围，而 不用 在 同一平 面上 对所 有事 情进 行 处理 。从而 使 网 为 因素 。而 影 响计算 机通 信 网可 靠性 的 内因则 是对 整个 网络 工程 络 中的每 一层 都 能充分 的利 用带 宽 ，减 少 了系统 资源 的浪 费 ，进 以及 各通 信 设备 的维 护与 管理 等 ，这 部分 极大 程度 上受 到相 关技 而 降低 了成本 。 术 的发 展影 响 ，而 实际操 作 中 ，外 因 多是通 过 内因起 作用 。 （ ）便 于管 理 二 （ ）从 网络运 行 效果看 二 通 过对计 算机 通信 网进 行层 次划 分 ，能够 将 网络 结构 更加 清 我 们从 计算 机通 信 网的运 行效 果 来看 ，则 其可 靠性 多取 决 于 晰 的区分 开来 ，从 而方 便管 理人 员针 对不 同层 次 的实 际情况 有 针 通 信设 备 以及相 应 的网络 设计 的可靠 性 、管理 人 员对 网络 组织 与 对性 的进 行 管理 ，进而 方便 管理 人员对 全 区 的掌握 。 维 护管 理 的有 效性 以及 网络 用户 对相 应 的业 务性 能的 具体 要求 等 （ ）便 于业 务扩 展 三 因 素 。在这 里 需要 区分 的是 ，通信 设 备与 网络 设计 的可 靠性 虽然 由于层次 化 、模块 化 的设计 模式 ，在 网络增 长 时能够 很好 的 决 定 了通信 网 的固有 可 靠性 ，但 是 网络 的维护 、管理 的效 率 以及 将其 复 杂性 限制在 其层 次范 围 内 ，而不 会蔓 延到 整个 网络 中 ，从 用 户对 相应 的 业务 的具 体需 求则 直接 影 响 了计 算机 通 信 网在工 作 而避免了扁平化、网状设计中 “ 牵一发而动全身”的后果。 中的可 靠性 。 （ ）便 于查 错 四 在 实 际操 作中 ，为提 高 计算 机通 信 网 的可 靠性 ，网络 设计 应 通 过层 次化 设计将 整个 网络 拓 扑分 解为 更易 于理 解 的各个 子 结 合用 户 的实 际需 求 ，并 随着业 务量 的增 长逐 步扩 展 ，最 终形 成 网，从 而方 便管 理人 员针对 故 障缩 小检查 范 围 ，简 化查 错过 程 。 网状连 接 。而针 对 网络 组织 这一 问题 ，在 实 际操作 中可 以通过 负 三 、层 次化 网络设 计 中的层 次 分类 荷 分担 等 手段 实现 “ 容错 ” 避 错 ”的 设计 思路 ，进 一步 提高 网 、“ 般情况下，可以将计算机通信网分为接入层、分布层与核 络 的有 效 性 。 心层 三 个层 次 。其 中接 入层 负 责用 户及 工作 组对 网 络资源 的访 问 而 作 为计算 机通 信 网最 主要 的支 撑系 统 ，对 网络 的维 护与 管 权 限 问题 ；分布层 则 充分 实现 组织 策略 ，并为各 工 作组 间 以及 工 理 必须 最 大程度 的减 少 网络 故 障 以及 过 负荷等 情况 对 计算 机通 信 作 组与 核心 层 间提供链 接 ；核 心层 则 为分布 层 与核 心资源 提供 高 网的影 响 ，从 而保 证网络 的可靠 性甚 至进 一步 提升 网络 的运 行 效 速传 输 服务 。此外 ，在设 计 中还 应 号绿 道其 他方 面对 各层 次 的影 率 。 实 际操 作 中， 过用 户对 各 项服 务业 务的 性能 的具体 要 求 ， 响 ： 在 通 则 能准 确 的反 映 出当前计 算机 通信 网可靠 性所 提供 的满 意程度 。 （ ）接入 层 一 （ ）现代 智 能化 技术对 计算 机通 信 网可靠 性 的影 响 三 接 入层 主要 负责用 户对 网络 资源 的访 问 ，用 户通 过集 线器 和 从 有利 的 角度看 ，现 代 智能化 技 术 的应用 极大 的 提高 了现 有 交换机接入网络。其中，集线器在 ＯＳ 模型的第一层进行工作， Ｉ 设 备与 系统 的 可靠 性 ，并进 一步 的加 强 了 网络 组织 的有效 性及 管 因此所 有与 集线 器连接 的设备共 享 同一 带宽 。 Ｌ Ｎ交 换机 则在 而 Ａ 理人 员 的维 护 管理 能力 。这其 中的优 势有 ： Ｏ Ｉ模型 的第 二层 工作 ，其 中 ，每一 个端 口都 是 一个独 立 的冲 突 Ｓ １由于现代 数 字 化技 术 的发 展 ，使 交换 系 统 的容 量得 到 了大 域 ，也 就是 说 ，通过 交换机 连接 的多个 设备 可 以 同时发 起对 话 ， ． 幅 度 的提升 ，有 效 的减 少 了局 站数 ，进而 简化 了 网络结 构 。 而 不会 相互 影 响。 集线 器相 比 ， Ａ 交 换机 在性 能上 更具 优势 ， 与 ＬＮ ２智 能化技 术 的 发展 应用 使 路 由调度 以及对 计 算机 通 信 网的 这 是 由于在 转发 单播 流量 时 ， ＡＮ交 换机 仅会 将流 量从 已经 得 到 ． Ｌ 监控 的 实 时性得 到 了极大 的提 高 ，更 有助 于管 理人 员 及时 的发 现 认 可 的端 口发送 出去 ，而集 线 器却 无法 进行 这一 识 别 ，仅 能进行 系统 故 障并 进行 排 除 。有 效 的缩 小 了故 障范 围 ，降低 了 由于设 备 无 差别 发送 。 故障 等 问题对 计 算机 通信 网 的影 响 。 根 据 网络状 况 的不 同，等 实 际情况 ，交 换机 的选 择 也应有 所 因此 可 以说 ，现 代智 能化 技术 的加入 必然 会极 大 程度 的提 高 （ 下转 第 ７ 页 ） ７

