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电力通信是电力系统的重要基础设施之一,作为专用网络,保障电力系统安全稳定运行。随着电力需求的增加,电力系统规划由原来的小而分散逐渐向大而集中发展,特别是卫星通信、光纤、数字微波等通信技术发展,使得电力通信技术发展势态呈更加迅猛,电网运营、安全自动装置、继电保护、电力自动化、数字数据信息的传输交换、行政电话、调度电话、会议电视、营销交易和客户服务都依靠电力通信网的支持,电力通信网的可靠性显得非常重要。探究通信网可靠性,要充分考虑到电力通信网网络结构的特殊性,结合实际,有针对性地探索电力通信网在可靠性的核心技术问题,以达到提高电网运行效率,保证为用户提供优质、安全、可靠的电能。
1.电力通信网的整体构成形式
作为电网二次系统的重要组成部分,电力通信网专门服务于电力系统运行,在电力生产、调度、经营与管理发挥着重要的作用。电力通信网主要由传输网、交换网、数据网和管理网所组成,在光纤技术迅速发展的今天,电力通信网络速率通道也由64kbit/s向2Mbit/s、10Mbit/s、100Mbit/s,甚至更高速率通道过度。
传输网中,主要由光传输网、备用和应急保障、波分复用三个部分组成。采用SDH技术的光传网是整个传输网络的核心,电力线载波和数字微波作为传输网络的应急技术,波分复用即是对光传网的主要补充;由于光传网可以提2M、155M、622M、2.5G几种速度业务接口,在程控交换时可以支持路由器、继线端口和ATM交换机线路速率,保证传输的实时性和可靠性;电力交换网分为调度和行政两大类,这两类程控交换网的实现技术没能任何的差别,调度电话业务重要程度显然比行政业务具有高级别的可靠性和安全性;数据网也分为调度数据网和综合业务数据网两大类,调度数据网主要是在SDH光纤传输通道上建立可为电力生产提供服务的,具有性能、带宽、可靠性较高的,综合多种调度生产的数据通信网络。综合业务网主要是提供实时、安全、可靠、稳定、大带宽的业务数据网络平台,以IP或者ATM技术实现,能承载数据、信息、图像、语音、多媒体等诸多业务,速率达到2.5Gbit/s 和 622Mbit/s或以上;管理网包括光传输、数据网、调度程控交换网三大网管和电力通信综合监测系统,是整个电力通信网络的重要支撑系统,为各种业务的安全、稳定提供了运行、维护和管理手段。
从以上可以看出,电力通信网是一个由多种业务子网组成的复杂的网络系统,它的可靠性对各个业务子网有差高度的依赖,子业务网可靠性的核心又在于SDH光传输网。因此,光传输网的可靠性是研究电力通信网络可靠性的关键所在。
2.电力通信网络可靠性工程
电力通信网络可靠性工程是一个系统复杂的工程,影响其可靠性,有内部原因也有外部原因,如系统的设备、网络组织、网络结构、网络管理与维护的可靠性等内部因素,或者是社会需求、投资条件、网络环境和员工素质等外部因素。而在性能方面,电力通信网络的有效性、可靠性、安全性和生存性四方面性能从侧面反映了整个电网的性能。
2.1电力通信网络有效性
电力通信网络是一个可维修的系统,其可维修系统可靠性用有效性测度表示出来不失为一个极佳的方法。电力通信网络有效性指运行状态下在规定的时间内完成特定功能的概率,相关当网络运行时间与某个规定时间的比值。平均故障时间(MTTF)和平均维修时间(MTTR)是通信网有效性的重要时间参数,两数学表达式分别为MTTF=R(t)dt;MTTR=t・h(t)dt(其中h(t)函数表现系统在t时间内完成维修任务的概率密度)。平均故障间隔时间MTBF=MTTF-MTTR。假设维修和失效是服从指数分布的,而且失效率是常数,那么可以将有效性表示为A=MTBF/(MTBF+MTTR),无效性表示为U=MTTR/(MTBF+MTTR)。成年停运时间(MDT)常常用无效性来表示,MDT=U・365・24・60=525600U(min)。同理假设维修概率也服从指数分布,并且为常数,那么维修率μ=1/MTTR,在电力系统稳态的情况下,失效率A和维修率U分别可以表示为A=μ/(λ+μ)和U=λ/(λ+μ)。
2.2电力通信网的可靠性
可靠性是一种随着时间变化的、反映系统或者部件非失效状态发生的概率。设t为观测时间,T为一个随机变量,且有R(t)≥0,R(0)=1以及limt∞R(t)=0,那么基本可靠性可以用R(t)=Pr(T≥t)。当t一定,失效时间T≥t的概率为R(t),那么失效概率的定义为F(t)=1-R(t)= Pr(T
λ(t)=・=-・=
那么,用失效率来表示可靠性函数R(t)为:R(t)=exp
-λ(t')dt'当失效率为常数时,即可靠性函数为R(t)=exp(-λt)。
电力通信网是由节点和链路集合而成的,任何一条路径都离不开节点和链路。因此,节点与链路的可靠性直接影响到路径的可靠性。如果将节点和链路等效成部件,通信网等效成系统,那么就可以归纳到系统可靠性问题来研究。
设Np={n1,n2,n3,..,nx}和Lp={l1,l2.l3...lx-1}分别为路径P经过的节点和链路集合,那么路径相当于串联系统,路径可靠性就相当于Np、Lp可靠性的乘积。路径可靠性用Rp表示,节点数用X表示,那么第x个节点的路径性表示为Rx,第i个节点可靠性表示为Rn,I,第j个链路可靠性为Rl,j,得到路径可靠性的表达式为:,同理可以分析多个节点和链路乃至整个系统的可靠性。
2.3电力通信网的安全性和生存性
