通信网络的重要性范文

时间:2024-02-04 17:55:01

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通信网络的重要性

篇1

关键词 油田光缆;通信网络重要性;技术分析

中图分类号:TN711 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)01-0083-01

众所周知,随着我国光缆通信技术整体水平的持续提升,油田光缆通信网络在油田的发展过程中取得了良好的实践效果。通常来说油田光缆通信网络的应用在一方面能够很大程度上提升油田网络的遥信、遥测、遥控、遥调等工作的整体水平并且能够在网络监测系统上也做出较大贡献。另一方面油田光缆通信网络的应用的运用可以促使油田网络的发展朝着高效化、环保化、优质化的方向发展,因此对油田光缆通信网络的重要性和相关技术进行合理的分析就显得极为必要。

1 油田光缆通信网络重要性

随着我国数字化、网络化、信息化整体水平的不断提升,我国的油田光缆通信网络整体水平已经得到极大提升,即油田光缆通信网络正朝着信息化、数字化、网络化的方向与推进。除此之外油田光缆通信网络的发展也极大程度上促进了油田开发运行、监控、治理等工作的工作效率持续提升,从而在很大程度上改变了以往油田通信网络运行复杂、工作效率低、线路过多等缺陷。与此同时油田光缆通信网络还具有抗强电磁干扰的特性并且还具有信息数据误码率低、传输速度较快、数据保密性好等优越性,因此对于油田网络的科学、合理规划与建设起着极为重要的作用并且对于油田网络的发展有着极大的现实意义。

与此同时,随着我国油田光缆通信网络建设水平和发展水平的不断提升,我国对油田光缆通信网络的投资力度和支持力度也在与日俱增。根据相关统计资料显示,我国大约65%的油田公司在运营过程中已经基本建成了覆盖较为全面的油田光缆通信网络,这首先体现在许多油田公司注重加大对油田光缆网络的科技投入并且有效提升了油田光缆通信网络的建设水平。除此之外,油田光缆通信网络的高覆盖率还体现在了这一通信网络的运用很好的与油田公司的发展相适应并且更好地推进了相关网络的进步和智能化光缆网络的建设水平。

在油田光缆通信网络的发展过程中,实时图像监控技、油田事故预警技术等先进技术的有效推广对于提升油田公司经济效益的影响是不言而喻的。随着油田光缆通信网络信息技术的不断更新,其能够对油田光缆公司的运用进行更好地优化,与此同时也是构建数字化油田网络的基础和前提。除此之外,油田光缆通信网络的应用为油田公司树立和完善安全、高效、绿色、和谐的发展理念创造了良好前提并且为我国油田事业的数字化、现代化、网络化发展做出了突出贡献,从而很大程度上提升了油田光缆网络运行的科学性和可靠性。

随着我国油田网络传输结构的日益复杂,油田光缆通信网络的应用在很大程度上改进了通信网络的维护方式,从而在很大程度上弥补了旧有通信网络维修方式中存在的缺陷并且提升了油田通信网络的故障告警、人工分析等工作的水平。这在另一方面也说明油田光缆通信网络的发展依旧需要一套完善、可靠、合理的光缆监测系统,从而能够在契合油田通信网络特性的基础上,更好地发挥油田光缆通信网络的优越性。同时也更好地提升通信网络的安全性、可靠性、实用性、灵活性、简捷性、开放性和可扩展性并且更加有效地提升整个油田光缆网络系统的应变能力和容错能力,从而促进我国油田公司经济效益的不断提升。

2 油田光缆通信网络技术分析

油田光缆通信网络的发展需要相应的技术作为重要支持,以下从技术概述、网络组成、应用效益、未来发展等方面出发,对油田光缆通信网络技术进行了分析。

2.1 技术概述

通常来说油田光缆通信网络技术主要包括先进的告警技术、测试技术、数据库技术、网络控制技术、业务流程优化技术、地理信息系统等技术。除此之外,油田光缆通信网络技术的有效应用还能促使其将光纤测试、网管告警、维护体制建立等工作更加合理的结合起来,因此很好的促进了油田网络的全面发展。另外,油田光缆通信网络技术还包括实时监控、自动监控、告警信息分析、故障自动定位等功能,因此能够很好地确保将故障发生的概率降到最低。

2.2 网络组成

众所周知油田光缆通信网络的系统主要由监测中心、监测站、操作终端这三部分组成。通常来说监测中心是整个油田光缆通信网络的控制中心,其作用主要在于更好地接收光功率告警并且更好地向光开关发送相应的测试命令与切换命令。而监测站的主要作用在于检测、分析、判断这些命令的准确性并且技术向系统报告测试结果。而操作终端则是根据监测站提供的测试结果对其进行具体操作并且在操作中对相应的故障进行合理的解决。

2.3 应用效益

上文已经叙述过,油田光缆通信网络技术的应用具有很强的应用效益,这主要体现在系统效益上。即通过监测中心、监测站、操作终端这一系统化运作方式油田光缆通信网络能够很好地对网络进行集成并且对模块进行监控与此同时对系统进行测试。除此之外,油田光缆通信网络技术的应用还能更好地提升整个系统的操作终端的操作水平,从而在方便用户管理、维护网络线路资源的同时更好地提升工作效率。

2.4 未来发展

由于油田光缆通信网络技术的发展具有很强的优越性,因此这一技术的应用在极大程度上提升了油田光缆通信网络的运行效率并且很好的改变了以往光缆自动监测系统维护过程中被动局面,从而可以尽早地发现光缆线路隐患并且及时的进行网络维护。例如油田光缆通信网络技术的应用使得光缆的维护方式从上升式维护方式变成了受控式维护方式。这一方式的改变使得通信网络系统能够更好地与光缆线路巡检系统相结合,从而在很大程度上提升了通信网络维护部分、管理部门的工作水平并且使得油田光缆通信网络的运行显得更为集中、直观。除此之外,油田光缆通信网络技术的应用还可以很大程度上优化实时工作人员的巡检工作。即在减少整体工作量的前提下更好地实现通信网络维护工作的智能化、规范化、现代化。从而为油气的生产通信服务提供更加便利、安全、可靠、畅通的通信网络。

3 结束语

随着我国国民经济整体水平的不断进步和油田发展速度的不断加快,在我国油田光缆通信网络过程中先进技术的应用取得了良好的实践效果。因此工作人员在工作时应当对油田光缆通信网络的重要性有着清晰的认识,并在此基础上通过技术分析和技术实践的进行促进我国油田光缆通信网络整体水平的不断进步。

参考文献

[1]张岚.油田光缆通信方式综述[J].电力系统通信,2011,9(15):142-143.

[2]刘国民.油田网络自动化通信系统研究与工程实践[J].电力建设,2012,5(24):70-72.

[3]李惠宇.一种基于GPRS的配电自动化系统方案[J].电力系统自动化,2010,3(12):63.-65.