电力通信传输网络可靠性分析摘要：根据智能电网的要求，通信传输网的可靠性分析对电力系统很重要。

传输网作为电力通信网的核心，它承载着大量的生产和管理业务，是业务正常运行的保证，其可靠性高低直接影响着电力系统安全生产和稳定运行。

本文对电力通信传输网络可靠性进行了简要的分析。

关键词：电力通信传输网；可靠性；分析abstract: according to the requirement of intelligent power grid, the reliability of the transmission network communication of power system analysis is very important. as the core of the electric power communication network transmission, it carries with a lot of production and management business, it is the business that the normal operation of the guarantee, the reliability of the power system directly influence the safety production and stable operation. in this paper, the electric power transmission network reliability briefly analysed.key words: electric power transmission network communication; reliability; analysis中图分类号：f407.61 文献标识码：a 文章编号1.电力通信网可靠性研究现状针对电力通信网，martinez等给出了一种远动通道的可靠性模型。

)不可靠度
F5
不可靠度
（1 F5）[1 （1 F1F2 )(1 F3F4）]
F5[1 (1 F1)(1 F3 )][1 (1 F2 )(1 F4 )]
忽略高次项 F F1F2 F4 F3
40
桥割集法
1
4
3
2
5
图14
割集有：12 135 234 45 似乎有：
F F1F2 F1F3F5 F2F3F4 F4F5
1 平均修复时间
α
R
F
β 图3
8
设α，β为常量，与时间无关 t+Δt处于R态:
t运行，t t+Δt 内无故障， 概率为R（t）·（1--αt）
t失效，t t+Δt内修复， 概率为[1-R(t)]·βΔt
9
状态方程：
R(t+Δt)= R（t）·（1-αΔt ）+ [1R(t)]·βΔt
导数定义： R' (t )
3 1- R3
0.9 R3
0
52
解得
R1
R2
R3
0.9 0.9
0.9 0.9
0.9 0.9
1 2 3
用R R1R2R3 0.9
求 得 -56
R1 0.983 得 R2 0.965
R3 0.949 代价 x 25.7
53
§2 通信网的可靠性
一、对网可靠集的认识 1、全网（观点）： 网分二个部分以上则失效。 可靠集={任二未失效端均有径} 失效集={某二端无径}
第五章 通信网的可靠性
不可靠 —无应用价值 绝对可靠—不现实 故障原因—多样 本章研究—基本理论
网可靠性的计算 可靠网的设计

以从效能这方面入手。 系统效能是系统在规定的条件下满足给 定定量特征和服务要求的能力，它是系统可 用性、 可信性及固有能力的综合反映， 也是系 统性能、 可靠性、 维修性、 保障性、 安全性等
数 。
( 1)可用性测度是指系统在规定时刻或规 定时间间隔内的任何时刻，处于能执行所需 功能的能力，它与效能中的可用性是一致
提出的。 a . 网络生存性给出了网络在随机性破坏
TB F f (R -M) TB + TT F R
其中: T, 故障间 o 隔时间
T rR修复时间 R 表示可靠性 M 表示维修性 因此，通信网络的效能是可靠性、维修 性和系统固有能力的函数。他们的关系如图1
作用下的可靠性，反映了 随机性破坏和网路 拓扑结构对通讯网络可靠性的影响。提出的 主要基本测度参数包括: 端端可靠度、 全端可 靠度等， 其中， 端端可 靠度是人们研究较多的 指标。端端可靠度是指网络中任意两节点之 间存在一条连通路径的概率，从网络节点故 障与否的角度， 该指标大体可分为两类: 节点 可靠与节点具有一定生存概率的情况。针对 每一类指标，都出现了许多手工或计算机化 的计算方法。
学 术 论 坛
2 00 7 NO . 0 1 S C IENC E 及 下 C FN OI 〕〕 IN卜 E 丫 OHM A I ION
通信 网络可靠性参数体 系研 究
周果 陈志英 (北京航空航天大学能源与动力工程学院
北京
10008 3)
摘 要: 在研究传统可靠性参数和通信网络可靠性参数的基础上，本文将传统可靠性参数与通信网络可靠性参数相结合， 提出了一套 新的通信网络可靠性参数体系，用以评估整个通信网络的可靠性. 并且描述了新的通信网络可靠性参数体系中测度参数的选取原则。