电力通信网安全性是指通信资源、网络设施对非法访问或者破坏的防御能力,是电力通信网可靠性工程的一个重要组成部分,通常包括系统安全、网络安全、物理安全和应用安全几个部分,可以通过安全风险评估来定性写量地对通信网可靠性的客观评价,并及时采取风险处理措施。生存性指的网络在失效状态时连通的概率,在传输网中,生存性包括所有的保护措施和一切的自愈机制。对通信网生存性的研究多侧重于保护机制的实现,从而提高整个通信网络的抗破坏能力。 [科]
[关键词]卫星通信设备;可靠性分析
中图分类号:TM743 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)17-0321-01
随着通信设备越来越先进,集成度越来越高,其对温度、湿度等方面的要求也越来越严格,所以为确保通信设备的正常稳定运行,便需要了解影响卫星通信设备正常稳定运行的环境因素,并采取有效措施减少环境的影响,提高卫星通信设备的可靠性。
1 卫星通信设备的可靠性
卫星通信作为现在应用相对广泛的信号传输方式,它具有覆盖广、通信容量大、通信距离远、质量优、不受地理环境限制等优点。由于卫星通信突出的通信特性,其近些年在中国的各个领域得到广泛使用,成为我国现代远距离通信不可替代的一种通信方式。不少企事业单位和公共场所安装了卫星通信设备,一些个人用户也越来越多,这使得卫星通信设备越来越普遍。不同的环境对卫星通信设备的使用性能和寿命影响巨大。对卫星通信设备的主要维护在于系统中的地球站。地球站也叫上行站,是卫星通信的重要环节,其主要任务向卫星发送信号和接收卫星发回的信号。地球站的核心设备是大功率发射机,是卫星信号传输和发射设备,保障其运行稳定、安全可靠,是整个工作的中心。高功放就是一种高频、高压、高能量设备,自身散热大,需要对其进行严密的监控,并使其处于良好的运行环境,才能确保其运行稳定可靠,并延长设备的使用寿命。另外一些卫星通信设备,如电力互投柜、服务器、交换机和其它辅助设备,种类多,性能差异大,因而对机房环境要求格外严格,不仅要严格遵守卫星通信机房选址要求,还要对机房内部运行环境进行严格控制,以便保障设备运行可靠稳定。
2 卫星通信设备运行的影响因素
2.1 温度对卫星通信设备可靠性的影响
所有通信设备根据自身特性都有其适合的运行温度,温度也是我们最常用的一种衡量环境的参数。由于卫星通信设备的多样性,各个设备最佳运行温度不一样,取其都适合的温度,所以对机房温度要求比较高。设备运行环境温度较高时容易造成设备散热缓慢,部件老化加快,从而造成设备运行负荷变大,性能降低,影响电路的运行,造成元器件的不稳定或者损坏。
2.2 湿度对卫星通信设备可靠性的影响
湿度是设备运行的又一个基本指标,也是衡量卫星通信设备运行环境的重要参数。设备运行于高湿度环境,空气中水汽大,容易造成设备金属部件锈蚀,降低电路板和线缆的绝缘性,出现结露等现象时还会造成设备打火或电路短路等。设备运行于低湿度环境,空气中水汽小,容易产生尘土,从而形成静电浮尘,严重时会造成电路短路。
2.3 气压对卫星通信设备可靠性的影响
气压同样对卫星通信设备运行有很大影响。例如机房中的主要设备为高功率发射机(高功放),其设计本身自带风机冷却。但机房由于洁净度以及其他的要求,机房设计通常处于密封的状态下,同时自带新风系统为室内更换空气,保障室内有新鲜空气进入。经济成本设计,采用小功率空调又不能完全实现室内温度改善,所以高功放出口热风通过排风管道直接排到室外,这就形成了室内外的空气流动。新风系统的进风和高功放的出风要处于一个相对平衡状态,才能维持通信设备运行环境的稳定,保障高功放的可靠运行,这时气压的数据值便十分重要了。
3 维持卫星通信设备运行可靠性
3.1 对卫星通信设备的温度控制
卫星通信设备运行环境温度的高低与恒定,会影响卫星设备运行的稳定性和设备的使用寿命。就目前来说,安装空调是一种效果好且普遍的环境调节方法。而具体的温度值控制,是随着季节变更、昼夜交替而改变的。通常在监控卫星通信设备的温度时,使用温度传感器测量敏感元件表面的温度。影响温度变化最重要的因素是空调和新风系统,外部环境对室内温度影响不明显。卫星通信机房的应该加强空调和新风系统的监控和调节,保障室内温度正常稳定。另外,室内空调的温度设置很重要,一般设定一个适当值,并使处于自动模式,便于自动调节冷热, 保持良好环境,利于室内设备运行。
3.2 对卫星通信设备的湿度控制
保持机房适当的湿度非常重要,通常采用在机房内部增加加湿器或抽湿机的方法来实现卫星通信机房的相对湿度保持标准恒定。在保持卫星通信设备的湿度控制的同时,也要重视机房洁净度的维持,否则保持机房适当湿度的功效便会大打折扣。这是由于机房中的灰尘太多,容易在通信设备内部电路板上积蓄,电路板上积蓄灰尘容易降低电子元器件的绝缘性,严重时还会形成静电浮尘,造成器件击穿或电路短路。保持机房洁净度的常见做法便是密封机房,并安排工作人员定期维护。湿度受室外气候影响巨大,这是由于小室为半内循环模式,既有一部分空气通过外部新风系统提供,另一部分自我循环。机房内部需设置湿度调节装置,保持室内湿度恒定,减小室外影响,保障设备正常运行。另外,湿度作为卫星机房环境监测的重要参数,需要设置告警门限。这个需要根据机房地理位置调节,最好经过长时间观察记录和总结分析,得到本地机房运行环境的平均值,根据这个平均值和设备环境来设置告警门限,并且在恶劣天气时要加强温湿度监控,适当手动调节门限,协调告警。