篇2

关键词:城市轨道交通 线网指挥中心

中图分类号:TN2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0206-01

随着国内许多城市轨道交通运营里程的延长,路网规模的扩大,客运需求的快速增加,城市轨道交通线网运营的任务在逐步加重,风险要素也在增多;同时,同一城市轨道交通的运营有多种形式多个运营商,各条线路之间也需要进行有效和及时的运营联动,这就迫切需要成立一个城市轨道交通的线网协调指挥机构线网指挥中心来担负起这一艰巨的使命,担当线网统筹管理这一重要的角色。

1 运营组织的协调性

1.1 各线运营的影响

线网指挥中心对于各线运营的影响主要表现在:线网指挥中心在运作上,原则上不干预各运营主体的日常运营管理,在行政上也不存在隶属关系。各运营主体负责管辖线路的日常运营,指挥中心授政府委托,从网络层面协调各线路的运营,以充分发挥轨道交通网络的整体优势,为乘客提供更优质的服务

1.2 各线运营的协调

线网指挥中心的建立既可以有效地组织制定各线网的运力配置计划,并对各运营商进行监督,同时又可以制定合理的线网调度规则。

线网指挥中心的运营协调主要表现在以下几个方面。

(1)在突发事件情况下或运营主体有需要时,指挥中心代表政府行使指挥权,指挥线路控制中心,启动相应预案。

(2)在城市轨道交通突发事件发生时,指挥中心协调不同运营主体的线路间的配合。

(3)为城市轨道交通各运营主体提供相邻线路及对轨道交通有用的公共信息,为其制定合理的运营计划、客运组织提供依据。

(4)线网指挥中心通过整合各条线路的客运和行车数据,计算得出路网各断面分时断面流量,对路网运能运力进行综合分析,从而制定全路网的运输组织方案、运力配置和调整计划。

2 运营主体的监督管理

在政府的授权下,线网指挥中心对各运营主体的服务标准进行监督管理。指挥中心成立后,根据政府授权的相关职责,及时协调解决路网日常运营中多家运营企业间、不同线路间存在的问题;根据市政府的《轨道交通路网突发事件应急处置办法》等制度规则规定,组织运营企业制定突发事件应急协调处置预案,组织编制符合线网运营的《轨道交通路网调度规则》、《轨道交通路网突发事件信息规则》、《路网运营统计指标管理办法》、《路网运营协调管理规定》、《列车运行图编制管理办法》、《共管换乘站突发事件应急处置配合预案》等规章制度,明确路网调度指挥中心的运营协调管理和应急指挥系统与各运营企业、政府部门及其他相关外部单位的职责分工及业务流程。

3 突发事件的快速处置

线网指挥中心日常负责审查各运营商突发事件应急处置预案,组织和制定线网各运营商间突发事件应急处置配合预案。当突发事件发生后,线网指挥中心协调指挥路网内各线路对突发事件进行应急处置,同时向市政府应急指挥中心及政府相关部门报送突发事件应急处置工作信息。

3.1 城市轨道交通运营企业针对于突发事件的处理原则

(1)城市轨道交通系统发生重大突发事件时,可以内部解决时,由指挥中心负责协调指挥,市交通应急指挥部总体监控。

(2)城市轨道交通系统内部无法处理时,由市交通应急指挥部负责协调指挥,指挥中心配合指挥。

3.2 城市轨道交通线网指挥中心应急处理的主要功能

线网指挥中心内设置一个集运营监视、数据共享、应急指挥、辅助决策功能为一体的综合指挥系统。该系统具有综合监视、数据共享、应急处置和辅助决策功能,主要应该包括通信系统、路网综合调度指挥信息系统。同时,指挥中心与市公安公交总队、市消防局、市急救中心、市交通委应急办等单位建立了热线电话,并将视频图像接入市公安公交总队,为轨道交通安全运营及突发事件处置提供了强有力的保障。

3.3 城市轨道交通部分区段中断后的公交摆渡支援应急处置

各种风险导致的轨道交通区段运营中断事件发生后,大量乘客在站外滞留,如再遇恶劣天气等不利因素,情况将更加急迫。应对这种由于区段中断运营导致的乘客大量滞留的典型突发事件,需要由指挥中心牵头组织,协调各运营企业及公交总队、公交集团等单位,快速采取切实可行的措施,尤其是保持轨道交通与公交联动,利用公交进行接驳和摆渡,安全及时地疏散乘客,尽力维持路网运营秩序,以杜绝由于协调措施不当和信息报送不及时、不准确造成的公众负面影响。

(1)部分区段运营中断后,运营企业应尽快组织短交路折返作业,在此前提下,以公交摆渡作为必要的补充措施,正确实施。

(2)轨道中断运营区间较长,短时无法恢复,道路交通正常,可以提供支援。

(3)指挥中心需明确掌握中断运营的站点,位置;明确已经在车站滞留和正在进行区间疏散尚未到达站台的乘客数目;根据道路路网情况,确定将乘客疏散至本线的正常运营区段,或就近疏散至路网其他正常运营地铁线路。

4 多种资源共享

4.1 空间资源共享

线网指挥中心通过建设容纳多条线路指挥大厦,达到线路控制中心的“物理集中”,从而实现同厅调度指挥,改变了传统 “一线一中心”建设模式。

4.2 人员和设施资源共享

从我国目前的现状出发,各地城市轨道交通企业存在着人员及设备重复设置的现象,线网指挥中心的设置可以实现一岗多线的综合管理的方式,同时在整个线网内人员和物资也可以统一调配。

5 票款收入清分清算及信息统计

城市轨道交通线网指挥中心设置了票务清分系统,票务清分系统从各运营线路中央系统接收所有交易和票务数据,根据票务清分规则,及时对各线的票务收入进行清分。同时票务清分系统将及时对客流、票务收入、车票使用等信息进行统计和分析。

线网指挥中心的建立要符合城市轨道交通运营管理现行体制特点,也就是“统一指挥、逐级负责、协调动作”的运营管理特点,实现调度指挥“从线向网”的转型。指挥中心承担着城市轨道交通路网日常运营组织监督协调与突发事件应急调度指挥、票款收入清分清算及信息统计等工作。因此,在许多城市的轨道交通系统中建立一个线网指挥中心是非常必要的。

参考文献

[1] 朱军,宋键.城市轨道交通资源共享探讨[J].城市轨道交通研究,2003(2):5.

[2] 朱沪生,毕湘利.上海城市轨道交通网络化建设中若干问题的探讨[J].城市轨道交通研究,2004(2):1.