综合数据 网有 １１ ７ 个网络节点，１０Ｖ及以上厂站 １ｋ
综 合数 据 网覆 盖率 为 １ ０ ０ ％。
１ 系统 结构合 理性分 析 ． ２
不 足 ，在应对 通信 网架 或光 缆直接 承载 的业务 故障
处 理 、应 急 恢复情 况 时，将存 在纤 心资源 不足 的 问
题 ，增加 故障处 理 、应 急恢 复 的处 理时 间。 东莞 地 区组 网带宽 资源 基本 满足 目前及 未来 两 年 的业务 需求 ，并具 有一 定 的冗 余度 ，满足 重要业
产品与解决方案
东莞 ， 力 、 由 ｊ 兀 ５ ＂ 通信传 输 网络 可靠性分析 ｌ ｚ
丁伟 杰 薛 峰
（ 东 电网公 司东莞供 电局 ，广 东 东莞 ５３０ 广 ２０９） 摘要 为提 高 电力通信 传 输 网络运行 管 理水 平 ，确 保通信 网稳定 可 靠运行 ，本 文作者采 用定
使 用 １ 光缆 ，传输 Ａ 网、传输 Ｂ 网、综合 数据 ２心 网、继保 通道 等使 用 了大部 分纤心 。光 缆纤心 资源 虽 能满足 目前的纤 心 资源 ，但可用 纤心 资源冗 余度
厂 站 ； １０ Ｖ 及 以 上 厂 站 调 度 数 据 网 覆 盖 率 １ｋ
＝
２ ． ％，调度 数据 网只覆盖 ２ ０ Ｖ 以上变 电站 ； ５３ ８ ２ｋ
性分 析 与定量分 析手 段相结合 方 式，重点对 通信 网的设备 构成 、系统结构 、系 统资源 、运行 情况 、 业务保 障能力 和运 维管控 能力 等方 面进行 分析 ，提 出通信 传 输 网络存 在 的 问题及解 决方 案 ，为下
一
步开展东莞供 电局电力通信传输网络的升级改造工作提供 了理论依据。 关键词 ： 电力通信传 输 网； 可靠；设 备构成 ；系 统结构 ；系 以 １ｋ

通信网和电力通信网可靠性论文摘要：本文重点对电力通信网中的光传输网进行了阐述，讨论了该网络对电力系统通信的重要性。

通过分析IECSA的二十种通信环境，对电力通信业务进行了分类，并给出了定量的业务可靠性需求指标。

对可靠性、有效性、生存性和安全性四个可靠性测度的基本概念进行了比较分析，明确了有效性概念是研究电力通网可靠性的基本测度。

1通信网的体系结构通信网是由传输，交换、终端设施和信令过程、协议，以及相应的运行支撑系统组成的综合系统，它从概念上可分为基础网、业务网和支撑网。

基础网是由用户终端、交换系统、传输系统等电信设备组成的实体结构，是通信网的物质基础。

业务网是疏通各类电信业务的网络，是指电信网的服务功能。

支撑网是为保证业务网正常运行、增强网络功能、提高全网服务质量而形成的网络，按其所具有的不同功能可以分为信令网、同步网和管理网。

通信网的规定功能就是提供通信服务，即按用户的需要传递、处理和交流信息，以实现他们之间的通信。

通信网功能的基本目标是规定必要而充分的网络性能，向用户提供各种服务。

通常，通信网在实现信息传递功能时应保证规定的通信质量要求。

2通信网可靠性的相关定义通信网可靠性的定义应当反映其研究内涵，即要从用户角度出发研究广义可靠性，同时又满足标准可靠性定义的要求。

通信网具有不同于一般产品的特点，通信网运行中的各种破坏性因素（即各种影响通信网高效可靠运行的因素）是通信网的规定条件，这些破坏性因素存在和发生的环境就构成通信网的运行环境。