3.3 对卫星通信设备的气压控制
气压在卫星通信设备运行环境中也有一定要求。气压的高低直接反应卫星通信设备运行环境的正负压状态。气压作用于设备风冷效率的高低,散热能力的大小,间接影响着设备运行的稳定性和使用寿命。在控制卫星通信设备的气压时,通常使用气压传感器测量气体的绝对压强。气压无时无刻不在变化,对于卫星通信设备来说,掌握每天的气压变化和全年的气压变化有利于调节室内逊风量和改善设备运行环境。不然,室内空气流量少、气压低或环境温度过高都会导致设备故障报警。这就要求保障环境温湿度的同时,空气的流通量也就是室内气压也要有一定要求。
4. 结语
卫星通信设备的可靠性分析主要是针对环境因素。本文主要分析温度、湿度和气压因素对卫星通信设备可靠性的影响以及增强设备可靠性的措施。但除了温度、湿度和气压的监测外,还可以扩展到对所有辅助设备的监测,这需要建立卫星通信设备运行环境的网络监控管理系统,来维持卫星通信设备的正常运行,提高可靠性。
参考文献
[1] 陈淑娟.基于D-S证据理论的多传感器数据融合危险预警系统.北京化工大学.2010.11-12
1计算机通信网可靠性简介
计算机通信网可靠性是指计算机通信网在实际连续运行工作中完成用户的正常通信需求的能力。计算机通信网的可靠性是计算机通信网规定功能的实现基础和前提。但在计算机通信网的实际运行过程中,意外情况屡见不鲜,故障和拥塞等问题频繁出现。在网络承载的信息量超过了计算机通信网的“荷载”能力时即会发生网络拥塞现象。故障是计算机通信网运行性能的出现问题,根据发生频率的高低可以分为偶然故障和异常故障。偶然故障是在计算机通信网运行过程中发生的随机性网络性能下降的情况,发生频率较低,影响力较小;异常故障特指因人为因素或自然因素的影响导致计算机通信网的异常现象,异常故障影响面较大。需要对计算机通信网的可靠性进行深入研究,确保为用户提供各种计算机通信网的规定功能服务,满足经济和社会的发展。计算机通信网的可靠性设计在对网络工程经验的总结概括的基础上,对可靠性设计体系进行条理化、系统化、科学化的归纳,形成了计算机通信网设计的基本准则,主要有:(1)充分利用采用冗余技术,通过设置冗余设备的方式防备某台设备出现故障,保证备份设备无缝接替故障机的任务;(2)采用适应主干网络技术的发展的一些超前设备,防止由于技术的落后性导致网络故障,同时又要保证网络平滑升级;(3)统筹计算机通信网的寿命周期费用,达到最佳的使用性价比;(4)设计中选择质量优秀、有良好声誉的网络产品。
2计算机通信网可靠性的影响因素
计算机通信网是开放式的网络系统,其组成部分个体特征差异较大,整个系统十分复杂,从而导致影响计算机通信网可靠性的影响因素不胜枚举。从计算机通信网自身角度出发,网络可靠性的影响因素可以分为外部因素和内部因素。外部因素主要包括温度、湿度、灰尘、人为因素、地震、冰雪等,其中温度、湿度、灰尘属于可控因素,人为因素、地震、冰雪属于不可控因素。内部因素包括通信设备自身的可靠性、网络工程设计的合理性、网络的后期维护管理等。网络的后期维护管理的有效性是计算机通信网可靠性的直接影响因素。在具体实施环节中,网络设计中网络拓扑结构的设置、“容错”和“避错”措施的运用、网络维修管理的频率和水平等均对提高计算机通信网的可靠性有直接影响作用。另外,新技术的应用对计算机通信网的可靠性的影响也不可忽略。新技术的应用是把双刃剑,一方面提高了计算机通信网设备和系统的可靠度,例如,智能化技术在计算机通信网领域的应用实现了对网络系统的实时监控,便于及时发现故障,排除故障,大大提高了计算机通信网的可靠性;另一方面,新技术的应用汇导致设备和系统复杂度的提高,通信网络规模不断扩大,故障出现的位置增多,给网络的运行管理、故障排查等均带来了较大的困难。影响计算机通信网可靠性的因素纷繁复杂,各影响因素之间关系错综复杂,提高计算机通信网可靠性是一项涉及面很广、难度较大的系统工程。
3计算机通信网可靠性设计方案
计算机通信网可靠性设计方案主要采用层次化网络设计思想,网络设计模型包括接入层、分布层和核心层3个层次,3个层次的功能相对独立的。层次化网络设计模型网络结构更加清晰明了,降低了网络设计建设和运营成本。层次化网络设计形成网络拓扑结构,将网络分解为子网,限制计算机通信网的复杂性随着网络用户的增加而增加。接入层是主要是将用户接入计算机通信网,分布层连接核心层和接入层之间,并且是接入层工作组之间相互连接的通道,核心层是计算机通信网的主干,保证网络的高速运行。用户根据实际的应用条件,通过接入层不同集线器和交换机接通计算机通信网;分布层通过过滤、优先级和业务排队 等方式实现网络服务资源的分配;核心层主要以路由器或者三层交换机为主要设备,为用户提供高速度、低时延的网络通道服务,核心层性能的高低直接影响计算机通信网速率的高低,同时也是计算机通信高可靠性的保证,因此核心层的设计需要定位准确,保持较高水平的同时要求便于升级,方便后期计算机通信网的管理与控制。
4结语
计算机通信网的可靠性直接影响着人们的实际生活,需要综合分析计算机通信网运行过程中内外部因素对其可靠性的影响,从而优化计算机通信网可靠性的设计方案,为计算机通信网的稳定性奠定基础。
作者:于英元 单位:丹东边防支队
参考文献:
[1]罗俊星.计算机通信网可靠性设计研究[J].安徽师范大学,2012.
[2]韩晓峰.计算机通信网可靠性设计研究[J].煤炭技术,2013,21(20):15-16.