篇3

关键词:电力通信网络;时间同步技术;应用

引言

时间同步系统,指的是一种可以接收外部时间基准信号,且可以按照要求向外输出时间同步信号和时间信息的系统。时间同步技术广泛应用于各种信息系统,对保证信息系统运行安全提供了充分的保障。尤其是随着通信网络业务种类不断增加,使得各个通信企业之间的联通业务也在不断拓展,使得时间同步操作就显得尤为重要。电力通信系统作为一种特有的信息系统,由于电力通信网络自身的特殊性,使得电力系统的时间定位就提出了更高的要求,必须保证时间定位精准,只有这样才能真正满足电力系统安全、稳定运行的需求,充分发挥电力系统在社会生产生活中的重要作用。

一、时间同步技术基本概念

(一)我国电力通信网的发展现状以及时间同步技术的基本概念

目前,我国电力通信网已经初具规模,主要是因为科学技术和卫星通信技术的发展,推动了电力通信行业的发展。随着通信行业的迅猛发展,以及通信行业在社会发展中的作用逐渐提高,使得以电力通信网为基础的业务种类也在不断的增加。在信息时代与通信时展的大背景下,电力通信技术的发展趋势呈现出网络业务应用IP化、网络交换技术分组化以及网络功能简单化的特征,这对电力通信行业的发展具有十分重要的影响作用。

时间同步技术作为广泛应用于各类息技术的关键技术之一,可以对系统时间进行精准的定位,保证信息数据的准确性和可靠性,进而为电力通信网络的维护提供科学的理论依据。与传统的数字同步技术不同,传统数字同步技术主要是由同步信号传输链路以及信号同步的网元等部分组成,促使其各个网元在同一个频率下面进行工作。但是传统数字同步技术不具有时、分、秒等相信的时间技术,在信息数据精准度方面存在一定程度的欠缺。而时间同步技术则是一种高精准度的技术,它可以接受外部时间的基准信号,也可以按照要求接受向外输出的时间同步信号和时间信号,有利于进一步增强信息数据的准确度和可靠性,这对于信号的分析以及电力系统状态的维护具有十分重要的作用。

(二)关键技术

时间同步技术在应用过程中需要注意其关键技术,而它的关键技术一般包括时钟源和网络传输方式。对于时钟源,将用户时钟与GPS主钟标准时间放置于同一水平线,从而获取准确的空间位置信息以及同步信号。由于时间同步技术的优势,使其广泛应用于卫星探究领域。我国成功将导航卫星送入太空,并建立完善的时间、导航以及定位的信息系统,这对于我国社会各个领域的进一步发展具有十分重要的作用。对于时间同步技术中的网络传输方式,主要是因为电力网络主要是以有线通信的方式进行数据信息传送,每一种网络传输方式都具有优点和缺陷,同样它们对于数据信息的传输准确度和时间也存在着不同,这就要求在电力通信网络中,在采用时间同步技术的时候,需要结合实际情况选择合适的网络传输方式,只有这样才能确保数据信息传递的准确性和可靠性。

二、电力通信网络中应用时间同步系统需要注意的问题

由于同步操作是确保电网可靠性的关键性因素,所以在电网运行过程中,为了在众多系统组成部分发生瞬间发生变化的时候,及时做出调整,就必须确保时间同步,以及信号信息的同步传输。尤其是随着自动化技术的不断优化和发展,使得电力系统设备的可靠性和管理水平也在逐步提升,对电力系统安全、稳定运行奠定了坚实的基础,同时也为电力通信网络的发展提供了科学的理论依据。除此之外,在电力通信网络运行的内部管理中,为了对故障进行准确的分析,及时找出故障产生的原因、位置,最大限度减少系统故障出现的可能性,提高电力通信网运行的有效性和安全性,就必须充分发挥时间准确定位的重要性。

当然,为了确保电力通信网安全、稳定运行,在电力通信网络中引入时间同步系统,就需要注意一些问题。首先,必须因地制宜,即在电力通信网中建立时间同步网,就需要因地制宜的进行全面的考虑,保证时间同步网既符合时间同步技术发展趋势的要求,还需要考虑网络运行的安全性、可靠性以及经济性,只有这样才能促使时间同步技术充分发挥出重要作用。其次,可以适当的将空中和地面同步技术进行有效的融合,充分发挥出GPS、北斗等卫星通信的重要性,为电力通信网络应用时间同步系统提供充分的保障。最后,需要根据时间同步技术应用中选择的网络传输方式,对地面链路时间同步信号进行发送,通过对信号数据的综合分析,全面了解电力通信网络的运行状态,找出影响电力通信网络安全、稳定运行的因素,并及时采取针对性的措施解决这些问题,从而保证电力通信网络的稳定运行。

总之,在电力通信网络运行过程中,随着电力系统建设的规模不断扩大,以及电力系统中自动化水平逐步提升,必须确保电力通信网络运行的有效性、安全性,才能促使电力通信系统可以充分发挥其对社会生产生活的重要作用。

结束语

综上所述,时间同步技术作为一种有效的信息技术,将其合理的应用于电力通信网络建设中,可以确保信号数据传输的准确性和可靠性,将这些数据作为理论依据应用于电力系统运行状态分析中,可以为电力系统安全、稳定运行奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]胡致远,宋洋洋,袁研根等.微功率无线通信技术在电力线路中的适应性分析[J].电力系统自动化,2014,(8):113-118.

[2]倪翠兰.浅述电力系统通信网络传输方式及时间同步技术[J].中国新技术新产品,2011,(18):35-35.

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【关键词】铁路信息化 基础通信网络 发展建设 关键技术

随着目前我国的信息化技术越来越先进,信息技术被应用到了社会的各行各业当中,铁路部门当然也不能例外。为了适应当前信息化的要求,中国铁路信息化的发展目标不仅仅是在于提高运营方面的质量,同时还要提高对社会的服务质量。随着信息技术的不断发展,铁路信息化基础通信网络也受到了极大的考验。铁路信息化基础通信网络是国家信息基础设施的重要组成部分,因此,铁路部门应当将它的发展作为重点的工作项目。今天,我们就以此题,分别从铁路信息化通信网络的建设宗旨、铁路信息化对铁路基础通信网络的需求、铁路信息化基础通信网络发展中大关键技术三个方面进行一个简单的探讨。

1 铁路信息化基础通信网络的建设宗旨

目前,我国的铁路行业正在迅猛的发展当中,而铁路通信网络的发展也已经有了四十多年的历史了。因此,在发展建设上面已经初具了一定的水平和规模。但是虽然如此,铁路部门的信息化基础通信网络还是不够完善,相对落后。这样的状况与当前信息化的发展水平非常不适应。因此我们在铁路信息化基础通信网络发展的过程中一定要遵循以下的原则、方针、以及目标。

1.1 总体原则

组建铁路信息化基础通信网络的基本原则是:追踪国外铁路信息化基础通信网络的发展趋势,并且借鉴国外先进的电子信息化技术,同时还要依据本国的实际情况,遵循先进、规范、安全、开放、共享的思想。注重信息网络的适用性以及安全性,组建一套适用于我国社会、并且是服务于全社会的信息化基础通信网络。

1.2 指导方针

铁路信息化基础通信网络中我们需要遵守的基本原则是:集中可以利用的资金改善现有交换网、加速发展全路接入网、扩大开发增值业务网、建设完善电信支撑网。

1.3 发展目标

根据上面所说到的方针,铁路信息化基础网络在发展中应当完善现在的网络系统、提高网络的安全性能、满足铁路信息系统的入网要求,为铁路的全面信息化提供一个安全、可靠、实用的平台。最终,我们要达到网络系统一体化、传输交换一体化、有线无线一体化的最终目标,同时,还要为发展铁路信息化基础通信网络提供一套切实可行的方案。

