導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇通信的可靠性，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.1沒有一個(gè)高效的策略對電力通信系統(tǒng)的可靠性評估進(jìn)行改進(jìn)

電力通信網(wǎng)除了本身的可靠性以外，它運(yùn)行時(shí)的可靠性是最為關(guān)鍵的。之所以通信網(wǎng)會狀況百出，就是由于沒有一個(gè)高效的措施來對電力通信系統(tǒng)或者電力通信網(wǎng)的可靠性評估進(jìn)行改進(jìn)。因此，只有對于電力通信系統(tǒng)提供一些高效的策略才會使得電力通信系統(tǒng)能夠?yàn)槿祟愄峁﹥?yōu)質(zhì)，暢通的電力供應(yīng)服務(wù)。

1.2電力通信系統(tǒng)沒有一個(gè)可靠性的體系

電力通信系統(tǒng)中的可靠性體系就是由電力系統(tǒng)中的管理部門，管理措施，管理制度密切配合后所構(gòu)成。那么，當(dāng)前電力通信系統(tǒng)中這些部門以及制度還沒有健全，一些稀少的可靠性管理系統(tǒng)也比較簡單粗狂，正是因?yàn)殡娏νㄐ畔到y(tǒng)中缺乏各個(gè)環(huán)節(jié)的可靠性，使得整個(gè)電力通信系統(tǒng)的體系也不存在可靠性。最終導(dǎo)致，電子通信系統(tǒng)中任何一個(gè)地方出現(xiàn)障礙，就使得整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，也就是說這個(gè)沒有可靠性的體系使得電力通信系統(tǒng)整體的可靠性系數(shù)降低。

1.3電力通信通信系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)水平低

電力通信系統(tǒng)的可靠性是分為多個(gè)層次的，每一個(gè)層次都對于可靠性系數(shù)有著不同層次的設(shè)計(jì)要求。但是，當(dāng)前所有的電力通信系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)僅僅停留在一個(gè)初級的電力能夠正常進(jìn)行傳輸運(yùn)作的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)層面上。而對于通信網(wǎng)可靠性的設(shè)計(jì)更是僅僅停留在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇箽栽O(shè)計(jì)階段，這種基礎(chǔ)性的可靠性設(shè)計(jì)階段使得通信網(wǎng)不能夠與電力系統(tǒng)性能結(jié)合從而或得更高層次的可靠性設(shè)計(jì)。

二、電力通信系統(tǒng)的可靠性管理

2.1電力通信系統(tǒng)的可靠性不僅僅是一種要求，如果這樣落實(shí)到在生活實(shí)際中，可靠性系數(shù)必然會降低。那么此時(shí)就要去電力通信系統(tǒng)對于可靠性也進(jìn)行一個(gè)專項(xiàng)管理，只有這樣才會在真正提升電力通信系統(tǒng)的可靠性系數(shù)。那么在電力通信系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的過程中建立一個(gè)相應(yīng)可靠性管理機(jī)制，對于每一個(gè)階段的電力運(yùn)行都有一個(gè)及時(shí)的反饋，以保證電力的運(yùn)行暢通性與安全性。這種靠性管理機(jī)制在隨著社會的不斷完善，使得電力管理系統(tǒng)的可靠性系數(shù)又有一個(gè)突破性的進(jìn)展。

2.2管理過程中的所需要注意的問題。對于電力通信系統(tǒng)中常遇到的故障進(jìn)行分析與反思，要對于不同的故障進(jìn)行分類研究，深度研究其發(fā)生的原因與規(guī)律，并且在今后的電力運(yùn)行過程中起到“吃一塹長一智”的效果。并且將出故障的地方重點(diǎn)觀察，防患于未然。對于電力系統(tǒng)中維護(hù)制度的設(shè)立也是需要注意的問題之一。想要真正加強(qiáng)電力通信系統(tǒng)的可靠性系數(shù)，就得針對電力的設(shè)備和系統(tǒng)專門設(shè)置相應(yīng)的維護(hù)系統(tǒng)，并且能夠與現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相融入，向更為有效的現(xiàn)代化管理系統(tǒng)邁進(jìn)。

三、改進(jìn)電力通信系統(tǒng)的有效性策略

那么想要真正改善上升電力通信系統(tǒng)中的問題所在，就得采取一些有效性策略進(jìn)而使得電力通信系統(tǒng)的可靠性又一個(gè)突破性的進(jìn)展。那么應(yīng)該從以下幾方面進(jìn)行整改。

3.1鑒于現(xiàn)代化社會發(fā)展的腳步速度，整改策略一定要依附現(xiàn)代化的新技術(shù)，例如，通過優(yōu)化光纖網(wǎng)的方式，將單束光纜建成環(huán)。運(yùn)用這種策略會提高光線網(wǎng)絡(luò)的可靠性，也就進(jìn)而能讓能夠提高通信網(wǎng)的可靠性。因?yàn)楣饫w技術(shù)具有抗障礙性，低消耗等等優(yōu)勢，能夠完全解決上述中電力系統(tǒng)中所存在的問題。

3.2對于電力通信系統(tǒng)從可靠性的設(shè)計(jì)階段，到建設(shè)階段，再到運(yùn)行階段都進(jìn)行一個(gè)全面細(xì)致的規(guī)劃。從設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該開始以電力的具體運(yùn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)。對一切的通信設(shè)備進(jìn)行一個(gè)明確具體要求，從而再不斷提升通信系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方案的可信度。而在建設(shè)階段的時(shí)候，應(yīng)該擴(kuò)展視野，從多方面進(jìn)行考慮，采取多元化的可靠性保障策略，對于電力通信系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督和評價(jià)。那么最為重要的階段就是電力輸出的階段，換句話說就是運(yùn)行階段。在這個(gè)階段，對于電力系統(tǒng)整體的可靠性必須進(jìn)行一個(gè)全面細(xì)致的分析。在此階段，已經(jīng)不僅僅要求要做到做好評估工作，更重要的是建立一套健全的維護(hù)管理通信系統(tǒng)的管理體系。

篇2

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性是指計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)在實(shí)際連續(xù)運(yùn)行工作中完成用戶的正常通信需求的能力。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的可靠性是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)規(guī)定功能的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)和前提。但在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，意外情況屢見不鮮，故障和擁塞等問題頻繁出現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)承載的信息量超過了計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的“荷載”能力時(shí)即會發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞現(xiàn)象。故障是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)運(yùn)行性能的出現(xiàn)問題，根據(jù)發(fā)生頻率的高低可以分為偶然故障和異常故障。偶然故障是在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)運(yùn)行過程中發(fā)生的隨機(jī)性網(wǎng)絡(luò)性能下降的情況，發(fā)生頻率較低，影響力較??；異常故障特指因人為因素或自然因素的影響導(dǎo)致計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的異?，F(xiàn)象，異常故障影響面較大。需要對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的可靠性進(jìn)行深入研究，確保為用戶提供各種計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的規(guī)定功能服務(wù)，滿足經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的可靠性設(shè)計(jì)在對網(wǎng)絡(luò)工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)概括的基礎(chǔ)上，對可靠性設(shè)計(jì)體系進(jìn)行條理化、系統(tǒng)化、科學(xué)化的歸納，形成了計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則，主要有：（1）充分利用采用冗余技術(shù)，通過設(shè)置冗余設(shè)備的方式防備某臺設(shè)備出現(xiàn)故障，保證備份設(shè)備無縫接替故障機(jī)的任務(wù)；（2）采用適應(yīng)主干網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展的一些超前設(shè)備，防止由于技術(shù)的落后性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障，同時(shí)又要保證網(wǎng)絡(luò)平滑升級；（3）統(tǒng)籌計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的壽命周期費(fèi)用，達(dá)到最佳的使用性價(jià)比；（4）設(shè)計(jì)中選擇質(zhì)量優(yōu)秀、有良好聲譽(yù)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。