【关键词】能源互联网;信息通信技术;可靠性
能源的可持续发展是新时期的主要任务,随着科技的发展,为了实现能源的再利用,互联网技术开始应用于行业发展中。在这一背景下,我国将推行绿色能源和可再生能源,作为互联网和移动通信的代表技术,信息通信的可靠性将决定这一过程的实施。
1面向能源互联网的信息通信关键技术
能源互联网是一项基于计算机技术的综合技术,涉及发电技术、输电网配电网技术以及系统规划处理等,信息技术无疑是这一过程中的主要技术支撑,具有强大的数据库,提供故障分析、故障处理等功能。当前,面向能源的信息通信网络设计仍缺乏应对复杂数据交互的能力,也就是能源信息点过于固定,无法实现异构传感器接入技术。电网的信息通信技术也处于独立的状态,智能化和互联化的发展还需要技术的更新。面向能源互联网的信息技术还应从感应技术和通信传输技术以及数据传输技术入手。未来的能源互联网功能将扩展,包括采集监控,业务流程的处理、资源的共享以及故障分析和决策提供。能源互联网是信息流、能源流、控制流的高度融合,其最终目标是借助大数据时代的技术特征来实现能源互联网的多功能性和高度安全性,其核心技术分析如下。①标识传感技术。标识技术通常包括射频识别RFID、二维码技术和生物识别。三种技术均应用广泛的应用,其中RFID主要应用于系统管理。将其与通信传感器技术结合能够对电网线路的运行进行监控,从而保证故障发现的及时性和准确性。②数据集成技术。云计算是这技术的核心与基础,他对信息处理提出了更高的要求,需要实现全面的数据共享。未来互联网发展技术下,云计算将成为多个领域的支撑,通过云计算平台可以实现能源互联网的智能化。③信息处理技术。信息处理是技术的核心部分,也是能源互联网问题处理的部分,由于大数据时代的数据具有多样化和庞杂性,需要接入新的负荷,因此必须对其进行必要的分析后才能应用。能源的使用过多导致我国的能源逐渐减少,对于可再生能源的开发需要大数据技术,需要云计算技术。大数据分析的主要方式是建立数据模型和完成数据挖掘算法,在这一前提下才能发现能源互联网管理和发展中存在的问题,进而及时解决,也大数据可视化。
2能源互联网下信息通信技术的可靠性分析
能源互联网下信息通信技术的可靠性提高,当然,这需要在技术的支撑之下实现。保证系统安全可靠性提高的关键是安全传输和系统检测等。
2.1安全可靠传输
能源互联网的建立一方面保证了信息的全面性,一方面也由于其开放性存在一定的安全隐患。在信息通信中,为了防止恶意攻击,安全传输是必要的,安全传输需要基于大数据等技术进行设计,重点进行信息传输的隐私保护,建立完全可信的安全防御体系。针对能源互联网设计可靠性强的系统,来保证信息信息传输安全。
2.2系统安全监测
电力系统在运行中,技术支持不足将呈现出脆弱性,因此需求对其实施安全监测。这就是的安全监测技术不可缺少。通信网线路存在问题对能源互联网造成影响,因此需要我们对其应用层、感知层和网络层进行全面的分析,制定安全防护制度,采用必要的防护措施,提高系统的安全性与可控性。
2.3信息数据加密技术与可信技术
能源互联网作为新时期能源发展的一种的方式,具有数据海量、分布广泛等特点,对能源互联网的应用将具有复杂性,其安全隐患也将在运行中体现出来。因此我们不仅要关注信息技术,还需要关注其安全技术。基于信息加密技术和可信技术是保证其安全的关键技术。对其分析如下。首先:加密技术是通过计算机加密技术对能源互联网的运行环境和隐私数据进行保护。未来需应采取针对性的、多样化的方法来保证数据的可靠性以及安全性。在信息传输中进行完整的信息加密,对移动终端进行重点保护。采用可信技术则是在系统平台中引入的一种安全模块,以密码技术为核心。能源互联网中采用可信技术并将其与网络联合,将可以构建基于可信计算的互联网交互终端可信认证模型,从而实现对能源互联网的可信主动防护,防止其受到恶意攻击,最后确保能源互联网的应用安全。
3总结
能源互联网是我国能源使用与发展的必然趋势,是移动通信网络和计算机技术发展的一种必然结果。实现能源互联网增使能源的使用更加合理并促进再生能源的开发,保证我国工业、电力等多个行业的发展。我国能源互联网的实现还具有较长的路要走,未来应注重能源的开发与利用,从企业的发展出发,结合现代化的信息技术逐渐的提高能源互联网的安全性、可靠性与可行性。
参考文献
[1]邓雪梅.日本数字电网计划[J].世界科学,2013(7).
[2]刘振亚.构建全球能源互联网推动能源与环境协调发展[J].中国电力企业管理,2014(3).
【关键词】 民航空管 通信网 可靠性
时下正是信息化与互联网技术迅速发展的时代,在这个信息的时代,通信网也越来越普及,而民航空管通信网属于通信网的小型专用通信网,其主要根据实际的需求来铺设通信路线。主要受到民航空管通信行业的特性影响,对其可靠性也需要重视和加强
一、民航空管通信网的特性
在我国,由于民用航空的发展时间较短,所以还存在着一些缺陷。初期。民用航空只是作为航空公司内部专用的网络,用来传输机密信息或者对内部活动进行调控和管理。所以我国通信网的公网起步较晚,使得民航的发展需求远远大于公网的功能性,也就导致了民航空管通信网是航空公司自行铺设的专网。到了建设的初期,又收到人们认识水平的限制,民航空管多余通信专网的重视程度有所欠缺,所以过度专注于专网的自主性方面,希望通过这一方面的发展获得社会收益。所以就目前的发展情况来看,通信网的可靠性需要进行进一步的研究,重视如何提高通信网的可靠性,确保民航事业的发展稳固而扎实。
二、民航空管通信网可靠性的影响因素