2 铁路信息化对铁路基础通信网络的需求

2.1 铁路信息化通信网络的发展现状

目前,我国的铁路信息化通信网络经过长期的发展已经取得了显著的进步。目前,已经拥有覆盖全国六点五万公里铁路沿线的通信网络、长途传输光缆线路6.5万KM、数字微波电路5700KM、卫星通信覆盖全国234个城市。并且已经形成了一套完整、独立的专用通信网络。但是,目前我们虽然取得了如此多的成就,依旧会存在着一些不足,比如:

(1) 目前通信网络中的宽带设备非常落后,在宽带设备的技术发展方面还需要一些更为先进的技术。

(2) 信息通信网络目前的发展非常不平衡,总体上呈现东高西低的趋势,也就是说东部地区的信息通信网络发展非常迅速,但是越往西面走覆盖的范围就越低。

(3) 业务网络分离,导致大量的资源被浪费。

(4) 目前信息通信网络的内外封闭,缺乏相互间的沟通。铁路通信网络当中包括了传输、交换、接入等等部分,但是目前的通信网络在发展的过程中却将各部分分开来建设,这就产生了通信网络产生的互连互通的问题。

2.2 铁路通信网络建设中的重点

在铁路的信息化过程中,通信网络的发展一直处于基础的地位。那么,我们应当如何在铁路信息化的过程中发展通信网络。

(1)我们需要加大铁路通信网的传输网建设。因为在以往通信网络的建设当中都是围绕着铁路沿线进行网络覆盖的,而在一些距离铁路线路稍远的地区网络的覆盖率非常低,甚至是没有网络。因此,在以后的建设当中我们应当加强发展IP网络,使得铁路通信网络能够服务到更多的群众。

(2)我们应该大力加快城域接入网的建设,随着铁路通信网络的不断发展,我们应该做到让更多的人可以用宽带的方式接入到铁路网络当中。

2.3 铁路通信网络的需求

(1)随着铁路通信网络的进一步发展,我们要做的不仅仅是提供容量安全、可靠的通信网络,同时还要预留充足的通道使用与固定、移动、卫星等等的多种方式和数据、语音、传真、图像等等多种形式。

(2)铁路通信网络下一步的发展应当根据广大旅客和货主的需求而制定。要做到各种货运信息能够及时的,使得广大的旅客可以及时、方便的获取自己所需要的信息。

(3)加大应急通信网络的建设和路内通信网络的建设。

3 铁路基础通信网络建设中的技术研究

(1)兼容铁路多厂家、多制式通信设备的电信管理网研究。

(2)智能网络的研究,国内外相关业务市场的研究,铁路智能网市场预测,可行性分析。

(3)现有传输网、交换网、数据网等基础网体系,性能评估,结构优化。

(4)光缆为主、数字微波、卫星为辅的最佳网络规划、提供通道保护、迂回路由。

(5)接入网的研究,路网的有效覆盖,各种接入技术对比,最优接入方式。

4 结语

随着目前我国的经济实力、科技实力的不断发展。铁路建设的重要性也显得越来越突出了。今天,我们就以此题,分别从铁路信息化通信网络的建设宗旨、铁路信息化对铁路基础通信网络的需求、铁路信息化基础通信网络发展中大关键技术三个方面进行一个简单的探讨。希望可以对目前我国的铁路信息化通信网络的建设起到帮助的作用。

目前我们负责施工的北京通信基础网及沈阳通信基础网项目正在紧张施工中,以北京铁路局通信基础网设施改造工程为例,对既有北京铁路局局干传输网OTN系统、相关各线MSTP系统、数据网系统及通信电源系统进行适应性改造,实现北京铁路局核心、汇聚、接入网与铁路局之间传输、数据系统业务的进展及传送带宽得到保障。本工程分为京包线、丰沙线、京原线三部分进行实施,例如

京包线新设SDH10Gb/s汇聚层及SDH2.5Gb/s接入层传输系统。OTN业务节点设置在各铁路线交叉点、业务汇集点等重要节点上,并通过路局内铁路沿线光纤互连,组成局干网络。从这些工程的开动,我想也希望,未来铁路通信信息化建设的步伐将会更大。

参考文献

[1]刘云.铁路信息化通信网络结构和技术 第一讲 铁路信息化通信网络的结构分析[J].铁道通信信号,2001(01).

[2]国敢.铁路信息化领导小组办公室领导到铁科院电子所座谈、听取汇报并指导工作[J]. 铁路计算机应用,2004(01).

[3]陈振权,尔玲春,潘光艳.铁路信息化建设的战略思考[J].铁路计算机应用,2004(12).

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关键词:计算机;通信;网络安全;策略

一、计算机通信网络安全的必然性

随着通信网的一体化和互联互通, 共享资源步伐的加快, 在人类正在享受信息革命带来的巨大便利的同时也不得不面对因此而生的通信网络安全问题。通信网络安全的实质就是要保护计算机通讯系统或通信网络中的各种信息资源免受各种类型的威胁、干扰和破坏, 即保证通信信息的安全性。因此, 如何保证通信网络的安全和保密问题对今后计算机通信网络的发展就显得尤为重要。

二、影响计算机通信网络安全的因素分析

计算机通信网络信息的安全涉及到计算机科学、网络技术通信技术密码技术信息安全技术应用数学、数论、信息论等多种学科。它主要是指保护网络系统的硬件、软件及其系统中的数据, 使之不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏更改、泄露, 系统连续可靠正常地运行,网络服务不中断。

1.影响通信网路安全的客观因素

首先, 通信网的广泛联结性为网络攻击提供了条件, 包括政府部门文件在内的需要保密的政治、军事信息的交流传输, 是依靠普通通信线路来传输和交换的, 虽然也有一定的防护措施和技术, 但还是容易被窃取。二是计算机系统及通信网络本身易损性特点决定其受攻击不可避免。目前普及的微软操作系统各种补丁相继不是说明它越来越安全。三是计算机病毒的传播, 使系统遭到攻击, 数据被篡改或是销毁, 造成系统部分或全部崩溃。四是目前的通信网络系统普遍使用商用软件或是在其基础上稍加改进的软件, 而商用软件的源代码源程序时完全或部分公开化, 使得这些软件具有众所周知的安全问题。

2.影响通信网络安全的主观因素

(1)软硬件设施潜伏安全隐患。网络软硬件系统在设计时为了方便用户的使用、开发、和资源共享以及远程管理,总是留有“窗口”或是“后门”, 或利用现有的网络通信协议(TCP/IP,UDP协议)所允许的网络端口通道进入网络系统, 登录用户终端或服务器等数据设备, 同时在软件设计时不可避免的也存在着许多不完善的或是未发现的漏洞(bug)。如果在使用通信网络的过程中, 没有必要的安全等级鉴别和防护措施, 便使得攻击者可以利用上述软硬件的漏洞直接侵人网络系统, 破坏或窃取通信信息。