通信网的规定功能是向用户提供通信服务，是和用户需求密切相关的，没有需求就不存在通信网能否完成功能的问题；而且用户需求是随着社会的发展和网络的发展而不断提高的。

从网络运行的角度看，各种破坏性因素将影响网络性能，网络性能的下降就会影响对通信需求的满足程度，特别是对用户需求随机性的影响。

因此，通信网可靠性应当从广义可靠性角度进行定义，反映通信网在运行过程中对通信需求的满足程度。

在7.3中，讨论了网络可靠度的近似计算，这些 可靠度的计算首先依赖于相应可靠集的定义7.5； 这些不同定义的可靠集表明了对网络可靠性的 不同要求和重点，而可靠度则是网络处于相应 可靠集的概率。
网络综合可靠度
为了进一步分析网络的可靠度，需要考 虑网络承载的业务。
下面以电话网为例，考虑网络平均呼损 的计算。在4.4中已讨论电话网络平均呼 损的计算方法，不过在4.4中并没有考虑 网络故障因素。考虑故障因素的电话网 络平均呼损也可被称之为综合不可靠度。
n
连通度的辅助指标
为了更加细致地描述图的可靠性，引入 三个辅助指标。它们的定义如下：
定义7.3 C ＝最小割端集的数目； B ＝最小割边集的数目； A ＝最小混合割集的数目；
可靠性指标的计算
例7.5 下图中(a) ,(b) ,(c)三个图，分别计算它 们的各种可靠性指标。
(a)
(b)
网络在只有端故障下的近似可靠度
首先，假设网络仅有端故障，Ci (i ) 表示 有 i 个割端的割端集的数目。此时，网 络的不可靠集可以按照割端集来分类， 由于各个端点的故障独立，网络可靠度 可以计算如下：
n
R(n) 1 Ci qi (1 q)ni i
网络近似可靠度
由于 q 1，保留最大的项，则有：
两端之间的可靠度
考虑图的某两个端s和t，所谓s和t之间的 可靠度是指s和t之间有路径相通的概率。
这个概率的近似计算类似网络可靠度的 计算。如果各边、端的可靠度不一样， 并且网络规模不大，也可以对可靠度做 准确计算。
7.4 网络综合可靠度
在7.2中讨论了通信网的各种连通度以及一些辅 助指标，这些指标仅仅依赖于拓扑结构，是对 可靠性的确定性度量。
的混接系统，若第 i 个子系统的可靠度