通信网作为一个整体性的系统有着它独有的特性和结构。所谓可靠性,是指通信网在实际运行时保证用户正常通信的能力,主要侧重用户的角度。所以影响民航空管通信网的可靠性的因素主要分为外部因素和内部因素:外部因素主要指通信网络及其他通信设备所依存的环境条件,又可分为不可控因素与可控因素,不可控因素多指突发事件、紧急事件、自然灾害等,而可控因素多指通信网运行时的工作条件,如温度、湿度等;内部因素则多指通信网的可靠性、管维护等,由于通信网的可靠性主要通过抗毁性、生存性、有效性三个指标评估,所以即使在通信网的建设过程中,具备独立的备份系统,但在实际操作过程中还是存在一些问题,所以通信网的可靠性还需要更多的重视和研究
三、民航空管通信网可靠性的提高的措施
3.1优化拓扑结构
民航空管通信网与常规的通信网相比在结构上更为复杂,其影响因素更多,因此在民航空管通信网的可靠性设计上应该考虑更过的方面。一是,通信网各部件自身的可靠性,通信网是由多个通信系统及设备和部件共同构成的,需要保证整个系统的可靠性则需要对各个组成部分的可靠性做出控制,才能降低部件在运行中出现问题的故障率。比如,在通信网络设计时可以采用MTTF较小的产品,降低部件之间的串接;二是,对于拓扑结构的选择和优化。拓扑结构在通信网络中起着关键的作用,一般情况下,环形和网状的拓扑结构更具有优势,所以在民航空管通信网络的结构进行设计时,应该选择这两种拓扑结构,尽可能的提高通信网的可靠性。在实行过程中需要注意的是拓扑结构的选择必须符合实际情况,需要具备实用和经济的特点,确保可行性。因此,在使用网状或者环形的拓扑结构时,还需要选择链型或树形的结构构成复合型的结构,才能更好的保证通信网的可靠性,并且何以降低成本;三是路由的选择。路由作为交换网络的核心,在选择方式和技术上也影响着通信网的可靠运行。
3.2提升通信网备份系统的可靠性
由于民航空管通信网的实际评估对象包括许多方面,有网络通信设备、附件等, 起评价的基本思路为通过平均故障间隔、平均运行、平均修复的参数进行评估。所以对于通信网的可靠性的评估实际上是对真个通信系统和子系统的可靠性评估,近几年采取的拓扑系统则大大提高了网络系统的可靠性等级。随着近几年我国社会经济的迅速发展和我国人民的生活水平提高,我们在空管行业的发展也越来越迅速,通信网的使用量大大增加,业务量也进一步的提升,所以对于通信网的可靠性的提高提出了更高的要求和标准。所以由此出现了备用系统,即在主要系统的创建中保留多个模块或原件使得在系统在出现故障时,可以迅速的切断故障源头,使得备用的部件能够继续投入到运行中,从而保证了通信网的正常运行,这样一来可以大大降低了故障率,并且提高了通信网的可靠性。所以民航空管通信网为了保证可靠性,采用了“两地一空”的体系进行数据的传输与共享。这样一来就大大提升了通信网的可靠性,相比常规的通信网,如果投入相同的元件,则已经无法满足空管通信网的使用了。
四、结束语
综上作者所说,对于空管通信网有着有别于常规通信网的特性核结构,所以对于影响其可靠性的因素也需要更多的考虑和反应,本文就对当下的民航空管通信网的特性做出分析,分析了影响空管通信网的可靠性的因素,并提出了提升可靠性的措施,希望为建设者提供可行性的一些建议,保证空管通信网的畅通运行。
参 考 文 献
[1]潘诚,韩宣宗.民航空管通信网可靠性初探[J].信息安全与技术,2012(10)
关键词:计算机通信网络;可靠性;优化设计
中图分类号: S611 文献标识码: A
引言在经济社会全球化发展的今天,计算机通信网络技术的进步和发展使得我们逐渐迎来了信息化时代计算机通信网络技术在各行业领域的推广给人们的工作、生活带来了极大的改变,使得计算机用户数量持续增加,对计算机通信网络的可靠性也提出了新的要求。这就需要在充分认识到造成计算机通信网络系统安全漏洞原因的基础上,高度重视计算机通信网络可靠性优化设计的实施,从根本上确保计算机通信网络的可靠性,以提高我国信息网络设计的水平,推动我国现代化信息建设。
一、计算机通信网络可靠性理论的概述
计算机通信网络的可靠性是信息网络系统安全的根本要求,反映着计算机网络系统在规定时间及范围内所能完成指定功能的概率和能力。在实际应用中,计算机通信网络可靠性理论包含计算机通信网络的可靠性和可靠度两方面内容。可靠性是计算机通信网络保持连通并满足通信要求的能力,是计算机通信网络设计、规划和运行的重要依据和参数之一。而计算机通信网络可靠度是指计算机通信网络在规定条件下完成规定功能的概率,涉及到二终端可靠度、λ终端可靠度以及全终端可靠度三种类型。
20 世纪九十年代以来, 世界各国尤其是发达国家建立了很多计算机应用中心和工程研究中心。美国还制定了新一轮规划的先进计算机网络框架计划, 发展面向 21 世纪的先进计算机技术。我国是高性能计算机和信息服务的战略性设施国家, 高性能计算机环境发展很快, 在已建成的5个国家高性能计算中心的基础上,又于中南、西北等地建立了新的国家计算中心,科技部加强了网络节点建设, 形成了以科学院为主体的计算机网络,教育部也启动了网络技术工程。计算机网络是一种先进基础设施, 它所涉及超级计算机技术、网络技术、中间件技术和计算机科学研究与应用技术,是一个综合性的跨学科、高技术研究课题。计算机网络发展实现了计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源等全面共享。
二、计算机通信网络可靠性设计的原则
计算机通信网络可靠性直接关系到计算机通信网络系统的运行安全,在计算机通信网络系统设计的优化是对计算机通信网络技术可靠性的提高,能够有效避免计算机通信网络安全问题的发生,从而减少计算机通信网络安全事故造成了严重损失。
1、提高计算机通信网络的可靠性,需要遵循一定的国家标准,采用开放式的计算机体系结构,选用充分支持异种设备和异构系统的连接,尽可能使系统具备较强的扩展与升级能力,并且要保证先进性、实用性和通用性的结合,选择先进且成熟的网络技术和最适合的网络拓扑结构。
2、遵循国际和国家标准,采用开放式的计算机通信网络体系架构,从而能支持异构系统和异种设备的有效互联,具备较强的扩展与升级能力。先进性与实用性相结合,选择先进而成熟的网络技术,选择实用和通用的网络拓扑结构。