(2)传输信道上的安全隐患。如果传输信道没有相应的电磁屏蔽措施,那么在信息传输过程中将会向外产生电磁辐射,专门设备可以接收到。另外,在计算机通信网建设和管理上, 目前还普遍存在着计划性差, 审批不严格, 标准不统一,建设质量低, 维护管理差, 网络效率不高,人为因素干扰等问题。

三、计算机通信网络的防护策略

计算机通信网作为信息系统的神经网, 它是受到干扰破坏的重点。针对上述存在的信心安全的威胁, 必须采用有效的措施, 把网络风险降到最低限度。

1.提高通信网络安全的对策

(1)强化网络安全教育。开展网络安全研究, 加强技术交流和研究, 掌握新技术, 确保在较高层次上处干主动。

(2)要认识到计算机通信网安全的重要性。在通信网顶层设计和管理中把网络安全放在重要位置。过去对“ 安全” 的认识偏重于对系统自身实体为对象, 追求系统自身的无故障, 零差错。现代的网络安全概念应该延伸到以网络系统、网上信息、网络管理、数据对象、数据分析、通道控制等, 追求的是系统、信息、数据和联通通道的保密性、完整性,可用性和可控制性。

(3)强化内部管理, 发挥人在网络安全上的基石作用。人员是网络安全管理的关键之一, 人员不可靠, 再好的安全技术和管理手段也是枉然,故计算机通信网络的安全管理必须充分考虑人的因素。加大网络管理人才的保留, 加强各部门协作, 加大高级网络技术人员的培养和选拔, 使他们具有丰富的网络技术知识, 同时也具有一定的实践经验, 从而达到有效的防护网络设备。

(4)网络的建立与使用要严格审批手续。通信网的开设、关闭、调整以及工作状态的改变, 必须经网络管理部门的批准。用户在网络内增设终端等设备, 也必须经网络管理部门的批准后才能建立。确立密码加密技术在网络安全防护中的主导地位。

2.提高通信网络安全的措施

为了实现对非法人侵的监测、防伪、审查、和追踪, 通信网络中采用了若干安全防卫措施。这些安全措施在复杂性、耗费比、实现和维护难度, 以及需要人工干预等方面都各有差异。没有任何一种单独的防卫措施可以防卫所有的入浸或是破坏, 但可把各种安全措施适当的组合起来可解决大部分非法人侵的问题。

(1)身份鉴别。身份鉴别是利用用户口令和密码等鉴别方式达到网络系统权限分级, 鉴别真伪, 访问地址限制, 如果对方是无权用户或是权限被限制用户, 则连接过程就会被终止或是部分访问地址被屏蔽, 从而达到网络分级机制的效果。

(2)网络授权。网络授权是指利用网络管理方式向终端或是终端用户发放访问许可证书, 利用访问控制方式防止非授权用户是哟过网络和网络资源, 有权用户才能进人网络选择和使用网络资源。

(3)数据保护。 数据保护是利用T CP/IP 的后六层协议,或是UDP 的四层协议进行有效的数据加密,利用数据加密后的数据包发送与访问的指向性, 做到数据包在整个网络流程中的保密性,即便被截获也会由于在不同的协议层中加入了不同的加密机制, 而形成大干的加密效果,将密码变为几乎不可破解的效果。

(4)发放和收方确认。 用发送确认信息的方式表示对发送数据和收方接收数据的承认, 相当于电子签名的方式, 以避免不承认发送过的数据和不承认接受过数据等而引起的争执。

四、总结

信息技术的进步带动了通信网络的迅猛发展,既为计算机通信网络提供了难得的发展机遇,又给计算机通信网络的安全提出了新的挑战,做好计算机通信网络安全防护至关重要。

参考文献:

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【关键词】移动通信;应急方案;网络安全

基于移动通信系统运行特点,为减少系统故障产生的损失,必须要制定完善的应急保障方案,建立应急通信,利用各种机动通信作为补充,确保在特殊情况下也可以可靠通信。需要明确应急网络通信保障的重要性,确定应急保障方案制定方向,以满足特殊情况运行需求为目的,对专业技术进行分析,保证方案制定的合理性与实用性。

一、移动通信网络应急保障方案制定重要性

移动通信网络因为运行环境的特殊性,受外部因素影响大,很容易出现故障。因此,为保证通信网络运行的可靠性与稳定性,必须要在综合应急预案基础上,做好特殊事件的专项应急预案。要求除了要做好本部门编制工作外,还需要与相关部门取得联系,通过及时沟通来维持有效的相互协调作业,提高应急预案实施的科学性与合理性。突发事件具有不可控特点,这样就要求应急方案的编制与实施需要具有较高的灵活性,可以根据实际情况对方案内容进行调整、修改和完善,使其可以更好的与实际情况贴合,将服务工作落实到位[1]。

二、移动通信网络应急保障方案制定原则

1.安全性原则。无论是面对何种要求,均需要保证通信网络具有较强的运行安全性,可以最大程度上来抵御来自各个方向的影响。因此在编制应急保障方案时,必须要将安全性原则落实到位,对影响通信网络运行效率的各项因素进行分析,并选择和落实专业处理措施,将影响控制到最低。另外,对于应急事件,除了要保证通信系统运行安全性外,还需要重视工作人员生命安全,将各项安全防护措施落实到位,避免不必要安全问题的发生。2.标准性原则。即移动通信网络应急保障方案的编制,无论是何种目的,均不能超出国家相关规章制度,将所有方案内容控制在专业要求范围内,落实标准性原则,严禁出现违法违纪行为。因为网络通信具有一定特殊性,在实际应用中也更为灵活,可以采用多种方式,如果没有统一的规范标准,势必会在实际应用中出现问题,不仅不能满足应急事件通信需求,反而容易产生其他问题。3.迅速性原则。应急保障方案的基础要求就是可以在短时间内做出反应,满足通信要求。因此需要构建移动通信应急快速反应机制,对接收到的所有指令、信息第一时间进行解读和处理,缩短整个通信与应用过程,争取将不良影响降到最低[2]。另外,还要兼顾最优化原则,对于很多特殊事件,如自然灾害发生时,可以将移动通信应急保障中心落实到灾区救援工作上,最大程度的发挥出现移动通信网络应急能力。

