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摘要：本文主要介绍了通信网和电力通信网的整体构成形式，以IECSA提出的二十种通信环境为基础总结各种通信环境对通信业务质量的需求，给出了电力通信业务的分类方法；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比较，确定了将有效性作为电力通网可靠性的研究测度：全面阐述了本论文的整体研究思路。
关键词：通信网；电力通信；可靠性
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。在上述分析的基础上，专家提出通信网可靠性的新定义：网可靠性是指通信网在实际连续运行过程中完成用户的正常通信需求的能力
3 电力通信网可靠性问题
（1）电路可靠性研究
研究通信电路的可靠性问题以有效性为测度，研究电路的有效性模型，进一步研究网络中不同有效性指标的电路分布情况，间接评价网络的有效性水平。同时，考虑部件有效性参数的分散性，利用模糊有效性表示不确定信息，有利于全面了解通信电路的有效性状态。
（2）业务可靠性研究
当多个通信电路部署在同一个网络上时，电路与电路之间可能会存在很多共享的网络单元，这些共享单元的失效会同时影响多条电路的可靠性，这种影响在对单条电路有效性进行分析时没有给予考虑。为了准确分析网络的可靠性，共享单元必须作为一个公共原因部件被加以考虑。业务可靠性研究就是首先设定网络的业务闺值，由闽值确定网络业务可靠性的判断边界，利用状态组合方法，进一步计算网络业务的可靠性。业务可靠性研究中所使用的参数仍为有效性参数，因此，也把网络的业务可靠性称为有效性。
（3）网络系统可靠性研究
上述的电路可靠性研究和业务可靠性研究属于“细粒度”的研究方法，当网络规模变大、网络复杂度提高时，上述方法将变得非常难以实现，特别是业务可靠性研究方法，它受网络规模和网络复杂性的影响更大。因此，电力通信网可靠性研究应该从系统工程的角度出发，全面分析网络可靠性影响因素，建立评价指标体系，对电力通信网进行定性和定量相结合的分析评估。基于系统工程的方法具有全面性和科学性。
5.2有效性
通信网是一个可维修系统，用有效性测度表示可维修系统的可靠性是最佳选择。有效性是指网络在运行状态下，在给定时刻完成规定功能的概率。有效性也可以解释为网络运行时间与某个指定时间段的比值。确定通信网的有效性需要两个时间参数，一个是平均故障时间MTTF （Mean Time To Failure， MTTF），另一个是平均维修时 MTTR （Mean Time To Repair， MTTR）。MTTF的数学表达式为
其中h（t）为系统在时间t内完成维修任务的概率密度函数。
5.3生存性
传统的生存性是指通信网在随机破坏下的连通概率，现在网络生存性的含义有了新的拓展。Dongyun Zhou等认为生存性是网络在失效状态时表现出的一种提供连续业务的能力。按照这个思路，光网络中的所有保护措施和自愈机制都是生存性的研究范畴。文献对光网络的生存性技术进行了概括。生存性技术可以粗略的分为确定保护策略和动态恢复策略两种，前者指在设计阶段考虑的保护策略，后者指网络运行过程中的动态恢复策略。确定的保护策略包含自动保护倒换和自愈环两种主要的生存性机制，也是SDH网络提供的有效保护方式。
5.4安全性
通信网安全性是指通信网络设施、信息资源不被破坏或非法访问的防御能力。通信网安全性经常与可靠性相提并论，甚至用安全性概念代替可靠性概念。安全性表示通信网抵御各种突发事件，保護网络机密性、完整性和有效性的能力。安全性的属性包括：可访问性、审计性、合法性、有效性、机密性、完整性、非否认性和设备安全性。随着网络安全技术的发展，安全性的内涵也在发生着变化，由原来宽泛地讨论安全性，到现在的具体研究安全性。在研究安全性时，通常将通信网划分成多个层次，不同层次有不同的安全性问题。一种划分方法是将网络安全性划分为物理安全、网络安全、系统安全、应用安全等。其中，物理安全和网络安全与网络的可靠性非常相似。用安全风险评估的方法对通信网安全性进行定性或定量的评价，从而找出网络中的安全脆弱性，进一步采取安全措施进行风险处理。
6总结
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。从研究内容、研究测度和研究方法等方面阐述了本论文的基本研究思路和研究方法。
参考文献
[1]杨为民.可靠性、维修性、保障性总论.北京：国防工业出版社，1995