3、提高计算机通信网络的可靠性,主要采用余度设计和容错设计,在网络系统中,各台计算机可通过网络护卫后备机,当某台计算机出现了问题,这台计算机的任务便可以由其他的机器进行处理,从而有效的避免了单机无后备的状况。提高计算机通信网络的可靠性,还应该选择较好的网络链路介质,保证主干网络具有足够的带宽,从而使整个网络具有较快的响应速度。
4、在制定必要的网络管理条例的同时,加强相关应用人员的定期培训,同时对运行中的网络进行自动检查和维护,养成良好的维护和应用的职业习惯。
三、、影响计算机通信网络可靠性的因素
1、用户设备对网络可靠性的影响
用户终端设备是直接面向用户的设备,其可靠性至关重要,也是计算机通信网络可靠与否的关键所在。计算机通信网络运行过程中的日常维护,主要就是确保用户终端保持良好运行状态。用户终端的交互能力越高,网络的可靠性也越高。
2、网络管理对网络可靠性的影响
在计算机通信网络可靠性设计过程中,计算机通信网络设计的复杂性来源于不同设备供应商的所提供网络产品的规格和复杂程度很高,这就需要计算机网络管理人员采用非常先进的技术手段,监视网络运行状态,及时发现和排除故障,采集、统计和分析网络运行的相关状况,以保证信息传输的完整、及时、有效,从而提高计算机通信网络可靠性。
3、传输交换设备对网络可靠性的影响
在计算机通信网络建设、运行的过程中,为了提高网络可靠性以及满足日后发展的需要,必需考虑有一定的冗余和容错能力。布线时最好布置为双线,以便网络线路出现故障时能及时切换。网络集线器将若干个用户终端集中起来接入网络,通过它可将所连设备的问题与通信网络其它部分隔开,构成保证网络可靠性的第一道防线。集线器是一种单点失效设备,若它发生故障,则与其相连接的用户就无法工作,可见集线器在提高网络可靠性方面所起到的重要作用。
4、网络拓扑结构对网络可靠性的影响
网络拓扑结构是计算机通信网络规划设计的重要内容,从根本上决定着计算机通信网络的可靠性。有自身特点的影响,网络拓扑结构在不同行业领域及规模层次中的应用也有所不同,对于维护计算机通信网络的可靠性有着关键作用。在计算机通信网络系统建设初期,计算机通信网络的有效性和容错性的评价标准通常由网络拓扑结构的直径和连通度来决定。
四、计算机通信网络可靠性优化设计方法分析
计算机通信网络可靠性优化设计是计算机通信网络系统建设的重要内容,有利于确保计算机通信网络系统的安全运行,促进计算机通信网络技术的进步和发展。在具体实施过程中,需要对计算机通信网络所有设备、软件、硬件、网络协议以及各分层的可靠性进行全面系统化设计,计算机通信网络通常有以下三种可靠性优化设计方法。
1、 最优选择方法
该方法就是研究出各种满足网络可靠性要求的方案并进行比较,在几个方案中甄选出最优方案并对设计方案进行进一步的求精和优化。此外,在费用充足的条件下,还可以通过设计一定冗余的方式来增强计算机通信网络的可靠性,从而确保计算机通信网络系统扩容和升级的顺利进行,促进计算机通信网络可靠性设计最优化的实现。
2、 多级容错系统设计方法。容错系统的建立,是当前对付网络故障非常有效的方法之一,特别是对于大中型网络是至关重要的。当计算机网络出现故障时,网络的容错系统可保证网络继续正常运行,多级容错技术使网络具有一定的自保和自愈能力,即使网络出现多种故障,容错技术仍能使网络系统正常工作。
3、分层处理方法。分层处理法的应用对于解决计算机通信网络所面临的此类问题有着非常重要作用,按照对计算机通信网络进行分层的方式,定义为系统层、服务层、物理层及逻辑层等不同层次上的差异化可靠性度量指标,从而制定针对性方案措施,以提高计算机通信网络系统的可靠性,实现计算机通信网络技术设计的最优化。
结束语
计算机通信网络的可靠性是信息网络系统安全的根本要求,反映着计算机网络系统在规定时间及范围内所能完成指定功能的概率和能力。在计算机通信网络系统运行过程中,计算机通信网络安全的可靠性直接关系到系统应用的有效性,是计算机通信网络正常运行的基础性前提。计算机通信网络可靠性的内容主要包括计算机网络的抗破坏性、生存性以及系统部件在多模式下工作的有效性,要求计算机通信网络部件和基础结点必须为各用户终端提供可靠的链路,从而确保计算机通信网络的正常工作。
参考文献
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[2]杨常建,王进周,米荣芳.计算机安全面临常见问题及防御对策探讨[J].计算机与网络,2012(03):66-68.
关键词:如何提高;地铁通信;可靠性
中图分类号:U213+3 文献标识码:A
地铁通信系统作为地铁正常运行的平台,对保证城市交通安全稳定有重要作用。但地铁工程造价昂贵,施工建设复杂,普及程度并不是非常高,因而对于地铁技术的研发,建设进度的加快,是十分必要的,而作为地铁建设中最重要的部分——地铁通信系统的建设更是重中之重。目前我国地铁通信系统的部分子系统还有赖于国外进口,并未能完全实现自主化进度,这对于我国地铁建设水平的提高及地铁建设的普及是十分不利的。因此必须加快地铁通信系统技术的开发研究,早日普及地铁出行,以缓解当前日益紧张的交通状况。
1 地铁通信系统的现状
在因城市化不断扩大而导致的城市人口激增,从而引起城市交通状况极为拥堵的问题中,地铁作为一种方便快捷的新型交通出行工具,为城市的交通状况的改善起到了巨大作用。地铁通信技术通过多种方式,在地铁运营、通信服务、电子控制等方面构成了地铁正常运行的基础,其在保证地铁正常化运行的同时,也满足了地铁在现代化传输数据、多媒体以及图像等多方面的要求。地铁通信系统虽然经过各种科学的规划设计,合理的运营机制,但在早期已建成的城市地铁中,实际上还是存在有不少问题,因而,如何对地铁通信系统的改进与完善是地铁建设中面临的重要问题。
1.1地铁通信系统架构