三、移动通信网络应急保障方案优化要点

1.保持完善功能。第一,故障基站代替。如果无线网内部分基站出现故障,在未排除故障前,可以利用移动通信应急系统来代替故障基站,避免通信系统内出现空缺。第二,突发话务与应急通信保障。对于特殊时期,为满足特殊会议召开需求,需要针对短时间内话务通信急剧增加问题进行分析,通信网络编制时,增加基站设备与应急通信车,并对会议突发话务进行评估,合理安排人员车辆,并与相关部门有效沟通,针对载频数量和频率进行网络优化,要求通过应急通信系统来保障实际应用需求。例如关闭彩信、无效鉴权、GPRS上网以及应用更小定时器等方法,对业务进行简化处理,为语音业务提供更多资源。2.应用先进技术。现在我国已经逐渐建立了应急通信体系,并且已经有传统的固定通信设备转向无线、车载通信设备,且由单一方式发展成多样性,具有更高的灵活性。现在常用的应急通信技术如GSM网络加固与优先级保障、应急联动、无线集群系统、应急通信指挥车、视频监控以及卫星通信等。其中,GSM网络可以利用路由冗余、重要设备冗余、路由冗余备份的方式来满足应急事件通信需求。并且还可以通过eMLPP与接入类别区分技术,处理用户分析服务问题,确保通信畅通。而无线集群系统作为主要应急通信技术之一,多被用于生产调度、指挥控制等业务通信,具有良好的易用性、保密性与建设快速性特点。3.技术应用保障。第一,备份冗余。通过冗余配置和备份策略方式,来提高网络运行可靠性。就现有GSM网络来说,可以选择应用HLRN+1备份、MSCPOOL与MSCN+1备份等方式。第二,物理叠加网。应用现有成熟GSM技术和产品,基于原有网络建立一个GSM薄网,只在紧急情况下开启,满足特殊群体基本通信功能,解决应急救灾通信需求。

结束语

编制通信网络应急保障方案,需要掌握现有通信技术,并根据实际通信运行状态进行分析,以满足特殊事件发生时对通信的需求,选择专业技术对通信系统进行优化。

参考文献

[1]黄剑春.关于移动通信网络应急保障方案的优化[D].北京邮电大学,2012.

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通信网络的安全,其实可以从很多角度进行定义。从一般的意义上来看,网络的安全主要是指网络的信息输入以及输出的安全,以及对网络进行控制的安全,简单地讲,网络的安全就包含了对信息以及对管理权限的安全防护两个部分。当前国际上的标准组织也把信息的安全认定为信息是具有可用性、完整性、可靠性以及保密性的。而所谓的管理权限上的安全保护,就是网络的身份认证、授权上的控制、访问上的控制,具有不可否认的特性。随着时代的不断发展,通信网络已经成为了网络技术的重要一部分,通信网络已经极大地实现了普及以及演化,进而让人们进行信息交流的方式已经发生了重大的改变。通信网络作为传递信息的一座重要的桥梁,具有比较大的不可替代性,并且对于社会上各种经济文化生活实体都产生了非常大的关联作用。这样一种极为紧密的联系,在一方面给整个社会乃至于世界都带来非常巨大的商业价值以及社会文化价值,而从另一个方面来讲也必然是存在着非常大的潜在性危险,如果通信的网络出现了安全的问题,那么就会出现牵一发而动全身,导致千千万万的人员在信息的交流上存在障碍,并且会导致这些进行沟通的人的信息泄露出去,并带来极为严重的经济价值以及社会价值的巨大损失。所以对于通信网络的安全问题,应该说是必须要提起我们的关注和预防的。当前计算机网络的入侵事件已经屡见不鲜,对于通信网络也同样如此,因为通信网络的安全问题,发生的信息泄露以及信息的损坏,其经济损失更是十分巨大。从现在来看,通信网络的这些网络上的攻击已经越来越呈现出多元化发展的趋向,并且相对而言也比较隐蔽。通信网络的攻击者往往是透过非法的渠道去盗窃他人的账号、密码以及关系网络,对这个通信网络的各项行为进行监视,并且截取自己需要的机密信息。整一个盗取过程是非常的短暂,而且也难以察觉,手法更为隐蔽,所以在通信网络的安全问题上,更需要发展新的安全技术进行保护。

二、通信网络的安全技术现状分析

当前的计算机系统以及计算机网络与生俱来就有必然的开放特性,这种开放的特性,也促使通信网络的运营商以及国家的通信信息部门会加强网络的相关工程技术人员以及管理人员的安全防范意识以及在安全上面的技术水平,将在通信网络的固有条件之下,尽可能将通信网络的安全隐患降低到一个最低的水平。当前部分通信网络的使用者的安全意识并不是很强,而且在操作的过程中技术上出现不熟练的情况,在安全的保密的规定以及操作的流程上有所违反,导致在公开保密方面的权限不清楚,密件有时出现明发的状况,同样的密钥长期都是反复地使用,这样就容易导致密码被破译,最终能够运用这些泄漏出去的口令以及密码在时间到了之后还能够进入到系统当中。软件和硬件的设施上也可能存在一定的安全隐患,有些网络的运营者为了更为方便地进行管理,导致有一部分的软件以及硬件的系统在设计的时候存在以远程终端来登陆,进而对通信的通道进行控制,同时也在通信软件的设计过程中不可避免地存在一些未发现或者无法完善的bug,加上部分商用的软件程序在源程序上是完全的公开,或者是部分的公开,这就使得部分低安全等级的通信网络使用,可能会出现网络的攻击者利用上述的软件以及硬件的漏洞之间入侵到网络的系统当中,进而对通信的信息进行破坏以及盗取。在通信网络的传输信道方面,也存在一定的安全隐患。如果通信网络的运营商没有对自己的信息传输信道上进行相对应的电磁屏蔽方面的设置,那有可能在网络的信息传输之时,会对外产生一些电磁的辐射,而一些不法分子可以运用一些电磁的接收设备对相关的通信信息进行窃取。此外,当前对于通信网络的建设以及管理上,还存在着很多的不成熟的状况,在审批上不够严格,计划上不够严谨,网络的管理在建设方面存在一定的质量漏洞,网络的维护以及管理上相对较差,而且通信网络的效率不够高,而且存在一定的人为干扰因素等等。所以,通信网络的安全性应该得到更多的技术支持和加强。

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(1)云计算的统计与储存功能都十分强大。云计算的中心即是互联网。并且在网络结构中都体现出统计和储存的必要性。运营商通过这种办法减轻了网络终端的负载,只有这样才可以通过网络用户提高云计算的使用率,从而快速的得到自己所需要的信息。

(2)云计算的虚拟特点也是非常主要的特点,网络时代虚拟程度不断加强,对于云计算中的虚拟化是指计算机硬件和网络设备服务器等全部虚拟化,对于这种虚拟化来说,其中技术要求更高些。相关工作人员在进行虚拟化技术时,必须要建立一个网络资源共享基地,通过这个共享资源基地的建立实现云计算服务。

(3)云计算的计算能力非常强大,性价比更加合理。超过了普通计算机的几万倍。所以在移动通信统计中,凭借快速的计算,提高了通信效率。云计算的功能可以同超级计算机进行对比。虽然功能和储存都占有非常大的优势,但是云计算的性价比也是非常高的,并且非常合理。往往都是让客户花最少的钱,享受到更加高效率快捷的服务。并且在一些云服务中不收取任何费用。让用户在有网络的地方随时随地享用到优秀的资源与服务。最大限度的方便了用户。