电力通信网可靠性研究随着电力系统的发展，电力通信网在电力系统中的地位越来越重要。

电力通信网是电力系统的神经系统，它承载着电力系统的实时监控、调度和管理等重要任务。

因此，电力通信网的可靠性直接关系到电力系统的稳定性和安全性。

本文将从电力通信网可靠性的概念、影响因素和提升策略三个方面进行探讨。

一、电力通信网可靠性的概念电力通信网可靠性是指电力通信网在规定条件下和规定时间内，能够有效地完成电力系统的实时监控、调度和管理等任务的能力。

电力通信网的可靠性包括连通可靠性、传输可靠性、设备可靠性和管理可靠性等多个方面。

二、电力通信网可靠性的影响因素1、网络拓扑结构：电力通信网的拓扑结构对其可靠性有着重要影响。

复杂的网络结构使得故障排查和恢复时间增加，同时也增加了网络的脆弱性。

2、设备质量与维护：设备的质量直接影响到电力通信网的可靠性。

低质量的设备容易发生故障，且故障恢复时间较长，对通信网的可靠性产生负面影响。

设备的定期维护和更新也是保证通信网可靠性的关键。

3、传输信道质量：传输信道的质量对电力通信网的可靠性有着重要影响。

信道质量不好会导致数据传输速率降低或者数据丢失，从而影响通信网的可靠性。

4、电磁干扰：电力通信网中的电磁干扰也会对其可靠性产生影响。

严重的电磁干扰可能导致通信中断，从而影响电力系统的稳定运行。

三、电力通信网可靠性的提升策略1、优化网络拓扑结构：对现有的网络拓扑结构进行优化，减少网络中的节点和链路，降低网络的复杂度，从而提高网络的可靠性。

2、严格把控设备质量：在设备采购过程中，要选择具有良好口碑和高质量的产品，同时加强设备的验收和测试，确保设备的质量符合要求。

3、加强传输信道质量保障：对传输信道进行定期的检测和维护，保证传输信道的质量和稳定性。

同时，采用具有自动切换和备份功能的传输设备，以应对信道故障情况下的数据传输需求。

4、电磁干扰防护：对电力通信网中的电磁干扰进行防护，可以采用电磁屏蔽、滤波和接地等措施，减少电磁干扰对通信网的影响。

享。
级干线 。 本地， 网主要承担区域 电力公 司和其所辖 区域 内 城域 的直属单位之 间的信息传送 。这些直属单位包括 ： 电厂 、 电力 配送站 、 电站 、 电所 、 电公司等 。本地／ 变 变 供 城域 网分为核心
１ ． 国家 电力数据通信 网 ．１ ２ 国家电力数 据通信 网是 电力通 信 网的重要 业务 网络 之
力调 度 自动化 系统 、 电网安全稳定控制 系统和 电力线路继 电保护装置等 电力安全 生产保障 系统发挥作用的保证 ， 国家专用通 是
信 网之 一 ， 电 力 系统 不 可缺 少 的 重要 组 成 部 分 。 是
【 关键词 】 电力 系统 ； 电力通信 网； 可靠性 ； 电保护 ； 继 移动通信 ； 网络技术
政 区 域 划 分 的不 同 ， 线 网络 可 进 一 步 划 分 为 国 家 干 线 和省 干
随着 电力 系统 的 日益发展 ， 电力 系统的全 面信 息化要求 越来越迫切 。电力通信数据 网的建设将是 电力系统信息 化建
设 的重要部分 。各省电力公司将在 现有通信 网络 的基础 上 ， 建设 一个覆 盖省公 司和全省各 地 区供 电公 司及 省属直 调厂 站 的数据 网络 ，实现 全省 电力 系统 生产管 理信 息资源 的共
台． 是实现电力信息化的基础 。
作者 简介： 司￣（９ ９ ） 男， 韩 １８ － ， 汉族 ， 宁夏银川人 ，０ ０ ２ １ 年毕 业于江西师 范大学通信 工程专业 ， 工学学士学位 ， 获 助理 工程 师 ， 现主要从 事
电力 通 信 方 面 的 工 作 。
９ 科技视界 ｓ Ｎ Ｅ＆Ｔ ｃ Ｎｏ ｏ Ｙ Ｖｓ０ ２ｆ ｃＥ ｃ Ｅ Ｈ Ｌ Ｇ Ｎ
多方语音通信 的功能 。

世纪 ８ Ｏ年 代 以后 ，衡 量 网络 可靠 性 的标准 随着 实
际情 况 发 生 了变 化 ｌ。通信 网络 的广 泛应 用 ，使 其 ７ 】
通信 传输 量 不断 增加 ，网络 堵塞 和 时延 增加 等 性能
下 降的现 象 时常 发生 ，这 引发 了 网络性 能可 靠性 的 研究 ［ １ 。 ８ ３ －】 大 量 的研 究 工 作 集 中在 网络 部 件 失 效 情 况 下 对 网络性 能 分析 的研 究 ，主要 利用 概 率加权 法 ，即
赵 娟 ， 一 ，郭 平 ，邓宏 钟 ，吴俊 ，谭 跃 进 ，李建平
（ ． 国人 民解放 军后 勤 工程 学 院 网管 中心 ，重庆 ４ １ １ ：２国防 科技 大学 信息 系 统与 管理 学 院，湖 南 长 沙 ４ ０ ７ ） １中 ０３１ ． １ ０ ３
摘
要 ：为 了分析流量变化 对网络性能可靠性 的影响，首先基于信息流动力学建立 了通信 网络流量模型 ，在此基
ｃ ｎｓｒ ｉ ｓ ｏ ｔａｎｔ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｒｏｒ ａ ｃ ｅｉ ｂｉｉ ｃ ｄｓ ｐｅ ｆ ｍ ｎ ｅ ｒ ｌａ ｌｔ ｙ； ｏｍ ｍ ｕ ｃ ｔｏｎ ｎ ｔ ｏ ｋ； ｒ ｆ ｃ ｄ ａ ｉ ｓ ｑｕ ｌｔ ｆｓ ｒ ｃ ｎｉａ ｉ ｅ ｗ ｒ ｔａ ｉ ｙｎ ｍ ｃ ； ａ ｉｙ ｏ ｅ ｖｉｅ
网 络 的连 通 性 作 为 网络 可 靠 性 标 准 来 研 究 ［ １ ０ ５ 。２ ， ６
收 稿 日期 ：２ １—１２ ；修 回 日期 ：２ １—１２ ０ ００ —８ ０ ０ １－２
基 金 项 目： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （０ ７ １ １６ ９ ４ ６ ） ７ ７ １１， ０ ０ ０ ５