[2]美国FCC网络可靠性委员会（NRC）报告.Network Reliability Performance Committee Compendium of Technical Papers：Section A，B，C，D
[3]章国栋，陆廷孝，屠庆慈，吴真真.系统可靠性与维修性的分析与设计.北京：北京航空航天大学出版社，2009
关键词：通信网；电力通信；可靠性
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。在上述分析的基础上，专家提出通信网可靠性的新定义：网可靠性是指通信网在实际连续运行过程中完成用户的正常通信需求的能力
3 电力通信网可靠性问题
（1）电路可靠性研究
研究通信电路的可靠性问题以有效性为测度，研究电路的有效性模型，进一步研究网络中不同有效性指标的电路分布情况，间接评价网络的有效性水平。同时，考虑部件有效性参数的分散性，利用模糊有效性表示不确定信息，有利于全面了解通信电路的有效性状态。
（2）业务可靠性研究
当多个通信电路部署在同一个网络上时，电路与电路之间可能会存在很多共享的网络单元，这些共享单元的失效会同时影响多条电路的可靠性，这种影响在对单条电路有效性进行分析时没有给予考虑。为了准确分析网络的可靠性，共享单元必须作为一个公共原因部件被加以考虑。业务可靠性研究就是首先设定网络的业务闺值，由闽值确定网络业务可靠性的判断边界，利用状态组合方法，进一步计算网络业务的可靠性。业务可靠性研究中所使用的参数仍为有效性参数，因此，也把网络的业务可靠性称为有效性。
（3）网络系统可靠性研究
上述的电路可靠性研究和业务可靠性研究属于“细粒度”的研究方法，当网络规模变大、网络复杂度提高时，上述方法将变得非常难以实现，特别是业务可靠性研究方法，它受网络规模和网络复杂性的影响更大。因此，电力通信网可靠性研究应该从系统工程的角度出发，全面分析网络可靠性影响因素，建立评价指标体系，对电力通信网进行定性和定量相结合的分析评估。基于系统工程的方法具有全面性和科学性。
5.2有效性
通信网是一个可维修系统，用有效性测度表示可维修系统的可靠性是最佳选择。有效性是指网络在运行状态下，在给定时刻完成规定功能的概率。有效性也可以解释为网络运行时间与某个指定时间段的比值。确定通信网的有效性需要两个时间参数，一个是平均故障时间MTTF （Mean Time To Failure， MTTF），另一个是平均维修时 MTTR （Mean Time To Repair， MTTR）。MTTF的数学表达式为
其中h（t）为系统在时间t内完成维修任务的概率密度函数。
5.3生存性
传统的生存性是指通信网在随机破坏下的连通概率，现在网络生存性的含义有了新的拓展。Dongyun Zhou等认为生存性是网络在失效状态时表现出的一种提供连续业务的能力。按照这个思路，光网络中的所有保护措施和自愈机制都是生存性的研究范畴。文献对光网络的生存性技术进行了概括。生存性技术可以粗略的分为确定保护策略和动态恢复策略两种，前者指在设计阶段考虑的保护策略，后者指网络运行过程中的动态恢复策略。确定的保护策略包含自动保护倒换和自愈环两种主要的生存性机制，也是SDH网络提供的有效保护方式。
5.4安全性
通信网安全性是指通信网络设施、信息资源不被破坏或非法访问的防御能力。通信网安全性经常与可靠性相提并论，甚至用安全性概念代替可靠性概念。安全性表示通信网抵御各种突发事件，保護网络机密性、完整性和有效性的能力。安全性的属性包括：可访问性、审计性、合法性、有效性、机密性、完整性、非否认性和设备安全性。随着网络安全技术的发展，安全性的内涵也在发生着变化，由原来宽泛地讨论安全性，到现在的具体研究安全性。在研究安全性时，通常将通信网划分成多个层次，不同层次有不同的安全性问题。一种划分方法是将网络安全性划分为物理安全、网络安全、系统安全、应用安全等。其中，物理安全和网络安全与网络的可靠性非常相似。用安全风险评估的方法对通信网安全性进行定性或定量的评价，从而找出网络中的安全脆弱性，进一步采取安全措施进行风险处理。
6总结
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。从研究内容、研究测度和研究方法等方面阐述了本论文的基本研究思路和研究方法。
参考文献
[1]杨为民.可靠性、维修性、保障性总论.北京：国防工业出版社，1995
[2]美国FCC网络可靠性委员会（NRC）报告.Network Reliability Performance Committee Compendium of Technical Papers：Section A，B，C，D
[3]章国栋，陆廷孝，屠庆慈，吴真真.系统可靠性与维修性的分析与设计.北京：北京航空航天大学出版社，2009