(4)单说云储存功能,其功能是非常强大的,用户可以通过云储备大量的实用资料,并且可以让其作为储存备份管理的移动设备。虽然有许多用户担心储存资料是否会被泄露,其安全是否有保障。其实这一点担心是完全没有必要的,因为云计算运营商的资源安全问题也是工作中重点去做的事情。保护广大用户的利益也是云计算必须要做到的。除非在用户允许的情况才可以将其资源共享给其他人。

2云计算在移动通信网络里的优化

云计算在移动通信网络中,把通信网络环境和个人终端设备进行完美结合,有效的将数据储存云端和个人身份识别系统,以及云内部资源等进行整合。在通信网络优化中,云计算服务像通信运营商提供的是优化的服务。并且运营商可以通过唯一的用户名获得认证。之后在让客户进行云端服务,进行资源访问和利用。从而获得最佳的优化方案。这样不仅仅使其有了强大的功能,而且通过云计算服务也提高了通信运营商的安全指数。所以在云计算中的通信网络发展前景是非常良好的。

2.1改变移动通信模式

有了云计算服务,改变了移动通信模式,在传统的移动通信网络中,移动通信在处理数据的时候,需要运营商对不同区域进行数据汇总,对于不同的厂家来说,优化难度自然会大大加大,同时,在传统的网络优化中,水平非常有限,对于数据优化结果来说也是非常不理想的。而把云计算加入到移动通信网络优化里,减少了运营商工作量,对于运营商来说工作变得轻松起来。云计算的运用使用,减少了分析、处理等繁琐了工作细节,在移动通信网络中只需要把接受到的数据进行优化即可。总之,不论在工作效率还是在优化水平上,都可以说是为移动通信网络优化提供了便利条件,从而提升了移动通信网络优化工作效率。

2.2投入少,节省资金,服务水平高

以往要想建立一套移动通信网络优化系统,其资金的投入是非常大的。资金投入大最终得到的经济效益自然会少。这就是移动通信网络前期投入的重要性。在使用云计算模式之后,服务水平提升的同时也降低了运营商的前期资金投入。但是有些运营商会考虑投入少会不会影响日后收入效益。而且服务水平是否会降低。这种考虑是周到的,但是云计算的使用完全可以免去后顾之忧。对于网络资源方面更不会减少,相反的还会有所丰富。单从网络资源方面来讲,其资源是来自世界各地的,网络资料非常全面。服务水平是非到位的。

2.3提升优化水平

云端的资源非常巨大,并且包罗万象,所以对于移动网络的优化管理非常重要,在使用了云计算模型之后,运营商就能够对各种政策和信息更加了解,移动通信网络的优化工作也会因此更加顺利。

2.4维护费用少

为了能够更好的促进移动通信网络的优化,相关的维修人员需要不断进行网络优化以及计算机维修,而采用了云计算模型之后,工作人员的工作量就会减少很多,工作也相对便捷,对于计算机的更新问题也不必专门去安排,运营商也节约了很多招聘人才的资金,网络优化的费用也会节约很多。

3结语

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关键词:城市消防规划  消防通信 通信技术 应急救援 

1、前言 

随着我国应急救援体系的发展,消防部队已逐步成为城市主要的应急救援力量,广泛参与到自然灾害、事故灾难、社会安全事件等公共突发事件的应急救援处置中,并承担了部分非紧急的社会救助任务。消防通信是消防部队开展灭火救援行动的根本保障,是未来城市应急救援体系中信息通信的主要组成部分。美国911恐怖袭击事件中警察和消防员未建立统一的通信手段而造成的惨痛教训凸现出城市消防通信规划的重要性,所以在城市消防规划编制过程中合理规划和部署消防通信的建设和发展,在规划方针的指导下逐步建立和完善城市消防通信体系,是消防部队在执勤备战和灾害救助中全面发挥应急救援能力的根本保障。 

2、消防通信规划的现状 

消防通信规划的编制主要由城市规划设计单位和消防部门共同完成。由于城市建设和通信技术的高速发展,各地消防通信系统也在不断的扩展和升级,消防通信建设所依据的《消防通信指挥系统设计规范》等规范文件的要求与目前的应用现状相差较大,内容滞后且不全面,对规划编制的指导意义不够充分,一些通信指挥系统虽已达到火灾报警、火警受理、灭火救援通信调度等应用的基本要求,实际中却不能满足新形势下消防部队应急救援通信指挥的需求。并且由于消防通信规划的专业性较强、技术要求高、涉及的领域广泛繁多、基础设施建设发展不均衡等方面的原因,使消防通信规划的编制工作难以有效和深入开展,造成部分城市消防通信规划的内容空泛、缺乏深度、可操作性较差,不能切实有效的指导城市消防通信建设和发展。此外我国的应急管理体系建设起步较晚,部分消防通信规划内容仅片面集中于火灾事故方面,缺乏城市应急救援总体发展的综合考虑,造成消防通信建设与城市应急救援体系建设脱节。 

3、消防通信建设现状 

消防部队的信息通信建设按照公安部消防局信息化建设的总体规划部署和具体要求展开,实施主要依靠当地政府财政拨款、当地公安部门和电信部门的通信网络建设以及消防部队自身的信息化装备建设来完成,目前各级消防部队均已形成了相对独立的消防信息通信体系。以下将从基础通信网、消防通信指挥中心、消防综合业务信息系统等几个消防规划中涉及的重点方面具体展开论述。 

3.1 基础通信网络 

基础通信网络是消防通信和城市应急通信的基础设施,网络的建设直接决定了消防部队的信息应用能力,所以基础通信网络的发展是消防通信规划的重点。目前消防部队依托公安信息网、公众电信网、无线超短波通信网、卫星通信网等多种通信网络传输语音、图像和数据,形成了一套较为完整的消防通信网络体系,以下归纳为计算机通信网、有线通信网、无线通信网、卫星通信和短波通信网等几部分介绍。 

3.1.1 计算机通信网 

目前消防部队各级单位均已接入了以公安信息网为基础的计算机通信网,这一网络是消防部队数据通信的基础网络,承担灭火救援指挥调度、消防综合信息管理等大部分信息系统的数据传递,并可实现IP语音电话和视频传输等多媒体应用。为保证调度指挥等重要信息的可靠传递,部分节点间还建立了指挥调度专线和备份网路。在消防通信规划中应按照当地公安信息网和消防部队自身信息通信的建设情况以及各级消防部队的信息通信需求,合理规划消防计算机通信网,确保网络的全面接入和可靠畅通。 

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关键词:通信网路 可靠性 层次 测度

中图分类号:TN93 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0003-02

随着通信、信息、网络技术的高速发展与广泛应用,人们对通信网络的依赖愈加明显,随之而来的可靠性问题日益成为用户关注的焦点领域。现代通信网络是一个复杂系统,融合了多学科领域,因此对其可靠性的研究是一项系统工程。