ＭＴ ＢＦ＞Ｔ 小 时 １
理 技 术 也 随 之 快 速 发展 。 通 信 网对 网 络 管 理 系 统 的
依 赖 性 如 同 城 市 里 交 通 与 交 通 指 挥 系 统 的 关 系 一 样 ， 信 网 的 网 络 管 理 系 统 是 确 保 网 络 顺 利 运 行 的 通 主 要 支 撑 部 分 ， 实 时 监 视 通 信 网 络 的 状 态 和 各 项 它 性 能 指 标 ， 集 和 分 析 相 关 数 据 ， 根 据 这 些 数 据 发 收 并 出相 应 的控 制 指 令 ， 通 信 网 保 持 在 高 效 和 高 质 的 使
靠 性 ， 到 分 配 的可 靠 性 指 标 ， 常 从 以下 几 方 面 着 达 通 手 ： 络 管 理 系 统 的结 构 模 式 、 络 管 理 系 统 的硬 件 网 网
可 靠 性 设 计 、 络 管 理 系 统 的 软 件 可 靠 性 设 计 和 其 网
它方 面。
功 能 域 、 能 管 理 功 能 域 、 障 管 理 功 能 域 、 帐 管 性 故 记
全性 特征 、 全 层 次 、 全 威胁 和 安全 防 范措施 四个 方 面论述 了通信 网 网络 管理 系统的 安全 性 问题 。 安 安
关 键 词 通 信 网 网 络 管 理 可 靠 性 安 全 性 冗 余 结 构
随 着 通 信 网 络 技 术 的 飞 速 发 展 ， 信 网 网 络 管 通
状态 。
维修 性 指 标 通 常 为 平 均 故 障 修 复 时 间 （ ａ Ｍｅ ｎ Ｔｍ ｏＲ ｐ ｉ， 写 为 ＭＴ ＇） 即通 信 网 网 络 管 理 系 ｉ ｅＴ ｅａｒ缩 Ｉ ， Ｒ 统 修 复 时 间 的 平 均 值 。修 复 时 间是 网络 管 理 系 统 从 失效到恢 复规定功能所需 的时 间， 括诊断 时间 、 包 修 理 准 备 时 间 和 修 理 实 施 时 间 。 ＭＴ＇ 由通 信 系 统 的 Ｉ Ｒ 维 修 性 指 标 采 用 加 权 因 子 法 分 配 得 出 。对 通 信 网 网

重 要 基 础 设 施 。 电 力 通 信 网 的 运 行 稳 定 与
否 ， 关 系 这 国 计 民 生 ， 因 此 提 高 电 力 通 信 网 的 通 信 质 量 、 增 加 电 力 通 信 网 的 可 靠 性 是 国
家 电网 公 司 对 电力 通 信 网 提 出 的 一 贯 要 求 。
层 表 示 基 本 网 络 单 元 ，在 Ｓ Ｄ Ｈ 光 传 输 网 中 ， 基
称 为 电力 系统 安全 稳 定 运行 的三 大 支柱 。 目
前 ， 它 更 是 电 网 调 度 自动 化 、 网 络 运 营 市 场
研 究 方 法 都 是 建 立 在 可 靠 性 研 究 理 论 的 基 础 本 网 络 单 元 就 是 光 纤 和 通 信 设 备 。 在 这 一 层 上 。 因 此 ，在 进 行 网 络 可 靠 性 研 究 中 ，有 必 面 ， 各种 网 络 设 施 可 以 被 视 为 彼 此 独 立 的 部
电 力 通 信 网可 靠 性 是 指 电力 通 信 系 统 按 可
接 受 的 通 信 服 务 质 量 标 准 和 业 务 需 求 ，不 间 断 的 向 电力 系 统 提 供 通 信 连 接 的 能 力 的量 度 。
Ｉ 一 道信 摆…………………………一
电力通信 网可 靠性评价体 系与分 析
国网河北省 电力公 司高 邑县供 电分公 司 平晓岩 赵 雷超
【 摘要 】本文通过提 出完善 的电力通信网可靠性管理方法、有效的可靠性评估手段 、网络可靠性设计 与优化方案的提 出， 从 而探讨进 一步增强电力通信网的安全性， 提高电 力通信 网的整体 性能的评价体 系。
１ ． 电力 通信 网 可靠 性 评价 体 系研 究 背景

科技资讯 SC I EN C E &TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 信 息 技 术神经系统可以看作大量神经细胞通过神经纤维相互连接形成的通信系统,从大型电力通信系统到全球交通通信系统,几乎所有的复杂系统都可以抽象成通信通信系统模型,从生物体中的大脑到各种新陈代谢通信系统,这些通信系统往往有着大量的节点,从科研合作通信系统到各种经济、政治、社会关系通信系统等,节点之间的连接关系可以通过通信系统部件的相互作用描述,人们已经生活在一个充满着各种各样通信系统的世界中。

通信系统化给人类社会生产和生活带来了极大的便利,人类社会的日益通信系统化需要人类对各种人工和自然的复杂通信系统的行为有更好的认识,提高了人类生产效率和生活质量,对通信网可靠性研究的重大理论意义和应用价值也日益凸显出来。