2計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性的影響因素

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)是開放式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其組成部分個(gè)體特征差異較大，整個(gè)系統(tǒng)十分復(fù)雜，從而導(dǎo)致影響計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性的影響因素不勝枚舉。從計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)自身角度出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素可以分為外部因素和內(nèi)部因素。外部因素主要包括溫度、濕度、灰塵、人為因素、地震、冰雪等，其中溫度、濕度、灰塵屬于可控因素，人為因素、地震、冰雪屬于不可控因素。內(nèi)部因素包括通信設(shè)備自身的可靠性、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)的合理性、網(wǎng)絡(luò)的后期維護(hù)管理等。網(wǎng)絡(luò)的后期維護(hù)管理的有效性是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性的直接影響因素。在具體實(shí)施環(huán)節(jié)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)置、“容錯(cuò)”和“避錯(cuò)”措施的運(yùn)用、網(wǎng)絡(luò)維修管理的頻率和水平等均對提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的可靠性有直接影響作用。另外，新技術(shù)的應(yīng)用對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的可靠性的影響也不可忽略。新技術(shù)的應(yīng)用是把雙刃劍，一方面提高了計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的可靠度，例如，智能化技術(shù)在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，排除故障，大大提高了計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的可靠性；另一方面，新技術(shù)的應(yīng)用匯導(dǎo)致設(shè)備和系統(tǒng)復(fù)雜度的提高，通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，故障出現(xiàn)的位置增多，給網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理、故障排查等均帶來了較大的困難。影響計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性的因素紛繁復(fù)雜，各影響因素之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性是一項(xiàng)涉及面很廣、難度較大的系統(tǒng)工程。

3計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性設(shè)計(jì)方案

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性設(shè)計(jì)方案主要采用層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型包括接入層、分布層和核心層3個(gè)層次，3個(gè)層次的功能相對獨(dú)立的。層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加清晰明了，降低了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)建設(shè)和運(yùn)營成本。層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將網(wǎng)絡(luò)分解為子網(wǎng)，限制計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的復(fù)雜性隨著網(wǎng)絡(luò)用戶的增加而增加。接入層是主要是將用戶接入計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)，分布層連接核心層和接入層之間，并且是接入層工作組之間相互連接的通道，核心層是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的主干，保證網(wǎng)絡(luò)的高速運(yùn)行。用戶根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用條件，通過接入層不同集線器和交換機(jī)接通計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)；分布層通過過濾、優(yōu)先級和業(yè)務(wù)排隊(duì) 等方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)資源的分配；核心層主要以路由器或者三層交換機(jī)為主要設(shè)備，為用戶提供高速度、低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)通道服務(wù)，核心層性能的高低直接影響計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)速率的高低，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)通信高可靠性的保證，因此核心層的設(shè)計(jì)需要定位準(zhǔn)確，保持較高水平的同時(shí)要求便于升級，方便后期計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的管理與控制。

4結(jié)語

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的可靠性直接影響著人們的實(shí)際生活，需要綜合分析計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)運(yùn)行過程中內(nèi)外部因素對其可靠性的影響，從而優(yōu)化計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性的設(shè)計(jì)方案，為計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。

作者:于英元 單位:丹東邊防支隊(duì)

參考文獻(xiàn):

[1]羅俊星.計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)可靠性設(shè)計(jì)研究[J].安徽師范大學(xué),2012.

篇3

要提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，首先要選擇科學(xué)正確的技術(shù)，利用技術(shù)支持來保證網(wǎng)絡(luò)通信的正常運(yùn)行。一般情況下，首先會采用余度設(shè)計(jì)、容錯(cuò)技術(shù)，就是將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的所有計(jì)算機(jī)設(shè)為彼此的后備機(jī)，這樣以來，如果其中一臺計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，那么該臺計(jì)算機(jī)的任務(wù)便可以交由后備機(jī)，從而減少了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓的問題，進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。除此之外，我們還需要加強(qiáng)研究新技術(shù)，全面考慮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展情況、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用等因素，提高網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力，使其能夠在較長的時(shí)間段內(nèi)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而滿足業(yè)務(wù)需求。

（2）改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選擇對保證網(wǎng)絡(luò)通信可靠性來說尤為重要，選擇網(wǎng)絡(luò)多層結(jié)構(gòu)體系不僅能夠隔離故障，還能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷分段并支持一般網(wǎng)路協(xié)議。多層結(jié)構(gòu)由接入層、核心層、分布層組成，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，運(yùn)用多層結(jié)構(gòu)能夠簡化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，下面分別了解一下這三層結(jié)構(gòu)。①接入層。接入層為網(wǎng)絡(luò)提供了寬帶，給用戶提供了接入端口，是被允許接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的起點(diǎn)，它能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行有效控制。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，接入層具有成本低、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，對實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的安全性來說尤為重要。②核心層。核心層是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中最重要的一部分，它不僅能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，使不同的交換區(qū)塊能夠進(jìn)行連接，還能為交換區(qū)塊提供數(shù)據(jù)包，迅速的完成數(shù)據(jù)交換工作。需要注意的是：在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，核心層在對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分時(shí)，不能夠?qū)α斜磉M(jìn)行控制，也不能夠顧慮數(shù)據(jù)包。③分布層。在網(wǎng)絡(luò)中，分布層是用來計(jì)算接入層與核心層界點(diǎn)的，它既能劃分核心層，也能提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，分布層的功能較多，它不僅能夠確定網(wǎng)絡(luò)中心聯(lián)網(wǎng)，還能夠?qū)崿F(xiàn)工作組接入網(wǎng)絡(luò)中。

（3）加強(qiáng)設(shè)備的可靠性

要提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性，一定要保證相關(guān)設(shè)備的安全性。首先在購買網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，既要確保設(shè)備質(zhì)量能夠符合相關(guān)要求，又要保證購買的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有較高的性價(jià)比。再就是做好設(shè)備的維護(hù)工作，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，要定期對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行檢查或者進(jìn)行自動檢查，以便于提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并及時(shí)給予維修，避免網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)因設(shè)備故障而發(fā)生癱瘓現(xiàn)象。