地铁作为城市交通运营主力军,不仅安全舒适、高效快捷,还具有运输量大、节能环保、降低污染的优点。地铁运行中最重要的组成部分是地铁通信系统,是地铁运行各环节中不可或缺的关键所在。因而分析地铁通信系统的现状对提高地铁建设是十分必要的。地铁通信系统主要由三大部分构成:运营通信系统、公共通信系统、公安通信系统。其中运营通信系统包括专用电话、公务通信、电脑监控等系统,公共通信系统由移动电话引入的子系统,公安通信系统包括无线通信指挥系统、视频监控系统这几部分。这三者相互配合,共同为地铁通信系统的正常运营发挥着重要作用。地铁通信系统目前技术水平并未达到完美的地步,因而还存在着种种问题,其中主要包括以下几点:
1.1.1 系统内部涵盖范围不清:首先这三个系统并没有规范用词,公共通信系统又称商用、民用系统,但其中又含有移动电视、广播电台等,这就使得其名称略显牵强,其次车厢内部的信息传递包括乘客信息、监控信息等内容并没有明确的分类,笔者认为应该划入到运营通信系统中的“乘客信息”子系统。
1.1.2 具体情况需要改进:在实践过程中集中告警系统操作已经日趋简单化,但其需求量小,如果地铁中包括综合监控系统就可以减轻对集中告警系统的重视程度,广播、电视等直接通过声音向乘客传递信息的系统,应该关注顾客的意愿,增设人性化的系统设置。
1.1.3 笔者认为传输系统的观念建设是最重要一大问题,传输系统在整个通信系统中具有重要地位,包括对上层市政公安部门等信息联络的增加,似的封闭式的工程架构逐渐开放起来,使得通信系统在安全上出现了许多变数。
1.2 地铁通信系统组成及作用
地铁在建设过程中需要考虑的因素有许多方面,比如排水、消防、通风、信号等,这些因素每一个环节出了问题都会导致地铁运行出现问题,因而如何才能让地铁各个系统安全运营就是关键,而地铁通信系统就是这样一个作用巨大的工具。地铁通信系统是所有机电系统的基础,其主要包括有:广播系统、监控系统、电源系统、传输系统等。地铁通信系统在调度和管控列车运行方面十分有效,不仅能提供各种信息给控制人员,还能在运行出现异常时提供事故处理方案。并且随着通信技术和计算机技术的不断完善,地铁通信系统的发展将会越加现代化。
2 地铁通信系统的传输子系统
随着社会经济水平的迅速增长,城市现代化建设的进一步加快,城市人口的大量涌入与增加,城市交通压力越来越大,地铁的出现极大缓解了城市人口出行的交通压力,作为高效便捷的新型交通工具,地铁在城市发挥的作用是十分重要的。而地铁能够顺畅运行是因为有地铁通信系统这样一个平台,地铁通信系统中包含了多个复杂的子系统,其中任何一个环节的可靠性要求都非常高,为保证地铁正常顺畅运行。
当前通信技术发展情况来看,主要的传输技术有:多业务传输平台( MSTP),千兆/万兆以太网、异步传输模式(ATM)、准同步 数 字 系 统 (PDH),同步数字系统(SDH),开放式传输网络(OTN)和弹性分组环技术(RPR);根据地铁通信系统的业务要求,主要是传统的时分复用(TDM)语音业务和以太网业务,轨道交通已经在用的主要是SDH、SDH+ATM、OTN、MSTP 等传输技术,主要介绍多业务传输平台(MSTP)和弹性分组环技术(RPR);基于 SDH 的多业务传输平台是因为,MSTP 传输技术是在 SDH 基础上开发的,是面向基础电路连接的 TDM 技术,这个主要是用于传输语音业务,为了满足更多业务传输的需求,MSTP 在原来 SDH 功能的基础上开发了基于 SDH 的以太网技术(EOS)、基于 SDH 的异步传输技术(AOS)两大核心处理功能,采用通用成帧规程(GFP)、虚容器(VC)级联技术、链路容量调整机制(LCAS)等技术,以宽带为开放平台,承载语音、文字、数据、图像等业务,实现多业务在单一平台设备上接入、数据交叉、映射、传输等功能,它将传统的 SDH 复用器、数字交叉链接器(DXC)、波分复用(WDM)终端、网络二层交换机和网络互联协议(IP)边缘路由器等多个独立设备集成为一个网络设备。
而弹性分组环技术(RPR)是一种基于IP业务为核心的新兴传输体制,适应网络发展的新方向,具有互联方便,技术先进的特点,在网络可靠性、可管理性、支持传统业务等方面存在很大优势。对城市地铁通信业务涉及到的语音信号、视频信号、局域网、各种数据业务等能提供良好的组网方案;RPR 采用环状拓扑结构,网络结构十分简单,RPR 分组环上所有节点被分配给唯一的逻辑地址,可标识254个节点,所有节点都可以基于逻辑地址进行快速的2层交换;RPR 以最高优先级分组的方式晶振时钟信号,时钟分组信令沿光纤传送,同时具备了冗余备份功能,从而保障在任何情况下保持网络同步;RPR支持 SRP(空间复用技术),在分组环路上,能使多个节点成多段同时传送数据,而不相互影响,与SDH分配固定时隙不同的是,RPR 可根据用户需求分配带宽,光纤使用率相对SDH提高1倍,带宽利用率提高3~4倍,从而最大限度地利用了光纤资源;RPR 还可以针对不同等级业务采取不同保护方式,定义新的业务级别;但是目前各个厂家开发的RPR 技术相互之间存在着兼容互通问题,还没有实现国产化,相比来说要较高成本,这种技术目前正在由IEEE 802.17 工作组进行标准化。
参考文献:
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关键词:综合自动化;通信;抗干扰;串口
作者简介:张永新(1976-),女,山东菏泽人,山东电力集团公司临沂供电公司,工程师,高级技师;梁素杰(1978-),女,山东临沂人,山东电力集团公司临沂供电公司,工程师,高级技师。(山东 临沂 276000)
中图分类号:TM734 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0194-02