但也给人类社会生活带来了一定的负面冲击,人们需要关注,如传染病和计算机病毒的快速传播以及大面积的停电事故等。

可靠性是通信系统最直接的影响因素。

从实际情况来看,而运营部门在具体实施方面却又缺乏综合考虑。

通信系统技术的发展为提高通信网可靠性提供了条件和可能,通信网可靠性的研究还有待作进一步深入。

1 通信系统系统可靠性度量参数1.1基本可靠性在随机性破坏作用下,基于统计物理的抗毁性参数通过观察节点或边移除过程中通信系统性能的变化,能够保持通信系统连通的概率。

基于统计物理的通信系统抗毁性参数,用通信系统状态发生相变时的临界节点(边)移除比例来刻画通信系统的抗毁性,生存性参数是概率性的。

近年来通信系统抗毁性研究的焦点出现了一个重要的新变迁,它不仅和通信系统的拓扑结构有关,常用的通信系统性能指标,也和通信系统部件的故障概率、外部故障以及维修策略等有关。

从研究小规模简单通信系统的精确性质转变为研究大规模复杂通信系统的统计属性,常用的度量参数包括端端可靠度、K端可靠度和全端可靠度。

统计物理的很多方法开始被广泛应用到复杂通信系统研究中,描述了随机性破坏以及通信系统拓扑结构对通信系统可靠性的影响。

基于可靠性分析理论的xPON通信接入网应用研究
韦磊;陈星莺;徐威;李天一
【期刊名称】《电力信息化》
【年(卷),期】2015(013)012
【摘要】为提升无源光网络系统的运行可靠性,文章根据无源接入网的结构特点,从设备器件可靠性、网络结构以及保护结构的可靠性对无源光网络可靠性进行建模,提出了无源光网络可靠性分析算法,分析了影响系统可靠性的关键因素,总结了提高系统可靠性的方法.在此基础上,设计了中低压配电系统中通信系统的可靠性架构.通过无源光网络可靠性分析,可指导设备器件的选购、网络组织结构设计以及业务管理,切实提高无源光网络的实用性,降低成本,提高系统的稳定性与可用性.
【总页数】6页(P77-82)
【作者】韦磊;陈星莺;徐威;李天一
【作者单位】国网南京供电公司,江苏南京210019;河海大学,江苏南京210003;河海大学,江苏南京210003;国网南京供电公司,江苏南京210019;国网南京供电公司,江苏南京210019
【正文语种】中文
【中图分类】TN915.63
【相关文献】
1.基于可靠性分析理论的xPON通信接入网应用研究 [J], 韦磊[1,2];陈星莺[2];徐威[1];李天一[1];
2.基于xPON的吉安铁通宽带接入网工程设计与实现 [J], 刘麒麟;余亚华
3.基于光通信技术的宽带通信用户接入网的运用 [J], 程铭
4.光通信技术在宽带通信用户接入网中的应用研究 [J], 张炎
5.光通信技术在宽带通信用户接入网中的应用研究 [J], 张炎
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i 1 n
R2
R4
R2
R4
(a) R1 1 (1-R5): R2 (c) R4 R3
(b) 2
图8.2 复杂系统的可靠度求解
现代通信网技术
10
并联系统的可靠度为： .
R(t ) 1 [1 Ri (t )] 1 Fi (t )
i 1 i 1
n
n
故可得该复杂系统的可靠度为：
9 现代通信网技术
i
一般的系统并不只是由多部件串联或并联组成的，而是串并联混合 或更复杂的系统，这些系统的可靠度都可通过等效系统的方法等效成 串联和并联系统，再串联、并联系统可靠度的计算方法得到。下面通 过图8.2 (a)所示系统的可靠度求解说明复杂系统可靠度的求解方法。 R R R R 要求解图8.2(a)中的1与2两点之间的 1 1 2 2 R: 可靠度，可以分别考虑 R5 的运行 R
(3) 产品的平均寿命 dF (t ) dR(t ) 非负随机产量x的密度函数为： f (t ) et（8-5）
dt dt
产品的平均寿命可以用概率论中求均值的方法得到，即: T tf t dt（8-6） 0 在求产品的平均寿命时，经常使用公式是： T R(t )dt （8-7） 0
此式的证明可参阅《可靠性数学》一书以及其他书籍。
6 现代通信网技术
2. 串联系统 复杂的系统往往由多个器件、部件或子系统组成。当若干个具有指 数寿命分布函数的不可修复产品串联时，可以方便地求出该串联系统 的可靠度。 图8.1(a)所示是n个部件串联的系统，各部件是相互独立的，当部件 设各个部件的寿命为 x i 可靠度为 中有一个失效时，该串联系统就失效。
现代通信网技术
第8章