篇4

本文作者：劉科許洪華工作單位：蘇州市職業(yè)大學(xué)電子信息工程系

工業(yè)無線通信調(diào)度工業(yè)無線通信中一般采用時(shí)分多址(TimeDivisionMul-tipleAccess，TDMA)調(diào)度方式，通信調(diào)度周期分為多個(gè)時(shí)隙(TimeSlot，TS)，通信節(jié)點(diǎn)依次進(jìn)行數(shù)據(jù)交互?；赥DMA的多跳通信中，實(shí)時(shí)性要求更具有挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的有線通信和點(diǎn)對點(diǎn)通信中需要1個(gè)時(shí)隙情況，n跳端到端通信至少需要n個(gè)時(shí)隙，相應(yīng)地，重傳也需要更多時(shí)隙。在端到端時(shí)隙數(shù)約束下，時(shí)隙分配成為工業(yè)多跳無線通信重要的資源調(diào)度方法。工業(yè)無線通信中一般采用跳－跳重傳方式。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度器為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配固定次數(shù)的重傳時(shí)隙，以超幀形式下載到各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)。如前所述，現(xiàn)有的工業(yè)無線系統(tǒng)一般是根據(jù)實(shí)時(shí)性約束等，為每跳平均分配重傳時(shí)隙。2．2重傳提高可靠性原理考慮基于TDMA調(diào)度中子鏈路Li上通信情況。設(shè)每個(gè)時(shí)隙中Li只傳輸數(shù)據(jù)報(bào)和相應(yīng)的確認(rèn)信息。由于確認(rèn)信息數(shù)據(jù)幀較短，在數(shù)據(jù)報(bào)傳輸后立即接收，一般不考慮數(shù)據(jù)報(bào)傳輸成功而確認(rèn)信息傳輸失敗情況。此時(shí)，子鏈路Li上通信可以用圖1所示的二維馬爾可夫鏈描述［5］。圖1子鏈路通信二維馬爾可夫鏈圖1中，Gi表示通信成功狀態(tài)，qGi和pGi分別表示上一個(gè)時(shí)隙通信成功時(shí)，本次通信成功和失敗的概率，Bi表示通信失敗狀態(tài)，qBi和pBi分別表示上一個(gè)時(shí)隙通信失敗時(shí)情況。在考慮外界隨機(jī)干擾的情況下，有qGi=qBi=qi，pGi=pBi=pi=(1－qi)，此時(shí)，Li上通信情況符合貝努力概型，用di表示分配給Li子鏈路的時(shí)隙數(shù)目(包括重傳時(shí)隙數(shù)目)，記Ri為其通信成功概率，有:Ri(qi，di)=1－∏dij=1(1－qi)(1)顯然，1－qi＜1，隨著di增加，通信可靠性Ri增大。2．3冗余路由提高可靠性原理為進(jìn)一步提高鏈路可靠性，工業(yè)無線通信中可以利用鄰居節(jié)點(diǎn)協(xié)作重傳，構(gòu)成冗余路由。圖3為典型冗余路由形式。r1為冗余中繼，當(dāng)n0到通信失敗時(shí)(如無視距路徑、n1處持續(xù)強(qiáng)干擾、n1故障等)，啟用n0r1n2路由，以提高端到端可靠性。圖2中，L11、L12為主鏈路中子鏈路，設(shè)其通信成功概率為q1和q2;L11、L12為冗余路由中子鏈路，設(shè)其通信成功概率為q11和q12;設(shè)R(n0|n2)表示節(jié)點(diǎn)n0到節(jié)點(diǎn)n2的通信成功概率，則R(n0|n2)=q1q2+(1－q1)q11q12(2)顯然，R(n0|n2)＞q1q2，有冗余路由情況提高了鏈路可靠性?？紤]重傳時(shí)隙時(shí)，可由(1)式計(jì)算各個(gè)子鏈路通信成功概率，代入(2)式，可計(jì)算端到端可靠性。

工業(yè)無線通信鏈路可靠性建模不失一般性，考慮N+1個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的N跳鏈路，用N=n0，n1…．n{}N表示鏈路節(jié)點(diǎn)，其中，n0表示源節(jié)點(diǎn)，nN表示目的節(jié)點(diǎn)，Li表示節(jié)點(diǎn)ni－1和ni之間的子鏈路，i∈{1，2，…}N。多跳無線通信鏈路如圖3所示。如2.2節(jié)所述，由式(1)可以計(jì)算多跳鏈路中每個(gè)子鏈路通信成功概率Ri。對于N跳鏈路，用D={d0，d1…．dN}表示鏈路時(shí)隙分配，用Q={q0，q1…．qN}表示各子鏈路可靠性情況，則整條鏈路的可靠性表示為:R(Q，D)=∏Ni=1Ri(qi，di)(3)通過工業(yè)認(rèn)知無線電技術(shù)可以實(shí)時(shí)感知通信信道信噪比等，從而獲得各子鏈路通信可靠性情況［6］［7］。由于工業(yè)現(xiàn)場實(shí)時(shí)通信周期短，可認(rèn)為感知的鏈路可靠性Q在通信周期內(nèi)不變，此時(shí)有:R(D)=∏Ni=1Ri(di)(4)工業(yè)無線通信鏈路可靠性優(yōu)化工業(yè)無線通信鏈路可靠性優(yōu)化即是最大化(4)式。考慮工業(yè)通信實(shí)時(shí)性約束，設(shè)從源節(jié)點(diǎn)n0到目的節(jié)點(diǎn)nN允許的最大時(shí)延為D個(gè)時(shí)隙，則最大化通信可靠性表示為:MAXDRs．t．∑Ni=1di{=D(5)式(5)優(yōu)化問題可以采用非線性整數(shù)規(guī)劃問題求解方法，從而為每個(gè)子鏈路分配時(shí)隙，在D個(gè)時(shí)隙時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)鏈路端到端可靠性最大化，但一般計(jì)算量大，難以應(yīng)用于現(xiàn)場儀表實(shí)時(shí)通信中。以下通過轉(zhuǎn)化，尋求易于應(yīng)用的求解方法。定義3.1:定義子鏈路增益函數(shù)Ki(di)=Ri(di+1)/Ri(di)，其含義表示當(dāng)前子鏈路Li上分配的時(shí)隙數(shù)量為di，若再多分配1個(gè)時(shí)隙，子鏈路的可靠性增益。引理3.1:Ki(di)是di的減函數(shù)。證明:Ki(di)=Ri+(1－Ri)RiRi=2－Ri，同理Ki(di+1)=2－Ri+(1－Ri[)R]i=2－2Ri+R2iKi(di+1)－Ki(di)=Ri(Ri－1)＜0命題得證。定理3.1:重傳時(shí)隙分配過程中，每個(gè)時(shí)隙分配給Ki(di)最大的子鏈路，則鏈路可靠性最大。證明:對于N+1個(gè)節(jié)點(diǎn)的N跳路由，假設(shè)允許的最大時(shí)延為D個(gè)時(shí)隙，那么就有m=D－N個(gè)可再分配的重傳時(shí)隙。考慮Q在通信周期內(nèi)不變，由式(2)和定義3.1，鏈路可靠性可表示為:R(D)=∏Ni=1Ri(1)∏Ni=1∏di－1j=1Ri(1)Ki(j)(4)即R(D)=f(Ki(j))鏈路中各子鏈路增益函數(shù)可有mN個(gè)可能的取值，m個(gè)重傳時(shí)隙分配對應(yīng)m個(gè)Ki(j)。重傳時(shí)隙實(shí)際分配中，每個(gè)子鏈路j從1到di遞增，而Ki(di)是di的減函數(shù)，所以分配中Ki(j)滿足遞減。分配重傳時(shí)隙時(shí)，取i=argmaxi=1，2…NKi(j)，m個(gè)重傳時(shí)隙分配過程對應(yīng)著依次選取子鏈路增益函數(shù)mN個(gè)可能值中前m個(gè)最大值的過程，故R(D)=f(Ki(j))最大，命題得證?；诙ɡ?.1，原資源分配問題可以轉(zhuǎn)化為如下方法進(jìn)行求解:1)為每一個(gè)子鏈路分配1個(gè)時(shí)隙作為初始值，既取D(0)=［1，1…1］;2)取1個(gè)重傳時(shí)隙進(jìn)行分配，遍歷每個(gè)子鏈路，計(jì)算每個(gè)子鏈路的增益函數(shù)值Ki(di);3)搜索增益函數(shù)值Ki(di)最大的子鏈路n*，該子鏈路時(shí)隙分配值加1;4)所有重傳時(shí)隙分配完畢，則輸出最終時(shí)隙分配結(jié)果D=［d1，d2…di］;否則轉(zhuǎn)2)步。利用該結(jié)果和信道感知情況，應(yīng)用式(1)可以進(jìn)一步計(jì)算每個(gè)子鏈路的可靠性，根據(jù)式(2)可以計(jì)算整個(gè)鏈路的可靠性。在工業(yè)無線系統(tǒng)中，由網(wǎng)絡(luò)調(diào)度器以超幀形式，下傳該結(jié)果到鏈路，從而實(shí)現(xiàn)鏈路優(yōu)化。3．3有冗余路由情況有冗余路由的多跳無線通信鏈路如圖4所示。圖4有冗余路由的多跳無線通信鏈路通信調(diào)度上，主鏈路仍然基于傳統(tǒng)的TDMA，但重傳時(shí)隙為(D－2N)。當(dāng)ni節(jié)點(diǎn)重傳時(shí)隙耗盡仍不能成功通信時(shí)，啟用冗余路由niri+1ni+2，數(shù)據(jù)從ni傳送到ni+2。主鏈路采用前述方法優(yōu)化分配時(shí)隙，Li1和Li2子鏈路使用Li+1子鏈路的時(shí)隙向ni+1傳送數(shù)據(jù)，視為2跳鏈路進(jìn)行重傳時(shí)隙優(yōu)化方法分配。設(shè)R(ni|nj)表示節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的通信成功概率，可按如下方法求取鏈路可靠性:R(nN－1|nN)=RLNR(nN－2|nN)=RLN－1R(nN－1|nN)+(1－RLN－1)RLN1RLN2R(nN－3|nN)=RLN－2R(nN－2|nN)+(1－RLN－2)RL(N－2)1RL(N－2)2R(nN－1|nN)……R(n0|nN)=RL1R(n1|nN)+(1－RL1)RL11RL12R(n2|nN)當(dāng)然，利用無線信道的廣播特性，可以在主鏈路上節(jié)點(diǎn)nm(m∈(0，1，…，N－1))發(fā)起通信時(shí)，nm+1和rm+1同步接收，nm+1接收失敗時(shí)，由rm+1將數(shù)據(jù)傳送給nm+2;也可以設(shè)計(jì)為nm+2同時(shí)接收nm+1和rm+1數(shù)據(jù)，采用最大比擬合，可以進(jìn)一步提高鏈路可靠性。這些方案會增加冗余路由節(jié)點(diǎn)時(shí)隙和能耗開銷，對現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘同步等要求較高，與傳統(tǒng)的TD-MA方式兼容也存在困難，在此不作進(jìn)一步討論。4數(shù)值仿真研究工廠環(huán)境無線信道一般近似為瑞利衰落［7］。仿真條件中設(shè)鏈路信道衰落服從瑞利分布，取σ=0．2瑞利序列作為各子鏈路一次通信失敗概率，依次取N=1～19，即選取子鏈路數(shù)目為1～19情況。在Matlab中對平均分配時(shí)隙和優(yōu)化分配時(shí)隙情況進(jìn)行數(shù)值仿真。圖5為D=3N時(shí)1000次數(shù)值仿真統(tǒng)計(jì)情況。圖中可見，優(yōu)化分配方法較平均分配時(shí)隙明顯提高鏈路可靠性。在子鏈路L5、L10、L15施加干擾(失敗概率增加30%)時(shí)，優(yōu)化分配方法仍然有較好的可靠性。圖6為N=19時(shí)，D=57時(shí)(對應(yīng)平均分配時(shí)隙中每子鏈路3個(gè)時(shí)隙的典型情況)，時(shí)隙分配情況統(tǒng)計(jì)，可見，優(yōu)化算法能夠?qū)⒂邢薜臅r(shí)隙分配給信道質(zhì)量較差的子鏈路，具有較好的鏈路自適應(yīng)能力，避免形成通信瓶頸;圖7中研究算法隨重傳時(shí)隙增加時(shí)可靠性情況，在圖6基礎(chǔ)上增加時(shí)隙，優(yōu)化算法取D=19～95，平均分配取D=19、38、57、72、95(對應(yīng)0、1、2、3、4次重傳)，分別進(jìn)行1000次仿真統(tǒng)計(jì)平均?？梢姡瑑?yōu)化分配方案在D=19～72時(shí)，即無重傳到3次重傳都可比較明顯提高鏈路可靠性，覆蓋了典型通信情況。在圖5仿真條件下，對有冗余路由情況進(jìn)行數(shù)值仿真。圖8為1000次數(shù)值仿真統(tǒng)計(jì)情況，與圖5比較，一方面，可圖7多跳鏈路時(shí)隙分配統(tǒng)計(jì)見有冗余路由的多跳無線通信鏈路較明顯改善了可靠性;另一方面，平均分配時(shí)隙、優(yōu)化分配時(shí)隙及對應(yīng)的有無干擾情況，與圖5有類似結(jié)論，可見優(yōu)化方法對有冗余路由情況也可以進(jìn)一步提高鏈路可靠性。圖8有冗余路由的1～19跳鏈路可靠性仿真