变电站综合自动化系统内部各子系统都为低电平的弱电系统,它们所工作的环境是电磁干扰极其严重的强电场所,很容易受到电磁干扰而不能正常工作,使调度自动化信息无法正确反映一次设备的正常运行状态,影响监控中心远方监控,在电网一次设备发生故障时,调度员无法在第一时间得到信息,给电力系统的安全、经济运行带来非常严重的影响。
一、综合自动化变电站设备现状分析
临沂供电公司目前共有变电站78座,其中有60座变电站自动化设备为综合自动化设备,18座变电站自动化设备为RTU设备。综合自动化设备以南瑞科技NS2000、南瑞继保RCS9700和RCS9000、深圳南瑞ISA300为主,通信方式采用串口式、总线式、网络式三种方式。其中串口式主要为RS485和RS232,总线式为CAN网,网络式为工业以太网。综合自动化变电站设备情况统计如表1所示。
二、综合自动化设备通信故障原因分析
通过对通信问题的统计分析发现,通信问题主要集中在串口通信方面,而于2007年后投运的以太网接口设备,通信稳定性较好。对于采用串口RS485及CAN网通信的设备,主要采用图2的接线方式,该方式在一个节点(装置)出现通信故障时,不影响其他节点(装置)的通信。
2001-2007年间投运的综合自动化设备,大部分采用串口RS485及CAN网通信的方式,占公司综合自动化变电站总数的58.3%,这些设备在运行过程出现的通信问题不容忽视,具体原因分析如下:
1.抗干扰措施不力
根据设备通信不稳定的原因,笔者发现在干扰源方面存在以下问题:
材料方面:屏柜未使用接地铜排。经排查,有9个站的屏柜未使用接地铜排接地;电缆屏蔽层未接地,对通信不稳定的变电站的接线方式进行了检查,此类变电站大多为无人值守时的改造站,有6个站的电缆未接屏蔽线。
施工方法:屏柜接地方法不正确。根据抗干扰措施要求,二次设备和二次电缆设专用接地铜排构造等电位面,屏柜应与等电位面用专用铜缆相连。经排查,有11个站的屏柜接地不符合要求;通信线屏蔽未接地,对九庄站等10座通信不稳定的变电站的接线方式进行了检查,此类变电站大多为无人值守时的改造站,共有175根通信线,其中35根通信线未接屏蔽线,占总量的20%;通讯缆、控缆与电力缆混排,在电缆敷设时,严格按照施工工作以工艺要求将通讯缆、控缆、电力缆分层布置。
人员培训不够,部分班组成员对二次抗干扰措施不了解,没有系统地掌握二次抗干扰知识,接线或施工工艺不规范。
外部干扰多。变电站本身就是电磁干扰极其严重的强电场所,外部干扰不可避免。
2.装置通信芯片原因
2005年前的综合自动化设备因其通信芯片受当时技术条件的限制,在运行过程中会出现无收发数据致使通信中断现象,但该现象不影响装置保护功能,仅影响自动化数据的传输。另有部分设备通信芯片由于通信线接线方式不规范,受到大电压的冲击后损坏。
3.装置程序原因
2005年前的部分保护测控一体化设备在运行过程中出现遥测、遥信传输正常,但遥控无法执行的现象。原因为保护测控装置存储的信息量过多,虽然没有达到装置存储信息量最大理论值,但受技术条件限制设备已无法正常运行,对某些请求无法响应。
主机单元在运行过程中起着“承上启下”的作用,故变电站主机在配置时一般均为双机,就是为减少因设备故障而引起全站信息中断的现象。但某些设备在双机主备切换过程中,出现均为备机的情况,两台主机均不发送信息导致信息无法传输。
部分变电站由于二次设备品牌众多,通信规约不一致,不可避免地使用通信管理单元,在通信连接方面又增加了一个“中转站”。通信管理机与总控单元之间的通信接口,也容易产生故障。本公司使用的通信管理机一般与总控单元不是同一厂家的产品,由于在通信规约等方面存在差异,设备运行过程中也容易出现通信中断的问题,将影响通信管理机所接待的所有设备的信息传输。
三、对策及实施
对以上三个方面的问题进行统计分析后,笔者发现抗干扰措施不力是造成通信中断的主要原因,为此制订了一系列对策及措施,具体如下:
1.增加屏柜接地铜排并接地
有9个站的屏柜未使用接地铜排接地,在设备屏柜安装60×30×4接地铜排,并将接地铜排用50平方毫米的多股接地线接地。
2.将电缆屏蔽层接地
有6个站的电缆屏蔽层未接地,把电缆重新剥皮露出屏蔽层,将6平方毫米的接地线焊接至屏蔽层,并用绝缘胶布裹好,用热缩管重新做头并将接地线接至屏柜接地铜排,使用正确的接地方法。
有11个站的屏柜接地方法不符合要求。本公司将这些变电站的屏柜用50平方毫米的铜缆相连,并将其中一个屏用50平方毫米的铜缆与变电站二次接地网相连。
3.将通信线屏蔽层接地
2004年前投运或改造的变电站,大部分通信线没有屏蔽层,有的有屏蔽层但并未使用。本公司将原先不带屏蔽层的通信线更换为带屏蔽层的通信线并重新布线,将通信线穿PVC管进行了外部防护,统一使用了带屏蔽的双绞线,RS485、CAN网、LON网信号线使用其中的一对双绞线,两条线绞在一起,对通讯各种分布参数耦合过来的干扰信号平均地分配到这两条线上,提高了通信网的抗干扰能力。
同时将RS485、CAN网、LON网的通信线屏蔽层利用端子排空端子进行等电位连接,并在总控单元处进行单端接地,如图3所示。
4.严格制定并执行通信线施工工艺标准
为严格施工工艺,本公司制定了标准的接线方法,并写入《自动化分站施工作业指导书》;同时要求新建变电站在施工过程中,为减少干扰通信线在敷设时必须外加PVC管,与控制电缆分开布置,分层排放。
5.完善通信芯片质量和通信程序
对早期的南瑞继保公司RCS9600系列保护测控装置,结合检修停电计划,对通信芯片进行了更换,升级了装置程序。对通信接口不稳定的RCS9692设备,除对通信线接线方式整改外,同时对设备接地、通信芯片、二次隔离等方面进行了完善。
6.增加二次抗干扰措施方面的学习与培训
为加强二次抗干扰知识的学习,专门邀请了专家为本公司员工讲解了关于变电站二次抗干扰及二次抗干扰的应对措施,并利用网络资源和日常积累收集二次抗干扰应对措施方面的资料,相互交流、互相探讨。