从目前的公开文献来看,通信网络可靠性研究分布于网络应用的各个层次与领域,一般可对应于OIS(Open System Interconnect)系统模型的划分。同时,通信网络的复杂性、动态性、多态性等属性为可靠性评估与优化提出了新的挑战,导致了研究的视角与侧重点也不尽相同。拓扑结构是通信网络的核心特征,其依据拓扑来组织网络形态,进而体现通信网络系统的整体性。因此,对通信网络拓扑可靠性的研究处于整个通信网络可靠性研究的中心地位。

1 通信网络可靠性研究的层次体系

1.1 拓扑可靠性处于核心地位

如引言中所述,拓扑可靠性并不能完全表征整个通信网络的可靠性,其研究对象只关注于网络的拓扑结构,忽略了网络通信设备、路由策略、承载业务、管理效率等因素所带来的可靠性变化。拓扑层高于设备层,同时是路由层、业务层等高层可靠性的基础,在整个通信网络可靠性中处于承上启下的中间环节,其影响可见一斑。

通信网络可靠性可分层讨论,每层均应设计相应的指标与测度方法,以完成对通信网络可靠性的定量描述。因此,通信网络可靠性应具备一个同向、协调、完备的指标体系。在对目前文献梳理的基础之上,可得可靠性指标体系。同时,各文献对可靠性的理解与划分具有相互重叠性,而且关于同一类指标的描述也不尽相同,新的指标也不断被提出。

1.2 拓扑可靠性指标分析

在网络拓扑可靠性的指标描述上是想通的,即在抗毁性与生存性上具有广泛共识。同时可见,连通度是两者的指标与测度设计的基础因素。

(1)网络拓扑抗毁性。主要用于刻画在确定的网络组织结构(即网络拓扑)、预定的破坏(攻击)方案下,通信网络依然能够保持全网或部分连通(物理可达)的能力。在对实际网络进行拓扑抽象之后,抗毁性指要破坏(中断)部分网络节点连接需要移除(破坏)的最少网络节点或链路(边)的数目,从而表征出破坏整个或部分通信网络的困难程度。可见,抗毁性完全由网络拓扑结构所决定,是可靠性的一个确定型指标。

(2)网络拓扑生存性。生存性最显著的变化是引入了网络部件的失效(故障)概率,用于刻画在随机故障或蓄意破坏之下,保持通信网络整体或部分连通的概率。其建立在图论与概率论基础之上的可靠性分析,不仅受网络拓扑结构的影响,同时还依附于网络部件(设备)的故障概率与模式、网络维修与管理等因素,因此网络拓扑生存性是广义的拓扑层可靠性。

2 基于连通的通信网络拓扑可靠性测度

通信网络拓扑可靠性问题可抽象为图的可靠性问题,用图G(V,E)来描述拓扑结构。其中,V表示网络中节点的集合,例如用户终端、服务端、路由服务器等;E表示连接网络中节点的边(链路)集合。同时,本节主要讨论拓扑可靠性的非概率(静态)测度,即不考虑上层业务或下层设备影响,将问题视角完全限定在拓扑层面。

目前,关于拓扑可靠性的静态测度研究很多,可谓仁者见仁,测度设计的侧重点各不相同。例如:连通度(vertex connectivity)、坚韧度(toughness)、完整度(integrity)、粘连度(tenacity)、离散数(scattering number)、膨胀系数(expansion coefficient)等。其中,连通度是拓扑的基础指标,后续的测度均建立在对连通性的充分考虑的基础之上。因此,本节以连通度为重点展开讨论。

2.1 边连通度与节点连通度的定义

(1)边连通度。

记为,其大小等于使网络成为不连通图所需去掉链路(边)的最少条数。它反映网络节点间的内聚程度,是网络可靠性的一个基本度量指标。例如:通过分析可知,所示的网络分割至少需要移除3条边,即边连通度。

(2)节点连通度。

也成为点连通度,记为,其大小等于使网络成为不连通图所需去掉的节点的最少个数。同理,网络的连通度。从某种意义上讲,点连通度是比边连通度更重要的网络可靠性度量指标,这是因为在网络中去掉某个节点就意味着与之关联的所有链路将失去意义。

2.2 边连通度与节点连通度的算法

(1)算法的基本思想。

通常,要求给定网络的边连通度,需要首先确定任意不同两点的链路割集。设和是的两个不同节点,所谓的一个链路割集是指这样的链路集合:若去掉其中所有链路,网络将被分割成两个分支,一个包含节点;另一个包含节点。假设是中所有链路割集中链路的最小数,则就是切断和之间所有路由所需从中删去的最小链路数,故网络的边连通度可按(1)式计算:

2)网络边连通度计算步骤。

由前所述,计算网络边连通度的算法思路是:先按标号算法求分离任两点的最小链路数,然后,再求所有这些数的最小数即可。但是,上述求的算法是针对有向图给出的,而网络边连通度是针对无向图的,因此,算法需首先将原无向网络转换成等效的有向网络。具体计算步骤如下:

第1步:对给定网络,任选一对节点和,按下面的步骤求分离和的最小链路数:

①首先将转换成有向图。方法是:将链路集中以为端点的链路转换成中以为起点的到相应节点的有向链路,将中以为端点的链路转换成中从相应节点到节点的有向链路,又将中其他链路转换成中2条有向链路和。

②用标号算法,求中分离与的最小链路数。

第2步:对所有节点对,,重复上述步骤计算,最后计算:,即网络的边连通度。需要注意的是:由于,对于含有个节点的图,第2步中需要计算的共有个。

3)网络节点连通度计算步骤。

算法的思路是:将割点问题转换成割边问题,从而使求网络节点连通度的问题转换成求网络的边连通度问题。转换的方法是:在网络中任选一对节点和,首先,类似于边连通度算法一样,将转换成有向网络,然后,再将构造另一个有向图,构图规则是:将中除和外的每个节点拆成2个新的中的节点和,并用中的有向链路将它们连接起来。将中每一链路换成中的链路,并把标为,标为。

由构图规则可知,在新的网络中,从发点到收点的包含节点的一条路由,必定包含一个顶点拆成的两部分之间的那条弧。并且原图的一对相邻点及其间的边被转换成等效的由4个节点组成的“8”字形有向回路。因此,一个链路割集在切断中到的所有有向路由方面,与在原始无向图中去掉节点割集有相同作用,即中等于中。综上,可得网络节点连通度算法计算步骤如下。

第1步:对原网络的任一节点对和,按上述规则构造新的有向网络,并用标号法求中分离和的最小链路数,即中分离和的最小割点集点数。

第2步:对所有节点,计算,即得的边连通度。

3 结论

本文讨论了通信网络可靠性的层次划分与影响因素,针对性的分析了拓扑层可靠性的指标与测度,指出了“连通度”作为拓扑层可靠性基础测度,以及其对其它测度设计的重要性。同时,详细分析了节点连通度与边连通度的计算思想与算法步骤。最后,通过一个相对简单的算例演示了通过边与节点连通度计算来评价某一通信网络拓扑可靠性的主要流程。

参考文献

[1]罗鹏程,金光,周经伦.通信网可靠性研究综述[J].小型微型计算机系统,2000,21(10):1073-1077.