本文在傳統(tǒng)的工業(yè)無線通信調(diào)度模式下，通過優(yōu)化重傳，提高了工業(yè)多跳無線通信鏈路可靠性。應(yīng)用中，將優(yōu)化的時(shí)隙分配結(jié)果以超幀形式下載到各個(gè)節(jié)點(diǎn)即可，具有應(yīng)用價(jià)值。對無冗余路由情況鏈路重傳優(yōu)化，實(shí)際是對鏈路進(jìn)行了時(shí)域上優(yōu)化;對于有冗余路由的多跳鏈路重傳優(yōu)化，實(shí)際是對鏈路時(shí)域和空域資源調(diào)度優(yōu)化。隨著工業(yè)認(rèn)知無線電理論和技術(shù)發(fā)展，以及現(xiàn)場儀表通信能力和數(shù)據(jù)處理能力提高，諸如頻域、碼域、功率域等多域資源均可以在通信中得到協(xié)同優(yōu)化，從而可以進(jìn)一步提高鏈路通信可靠性，為工業(yè)無線技術(shù)應(yīng)用推廣提供基礎(chǔ)和空間。

篇5

中圖分類號： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言在經(jīng)濟(jì)社會全球化發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展使得我們逐漸迎來了信息化時(shí)代計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域的推廣給人們的工作、生活帶來了極大的改變，使得計(jì)算機(jī)用戶數(shù)量持續(xù)增加，對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性也提出了新的要求。這就需要在充分認(rèn)識到造成計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全漏洞原因的基礎(chǔ)上，高度重視計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)施，從根本上確保計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，以提高我國信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的水平，推動我國現(xiàn)代化信息建設(shè)。

一、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性理論的概述

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性是信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的根本要求，反映著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間及范圍內(nèi)所能完成指定功能的概率和能力。在實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性理論包含計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可靠度兩方面內(nèi)容?？煽啃允怯?jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)保持連通并滿足通信要求的能力，是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、規(guī)劃和運(yùn)行的重要依據(jù)和參數(shù)之一。而計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠度是指計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)在規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的概率，涉及到二終端可靠度、λ終端可靠度以及全終端可靠度三種類型。

20 世紀(jì)九十年代以來， 世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家建立了很多計(jì)算機(jī)應(yīng)用中心和工程研究中心。美國還制定了新一輪規(guī)劃的先進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)框架計(jì)劃， 發(fā)展面向 21 世紀(jì)的先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)。我國是高性能計(jì)算機(jī)和信息服務(wù)的戰(zhàn)略性設(shè)施國家， 高性能計(jì)算機(jī)環(huán)境發(fā)展很快， 在已建成的5個(gè)國家高性能計(jì)算中心的基礎(chǔ)上，又于中南、西北等地建立了新的國家計(jì)算中心，科技部加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建設(shè)， 形成了以科學(xué)院為主體的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，教育部也啟動了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工程。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一種先進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施， 它所涉及超級計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、中間件技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)研究與應(yīng)用技術(shù)，是一個(gè)綜合性的跨學(xué)科、高技術(shù)研究課題。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源等全面共享。