（ ４ ） 二纤单 向通道保护环 （ 二 纤 同缆 ） ， 多 台光端机 ， 经 由两条光纤相连成环 ， 两纤互为主备 ， 如 图 ５所示 。
图 ６ 不 同光缆的 ＭＴＢ Ｆ分布（ 单位为 １ ０ 。 小时 。 每千米 ）
２ ０ １ ４ 年第 ０ ３ 期
一 ６ ５—
研 究 与 设 计
Ａ 马
Ｒ＝ Ｒ Ａ ’ Ｒ１ ｙ ｓ Ｒ Ｒ＇ ｙ Ｒ Ｒ Ｒ ｓ ＲＰ
２ ． ４ ． ２光缆 可靠性计算
在工作机理上分析 ，光缆可靠性 的影响 因素 主要有 机 械强度 、 环境 温度 、 环境湿度 、 环境 污染 、 电磁 干扰 、 光纤 质
一
一
（ ｌ ： ｝ ： ； ； ； ｊ ｊ ； ； ； ： ； ； ； ： ； ： ； ； ； ｉ ； ： ： ； ； ； 匪｝ 一
Ａ Ｎ Ｊｌ ＵＹ ＵＳ Ｈ Ｅ Ｊｌ
在所得到 的 ２ ６个样本数据 中 ， 最大 的 Ｍ Ｔ Ｂ Ｆ为 ２ ． ６ ４ Ｘ
１ ０ 小 时（ 每 千米 ） ， 最小 的 Ｍ Ｔ Ｂ Ｆ为 １ ． ７ ５ Ｘ １ ０ 小时 （ 每 千
米） ， 平均 Ｍ Ｔ Ｂ Ｆ为 ４ ． ５ ５ Ｘ １ ０ 小时（ 每千米 ） 。
径 的可靠性 ， 进一步影 响网络 的可靠性 。将节点和链路等效
式中 Ｒ 为光 端机 Ａ的可靠性 ； 为光 端机 Ｂ的可 靠
Ｒ 和Ｒ 分别为主备用环上的通 道可靠性 ， Ｒ 为两纤 通 成部件 ， 通信 网就可 以等效成 系统 ， 通信 网的可靠性 问题 可 性 ； 道保 护环上 的系统可靠性 。 以归纳为系统可靠性问题 。 （ ５ ） 二纤 双 向复用 段保护 环 （ 同缆 ） ， 多 台光端机 ， 经 由 ２ ． ４ ． １ 节点通信模型 两条 主用 ， 两条备用 ， 与单 向通道保 护 根据现场实 际调 研 ， 经过分 析整理后 ， 得 出实 际运行 中 四条光纤相 连成环 ， 环的可靠性相 同。 存在 以下几种节 点通 信模 型 ，分别得 到不同模型下 的可靠 性计算公式 。 （ １ ） 专用光缆通信方式 （ 同一条 光缆 ） ， 两 台光端 机经 由 同一条光缆连接 ， 如网 ２ 所示 。

和业 务服 务 可靠 性两 个 维度 出发 ．建立 通 信 网可
靠 性 分析 评估 模 型 。并 在该 模 型基 础 上形 成可 靠
性 分 析评估 方 法 ， 过定 量 和定 性分 析 手段 ， 析 通 分 通信 系统 对 电 网主 网安全 稳定 运行 的保 障 能力 。
２ １ 分 析 模 型 ．
务 。通信 业 务可 靠性 分析 评估 模 型 如图 ２所示 。
系统设 备 构成 合理 性分 析要 点包 括 ：
１ 设备 双 重化 配 置 ： ） 每个 １ ０ｋ ｌ Ｖ及 以上 厂站
和省 、地 调度 机 构通 信站 点 应配 置有 不 少于 ２套
可 独立 上 下 业 务 的 Ｓ Ｈ、Ｄ 等 光 传 输 设 备 ； Ｄ Ｐ Ｈ 对 应 分 析评 价指 标 ： 传输 设 备双 重化 配置 率 。 光
保 护 、 控 和远 动 Ｅ 稳 ＭＳ业 务 三 类 生 产 实 时 控 制 业
根 据分 析 评估 模 型 ，光传 输 网 的可靠 性 分析
从 系统 设备 结 构 、 点 覆 盖 、 节 系统结 构 、 系统 资源 、 系统情 况 和管 控能 力 ６个环 节进 行 。
２ ２ １ 设 备 构 成 合 理 性 ．．
关键 词 ： 电力通信 网 ： 靠性 ： 可 分析 ： 估 ： 评 光传 输 网
中 图分 类 号 ： Ｎ １ ．５ Ｔ ９ ５８ ３ 文 献 标 志码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ５ ７ ４ （０ １ ０ — ０ ３ ０ １ ０ — ６ １２ １ ）８ ０ １ — ４
Ｏ 引 言
一
模 型 中业 务通 道 Ｎ １ 析 目的是要 确保 在 单 一 分
一
故 障下不 会导 致 同一 条 线路 的所有 继 电保 护 通