二、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)的原則

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行安全，在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化是對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可靠性的提高，能夠有效避免計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全問題的發(fā)生，從而減少計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全事故造成了嚴(yán)重?fù)p失。

1、提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，需要遵循一定的國家標(biāo)準(zhǔn)，采用開放式的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，選用充分支持異種設(shè)備和異構(gòu)系統(tǒng)的連接，盡可能使系統(tǒng)具備較強(qiáng)的擴(kuò)展與升級能力，并且要保證先進(jìn)性、實(shí)用性和通用性的結(jié)合，選擇先進(jìn)且成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和最適合的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2、遵循國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，采用開放式的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，從而能支持異構(gòu)系統(tǒng)和異種設(shè)備的有效互聯(lián)，具備較強(qiáng)的擴(kuò)展與升級能力。先進(jìn)性與實(shí)用性相結(jié)合，選擇先進(jìn)而成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，選擇實(shí)用和通用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3、提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，主要采用余度設(shè)計(jì)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各臺計(jì)算機(jī)可通過網(wǎng)絡(luò)護(hù)衛(wèi)后備機(jī)，當(dāng)某臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了問題，這臺計(jì)算機(jī)的任務(wù)便可以由其他的機(jī)器進(jìn)行處理，從而有效的避免了單機(jī)無后備的狀況。提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，還應(yīng)該選擇較好的網(wǎng)絡(luò)鏈路介質(zhì)，保證主干網(wǎng)絡(luò)具有足夠的帶寬，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有較快的響應(yīng)速度。

4、在制定必要的網(wǎng)絡(luò)管理?xiàng)l例的同時(shí)，加強(qiáng)相關(guān)應(yīng)用人員的定期培訓(xùn)，同時(shí)對運(yùn)行中的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動檢查和維護(hù)，養(yǎng)成良好的維護(hù)和應(yīng)用的職業(yè)習(xí)慣。

三、、影響計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素

1、用戶設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

用戶終端設(shè)備是直接面向用戶的設(shè)備，其可靠性至關(guān)重要，也是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠與否的關(guān)鍵所在。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的日常維護(hù)，主要就是確保用戶終端保持良好運(yùn)行狀態(tài)。用戶終端的交互能力越高，網(wǎng)絡(luò)的可靠性也越高。

2、網(wǎng)絡(luò)管理對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)過程中，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性來源于不同設(shè)備供應(yīng)商的所提供網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的規(guī)格和復(fù)雜程度很高，這就需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理人員采用非常先進(jìn)的技術(shù)手段，監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障，采集、統(tǒng)計(jì)和分析網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的相關(guān)狀況，以保證信息傳輸?shù)耐暾⒓皶r(shí)、有效，從而提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性。

3、傳輸交換設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)行的過程中，為了提高網(wǎng)絡(luò)可靠性以及滿足日后發(fā)展的需要，必需考慮有一定的冗余和容錯(cuò)能力。布線時(shí)最好布置為雙線，以便網(wǎng)絡(luò)線路出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)切換。網(wǎng)絡(luò)集線器將若干個(gè)用戶終端集中起來接入網(wǎng)絡(luò)，通過它可將所連設(shè)備的問題與通信網(wǎng)絡(luò)其它部分隔開，構(gòu)成保證網(wǎng)絡(luò)可靠性的第一道防線。集線器是一種單點(diǎn)失效設(shè)備，若它發(fā)生故障，則與其相連接的用戶就無法工作，可見集線器在提高網(wǎng)絡(luò)可靠性方面所起到的重要作用。

4、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，從根本上決定著計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。有自身特點(diǎn)的影響，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在不同行業(yè)領(lǐng)域及規(guī)模層次中的應(yīng)用也有所不同，對于維護(hù)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性有著關(guān)鍵作用。在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)初期，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的有效性和容錯(cuò)性的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)通常由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直徑和連通度來決定。

四、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分析

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容，有利于確保計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，促進(jìn)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。在具體實(shí)施過程中，需要對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)所有設(shè)備、軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及各分層的可靠性進(jìn)行全面系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)通常有以下三種可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

1、 最優(yōu)選擇方法

該方法就是研究出各種滿足網(wǎng)絡(luò)可靠性要求的方案并進(jìn)行比較，在幾個(gè)方案中甄選出最優(yōu)方案并對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步的求精和優(yōu)化。此外，在費(fèi)用充足的條件下，還可以通過設(shè)計(jì)一定冗余的方式來增強(qiáng)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，從而確保計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擴(kuò)容和升級的順利進(jìn)行，促進(jìn)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)。

2、 多級容錯(cuò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。容錯(cuò)系統(tǒng)的建立，是當(dāng)前對付網(wǎng)絡(luò)故障非常有效的方法之一，特別是對于大中型網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的。當(dāng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)系統(tǒng)可保證網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)正常運(yùn)行，多級容錯(cuò)技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)具有一定的自保和自愈能力，即使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)多種故障，容錯(cuò)技術(shù)仍能使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常工作。

3、分層處理方法。分層處理法的應(yīng)用對于解決計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)所面臨的此類問題有著非常重要作用，按照對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層的方式，定義為系統(tǒng)層、服務(wù)層、物理層及邏輯層等不同層次上的差異化可靠性度量指標(biāo)，從而制定針對性方案措施，以提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。

結(jié)束語

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性是信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的根本要求，反映著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間及范圍內(nèi)所能完成指定功能的概率和能力。在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全的可靠性直接關(guān)系到系統(tǒng)應(yīng)用的有效性，是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)性前提。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的內(nèi)容主要包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的抗破壞性、生存性以及系統(tǒng)部件在多模式下工作的有效性，要求計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)部件和基礎(chǔ)結(jié)點(diǎn)必須為各用戶終端提供可靠的鏈路，從而確保計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的正常工作。

參考文獻(xiàn)

[1]張曉杰，姜同敏，王曉峰.提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的方法研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2010（03）：76-78.

篇6

電力通信系統(tǒng)基于電力線進(jìn)行通信，電力線通信（Power LineCommunication，英文簡稱PLC）技術(shù)是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和媒體信號的通信方式，把載有信息的高頻信號加載于電流，然后用電線傳輸給相應(yīng)的適配器，再把高頻從電流中分離出來并傳送到處理端以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。該技術(shù)最大的優(yōu)勢是在現(xiàn)有電力線上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語音和視頻等多業(yè)務(wù)的承載，以實(shí)現(xiàn)四網(wǎng)合一。通常電力通信的業(yè)務(wù)可分為關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)和事務(wù)管理業(yè)務(wù)兩大類。關(guān)鍵運(yùn)行業(yè)務(wù)是指遠(yuǎn)動信號、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)和調(diào)度電話等；其對通信的實(shí)時(shí)性、安全性和可靠性要求很高。而事務(wù)管理業(yè)務(wù)包括各種電話和電話會議，電視、信息數(shù)據(jù)等。其業(yè)務(wù)種類多、通信流量大，需要寬帶傳輸。

2 電力通信可靠性的需求

隨著電力通信網(wǎng)的發(fā)展，大量電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)需要通過電力通信網(wǎng)進(jìn)行傳輸，電力系統(tǒng)對于通信網(wǎng)的依賴性增大，通信網(wǎng)故障對電力系統(tǒng)的影響也越來越嚴(yán)重。因此，電力部門對電力通信網(wǎng)的質(zhì)量要求也越來越高，不但要求電力通信網(wǎng)能夠提供足夠的通信能力，更要求電力通信網(wǎng)要具有很高的安全性、可靠性。而目前電力通信網(wǎng)管理體系不健全，可靠性評估手段不完整以及發(fā)展不平衡導(dǎo)致的設(shè)計(jì)水平低都是需要改進(jìn)的地方。

所以確定電力通信網(wǎng)的可靠性，一般情況下，可以設(shè)定一個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行評定。并且區(qū)別與傳統(tǒng)于通信網(wǎng)的可靠性要求，某些指標(biāo)需要重新進(jìn)行討論、修正，以滿足電力系統(tǒng)對通信網(wǎng)可靠性的要求。，增加電力系統(tǒng)特點(diǎn)的評價(jià)指標(biāo)，這樣建立的可靠性評價(jià)體系才有實(shí)用價(jià)值。

3分層次設(shè)定項(xiàng)目指標(biāo)的可靠性分析方法

分析電力通信網(wǎng)可靠性可以從理論和實(shí)用兩個(gè)主要方面進(jìn)行入手。目前的研究中已經(jīng)從實(shí)用化的角度提出“電力通信網(wǎng)的可靠性工程”。根據(jù)可靠性工程的內(nèi)涵并結(jié)合電力通信網(wǎng)的構(gòu)成，對電力通信網(wǎng)可靠性工程可劃分為6個(gè)層次，業(yè)務(wù)層、拓?fù)鋵印⒙酚蓪?、設(shè)備層、運(yùn)行層、管理層。通過對各層次研究可知，電力通信網(wǎng)的可靠性研究主要是建立在上述各個(gè)層面的整合計(jì)算，并結(jié)合安全性進(jìn)行具體的分析獲得的具體指標(biāo)以及數(shù)據(jù)。

結(jié)合傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性分析過程，可以采用一個(gè)螺旋式循環(huán)上升的過程進(jìn)行分析。在可靠性要求基礎(chǔ)上提出問題和原因，并設(shè)定解決方案，利用對解決方案的跟蹤評估繼續(xù)設(shè)定可靠性要求。

結(jié)合電力通信網(wǎng)的運(yùn)行方式首先提出可靠性指標(biāo)體系，即建立數(shù)學(xué)模型分析可靠性加權(quán)效應(yīng)。但是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域不同，環(huán)境參數(shù)不容，可能的影響因素也不相同，所以使用的指標(biāo)體系也會發(fā)生一定的變化。

選取的指標(biāo)代替整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不同的模塊，會計(jì)算出不同情況下的理論數(shù)值，然后綜合評估，建立評價(jià)模型。模型中各個(gè)指標(biāo)設(shè)定為相對的計(jì)算值。所以通過采用逐層線性加權(quán)的方式得到通信網(wǎng)可靠性的綜合指數(shù)。

上述目標(biāo)使用的各個(gè)項(xiàng)目各不相同，結(jié)合現(xiàn)有通信網(wǎng)可以設(shè)定類似如下的項(xiàng)目：網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行度量項(xiàng)目，包括3個(gè)指標(biāo)，項(xiàng)目平均故障時(shí)間MTBF，平均修復(fù)時(shí)間MTTR，不可用度U。其中這三個(gè)指標(biāo)的理論關(guān)系為U=MTTR/MTBF。若設(shè)定若干串聯(lián)單元?jiǎng)tU為每個(gè)單元的可用度之和，若并聯(lián)設(shè)置，則U為每個(gè)單元的可用度之積。對于此項(xiàng)目的計(jì)算，最后獲得的值設(shè)定為一個(gè)KiGi值。網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備層面的計(jì)算項(xiàng)目可以包括硬件損耗和升級產(chǎn)生的硬件替換，數(shù)據(jù)庫備份產(chǎn)生的備份時(shí)間以及數(shù)據(jù)通信在物理層產(chǎn)生的傳輸延遲對業(yè)務(wù)的影響等。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行層側(cè)重于電網(wǎng)及設(shè)施環(huán)境對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的影響和故障的規(guī)律，此與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層類似，利用產(chǎn)品失效率，為已工作到時(shí)刻尚未失效的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)算，例如設(shè)定實(shí)效概率，在某個(gè)時(shí)間端內(nèi)的實(shí)效概率的倒數(shù)為平均故障時(shí)間，計(jì)算整個(gè)的平均故障時(shí)間之和，獲得運(yùn)行層各個(gè)節(jié)點(diǎn)的項(xiàng)目指標(biāo)。不可抗力，如地震和冰災(zāi)的發(fā)生，盜竊等認(rèn)為破壞的影響，都會直接導(dǎo)致可靠性下降。本文給出的解決方是設(shè)定各種災(zāi)害的相對“有效”影響能力，即對應(yīng)的加權(quán)值，即給出每個(gè)影響運(yùn)行的情況的加權(quán)平均數(shù)值，以便計(jì)算合理的項(xiàng)目指標(biāo)。

業(yè)務(wù)層和拓?fù)湟约奥酚蓪訉τ陔娏νㄐ啪W(wǎng)的影響普遍小于設(shè)備層和運(yùn)行層，這和電力通信網(wǎng)能夠承載的帶寬以及目前使用的業(yè)務(wù)關(guān)系很緊密，但是我們?nèi)匀豢梢栽O(shè)定足夠的項(xiàng)目及項(xiàng)目指標(biāo)獲得可靠性度量值，設(shè)定過程可以參考目前的運(yùn)營商通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行參數(shù)設(shè)定過程，包括業(yè)務(wù)鏈路帶寬延遲需要，服務(wù)器程序運(yùn)行穩(wěn)定性計(jì)算需求，管理人員和操作人員的錯(cuò)誤發(fā)生率和正常工作持續(xù)時(shí)間需求，業(yè)務(wù)忙閑對應(yīng)的話路擁塞等等。

篇7

一、計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性的定義

計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性是指計(jì)算機(jī)能在規(guī)定的系統(tǒng)時(shí)間和系統(tǒng)條件下，準(zhǔn)確完成用戶指令的概率，在實(shí)際的操作中由于計(jì)算機(jī)通信硬件、軟件及其他影響因素的綜合作用，100%往往是不可能達(dá)到的。計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的重要技術(shù)指標(biāo)，因此，對計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性的研究是非常重要的。

二、計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性研究

（一）通信的安全性通信的安全性包括以下兩個(gè)方面：第一，通信線路的安全性，即要保證各項(xiàng)通信線路的正常使用，一旦通信線路出現(xiàn)故障，則會在很大程度上影響通信效率，甚至?xí)a(chǎn)生通信錯(cuò)亂，造成嚴(yán)重后果。第二，通信信息的安全性，即要保證數(shù)字信息的安全性，防止信息被惡意攔截，信息的安全性是提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的必要條件。（二）網(wǎng)絡(luò)的堅(jiān)固性堅(jiān)固性即抗破壞性，網(wǎng)絡(luò)的堅(jiān)固性指的是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)部件和各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間必須做到緊密連接，為客戶提供最高效、最可靠的信息傳輸通道。網(wǎng)絡(luò)就好比是整個(gè)計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)生命的“血管”，因此，只有保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的純凈，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸通道的抗破壞性，才能切實(shí)的提高網(wǎng)絡(luò)的堅(jiān)固性，維護(hù)整個(gè)計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)的安全性和可靠性。（三）系統(tǒng)軟件的生命周期和抗干擾性軟件具有一定的生命周期，且隨著軟件的使用，其運(yùn)行效率會越來越低，可靠性也會隨之降低，同時(shí)，系統(tǒng)軟件的抗干擾性也會在很大程度上影響軟件的整個(gè)生命周期。

三、影響計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的因素

（一）計(jì)算機(jī)病毒入侵計(jì)算機(jī)病毒一直是對計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)威脅性最大的因素，同時(shí)，破壞性較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)病毒還會對整個(gè)計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)造成長期影響。一般，計(jì)算機(jī)病毒具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，隱蔽性，即病毒往往是“寄生”在某個(gè)軟件的某段代碼之中，要找到它猶如大海撈針，而一旦代碼段被執(zhí)行，則病毒就會得到“釋放”。第二，傳播性，計(jì)算機(jī)病毒的傳播途徑通常就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)病毒通過網(wǎng)絡(luò)，可以從一臺計(jì)算機(jī)為出發(fā)點(diǎn)，大面積的感染與此計(jì)算機(jī)存在網(wǎng)絡(luò)連接的其他計(jì)算機(jī)，例如木馬病毒、熊貓燒香等病毒，都具有極高的傳播性。第三，繁殖性，即病毒可以通過不同的計(jì)算機(jī)環(huán)境，不斷進(jìn)化延伸，變生出新的計(jì)算機(jī)病毒。第四，潛伏性，即計(jì)算機(jī)病毒不會無緣無故的消失不見，在其沒有被執(zhí)行時(shí)，往往會長期潛伏于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。（二）計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，對整個(gè)計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)的影響最大，一旦硬件出現(xiàn)故障，則會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)全面癱瘓。計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備包括用戶終端、數(shù)據(jù)交換設(shè)備、信息處理器等，其中用戶終端是保證用戶可以正常的接受信息，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，數(shù)據(jù)交換設(shè)備和信息處理器則偏向信息的收集和處理，是保障通信信息安全性和可靠性的關(guān)鍵因素。

四、提高計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的對策

（一）優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)首先，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須要經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)和合理的規(guī)劃，確保整體和局部之間的緊密連接。其次，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的連通度和結(jié)構(gòu)的直徑是影響整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵因素。最后，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，并不是一成不變的，隨著其核心概念的不斷延伸和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自身特性也會不斷的更新和進(jìn)步。（二）優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)管理通信網(wǎng)絡(luò)管理包括兩個(gè)方面的管理，第一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)線路的綜合管理，即不斷的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信線路，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，第二個(gè)是通信信息的安全管理，即通過降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟铄e(cuò)率、信息丟失率，來保證通信信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸是安全的、完整的。（三）建立多級容錯(cuò)系統(tǒng)和分層處理機(jī)制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)變得極為龐大，復(fù)雜度也非常高，因此，建立必要的多級容錯(cuò)系統(tǒng)和分層處理機(jī)制是非常必要的。一旦通信系統(tǒng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，則可以通過多級容錯(cuò)系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)功能，短時(shí)間內(nèi)無需更換元件，也可以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)，通過對系統(tǒng)進(jìn)行合理的分層處理，不僅可以更方面的管理整個(gè)通信系統(tǒng)，而且對相關(guān)故障的檢測也會更有針對性，極大的提高了通信系統(tǒng)的可靠性。

五、結(jié)語

綜上所述，通過對計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性分析和相關(guān)提升策略的分析可知，計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的可靠性需要從通信安全性、網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)固性和系統(tǒng)軟件的抗干擾性三個(gè)方面進(jìn)行考慮，才能確保計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，信息時(shí)代下，保障計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性變得越來越重要，如何采取更有效的手段提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，如何提高硬件質(zhì)量，防范病毒入侵，將成為下一步計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性研究的重要方向。

參考文獻(xiàn)：

篇8

電信網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P化是一個(gè)大趨勢，從軟交換網(wǎng)絡(luò)和IP承載開始，直到在LTE階段建立一個(gè)全I(xiàn)P化、接入網(wǎng)與固網(wǎng)融合的純IP核心網(wǎng)，完成標(biāo)準(zhǔn)上的端到端IP化。

一、背景分析

移動通信核心網(wǎng)（以下簡稱核心網(wǎng)）IP化是電信網(wǎng)絡(luò)IP化的一個(gè)分支。從功能域上分為CS域和PS域兩個(gè)主要部分，均基于IP技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，各業(yè)務(wù)網(wǎng)元通過IP骨干網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互連，網(wǎng)絡(luò)中信令、業(yè)務(wù)、網(wǎng)管、計(jì)費(fèi)等流量都由IP骨干網(wǎng)承載，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于扁平化，便于網(wǎng)絡(luò)冗余和拓展。網(wǎng)絡(luò)路由都采用動態(tài)IGP路由協(xié)議進(jìn)行選路，業(yè)務(wù)保護(hù)通常都通過多級設(shè)備或鏈路冗余實(shí)現(xiàn)。

目前對IP化電信網(wǎng)絡(luò)可靠性影響較大的是鏈路中斷、節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，主備用端口、設(shè)備、路由倒換的時(shí)間過長。以傳統(tǒng)路由協(xié)議來說，故障檢測是通過路由器之間發(fā)送“Hello”分組完成的，在沒有特定硬件的幫助下，這種方式的檢測周期較長，發(fā)生故障時(shí)OSPF的最短檢測時(shí)間約為2s，IS-IS約為1s。HSRP/VRRP協(xié)議的情況基本相同。這對語音、視頻應(yīng)用來說時(shí)間明顯過長。同時(shí)，在現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)中并不具備秒以下的間歇性故障修復(fù)功能，而傳統(tǒng)路由架構(gòu)在對實(shí)時(shí)應(yīng)用（如語音）進(jìn)行準(zhǔn)確故障檢測方面能力有限，從發(fā)現(xiàn)故障到路由重新收斂，整個(gè)過程可能長達(dá)十幾秒，期間會造成故障路由上的大量的數(shù)據(jù)丟失，當(dāng)數(shù)據(jù)速率到吉比特時(shí)，故障感應(yīng)時(shí)間長代表著大量數(shù)據(jù)的丟失，并且對于不允許路由協(xié)議的節(jié)點(diǎn)沒有辦法檢測鏈路的狀態(tài)。伴隨著以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信為代表的3G業(yè)務(wù)的激增，實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)故障檢測和修復(fù)是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理中最重要的問題。

二、BFD應(yīng)用設(shè)計(jì)方案

BFD （雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測）能夠盡快檢測到與相鄰設(shè)備間的通信故障，以便能夠及時(shí)采取措施，要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠快速檢測出故障并將流量切換至備份鏈路以加快網(wǎng)絡(luò)收斂速度，從而保證業(yè)務(wù)繼續(xù)進(jìn)行，減小設(shè)備故障或鏈路故障對業(yè)務(wù)的影響，從而提高網(wǎng)絡(luò)的可用性。

通過使用BFD與主備保護(hù)協(xié)議、路由協(xié)議、VPN協(xié)議等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議互相配合，將BFD的毫秒級鏈路故障檢測能力與網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議的自動恢復(fù)能力結(jié)合，就能簡單便捷使傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)具備毫秒級故障恢復(fù)能力，并且BFD并不直接作用于網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議的連接，而只是為網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議提供一種快速故障檢測能力。

BFD的服務(wù)接口非常簡單，利用網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議提供會話參數(shù)（相鄰系統(tǒng)地址、時(shí)間參數(shù)、協(xié)議選項(xiàng)等），BFD快速返回通路狀態(tài)檢測結(jié)果，從中可以迅速得到通路狀態(tài)的變化。BFD類似于光纖通信中的光信號丟失（LOS）指示，而網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議根據(jù)BFD返回的結(jié)果使用自身的機(jī)制實(shí)施控制功能。

2.1網(wǎng)絡(luò)邊緣的部署

網(wǎng)絡(luò)中上層業(yè)務(wù)的平臺或網(wǎng)管通常由多種設(shè)備組成。為了節(jié)省網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口，增加平臺訪問的可控性，這些設(shè)備通常組成一個(gè)局域網(wǎng)，通過出換機(jī)或者路由器接入網(wǎng)絡(luò)。為提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，通常在接入交換機(jī)或路由器上部署熱備份路由協(xié)議/虛擬路由冗余協(xié)議。在傳統(tǒng)的HSRP/VRRP技術(shù)中，當(dāng)一臺路由器的鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，備份路由器通常需要3s才能夠進(jìn)行切換，而HSRP/VRRP協(xié)議根據(jù)BFD的檢測結(jié)果迅速進(jìn)行主、備切換，可以使主備路由倒換時(shí)間縮短到1s以內(nèi)。

2.2網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的部署

篇9

1 系統(tǒng)最可靠優(yōu)化概述

通信和電子系統(tǒng)本身就是一個(gè)較為復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，其工程的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中存在多種復(fù)雜的關(guān)系和約束條件，因此其優(yōu)化問題就成為了通信和電子系統(tǒng)的重要設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。在其設(shè)計(jì)和配合中，對系統(tǒng)的規(guī)劃就成為了整個(gè)系統(tǒng)良性運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。從管理角度看，對系統(tǒng)的規(guī)劃就是合理的安排各種資源在系統(tǒng)構(gòu)建中的分配和作用，對于大型的系統(tǒng)工程的實(shí)施作用明顯。系統(tǒng)越復(fù)雜其對其規(guī)劃的要求就越嚴(yán)格。同時(shí)在設(shè)計(jì)中還需要將可靠性作為系統(tǒng)規(guī)劃的前提，即在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不改變整個(gè)系統(tǒng)成本的前提下，實(shí)現(xiàn)最為可靠的運(yùn)行配合 ，即合理的分配各個(gè)零部件的可靠度，保證其在各自功能范圍內(nèi)體現(xiàn)出最佳性能，并保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。這里的可靠性設(shè)計(jì)還應(yīng)把經(jīng)濟(jì)指標(biāo)涵蓋在內(nèi)，即從技術(shù)角度、經(jīng)濟(jì)成本角度出發(fā)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠與經(jīng)濟(jì)性雙贏。

在通信和電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，因?yàn)橄到y(tǒng)的復(fù)雜性，所以要求在技術(shù)指標(biāo)得到滿足的條件下盡量使得設(shè)計(jì)成本最低。尤其對于某些特殊要求的復(fù)雜系統(tǒng)，利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法很難達(dá)到此種目標(biāo)，因此最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法就成為了復(fù)雜通信和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要手段。最優(yōu)化問題對于通信和電子系統(tǒng)來說，就是指最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。即在指定的設(shè)計(jì)指標(biāo)和元件、參數(shù)范圍條件下，確定獨(dú)立的設(shè)計(jì)參數(shù)，保證系統(tǒng)達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)指標(biāo)和性能。

2 通信電子系統(tǒng)的最可靠性

通信和電子系統(tǒng)本身就是一個(gè)較為復(fù)雜的多層次系統(tǒng)，其復(fù)雜而精密的特點(diǎn)使其運(yùn)行的可靠性成為了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的首要條件。通信系統(tǒng)的可靠性主要的標(biāo)準(zhǔn)就是其通信的質(zhì)量，而系統(tǒng)可靠性具體的體現(xiàn)就是在正常工作中錯(cuò)誤的概率最低，這個(gè)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)取決于構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)部件的可靠性，以及系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)方式。主要設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理是提高可靠性的重要基礎(chǔ)，也是提高可靠性的途徑之一。通信系統(tǒng)的主要作用就是輸入和輸出，在完成這個(gè)數(shù)據(jù)處理的過程中，需要多個(gè)電氣元件進(jìn)行參與，即一個(gè)主要設(shè)備中有多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)組成一個(gè)工作系統(tǒng)。而主要系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)將構(gòu)成一個(gè)完整的通信系統(tǒng)，可見主要系統(tǒng)的可靠性將決定整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，即只要主設(shè)備或者系統(tǒng)不出現(xiàn)故障該通信系統(tǒng)就正常。

在一個(gè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)參數(shù)有兩種，一種為固定參數(shù)即系統(tǒng)需要滿足的基本性能，一種為設(shè)計(jì)參數(shù)，即待定的某些參數(shù)，固定參數(shù)是必須實(shí)現(xiàn)的，而待定參數(shù)則可以看做是優(yōu)化變量，也就是通過設(shè)計(jì)參數(shù)的改變來影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的效果。此時(shí)，各種參數(shù)的變化范圍就會成為影響系統(tǒng)運(yùn)行的基本條件，可以理解為目標(biāo)函數(shù)中的設(shè)計(jì)指標(biāo)可以構(gòu)成優(yōu)化變量的約束條件。因此，尋求系統(tǒng)的最佳性能就是對目標(biāo)函數(shù)的最大或者最小。

3 通信和電子系統(tǒng)的最優(yōu)化算法

通信電路或者通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都是在給定的技術(shù)指標(biāo)前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的，對這些參數(shù)產(chǎn)生影響的條件有很多，如幅值、相位、頻率等等。如果電路滿足技術(shù)指標(biāo)就可以看做為合格，否則為不合格。盡管初始設(shè)計(jì)保證所有的系統(tǒng)元件都為標(biāo)準(zhǔn)，即電路滿足使用指標(biāo)要求，但是因?yàn)橥獠凯h(huán)境因素的影響，個(gè)元件的運(yùn)行參數(shù)是在一個(gè)容差范圍內(nèi)隨機(jī)變化的。這種元件的容差就有可能使得批量產(chǎn)品的合格率小于需要。如何在設(shè)計(jì)中，根據(jù)指定的技術(shù)指標(biāo)要求，確定 合理的電路元件的標(biāo)稱值和容差，使得產(chǎn)品合格率最大而成本最小，這就是優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心問題，這也是可靠性最優(yōu)化計(jì)算需要解決的問題。

在對某通信系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，可變?nèi)莶罘ㄔ诮咏尚袇^(qū)域收斂速度明顯出現(xiàn)大幅下降，大量的時(shí)間都將被浪費(fèi)在可行性修正上，目標(biāo)函數(shù)的下降較小，只能通過降低收斂精度才能實(shí)現(xiàn)收斂的目標(biāo)。即使這樣最后的結(jié)果也還是會出現(xiàn)某個(gè)部件可靠性大于1的不理想狀況。實(shí)踐中SUMT法和乘子法均能得到滿意的結(jié)果，但是為了確保計(jì)算的穩(wěn)定性，前者的懲罰因素增速不能過大，因此相對采用的迭代次數(shù)就會增加，所以采用采用乘子法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，及時(shí)先沿著搜索方向向外推算出最小點(diǎn)所在的區(qū)間，然后在此范圍限定的情況下，二次插值，求得最優(yōu)步長。

因?yàn)槟诚到y(tǒng)價(jià)格模型中包含了正切函數(shù)，當(dāng)完好率接近1的時(shí)候，函數(shù)值和導(dǎo)數(shù)值將急劇增加，尤其是導(dǎo)數(shù)值很有可能會溢出。通常采用的控制方法是：

（1）利用隨機(jī)格點(diǎn)搜索目標(biāo)函數(shù)值相對小的域內(nèi)點(diǎn)，進(jìn)行乘子法的改善點(diǎn)。隨機(jī)搜索時(shí)都對部件可靠性的上線進(jìn)行限制，即完好率在0.5-0.6之間。

（2）利用二點(diǎn)差分的近似計(jì)算價(jià)格函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，以防止其產(chǎn)生溢出效果。根據(jù)目標(biāo)函數(shù)的梯度和函數(shù)自動調(diào)整差分步長，保證導(dǎo)數(shù)估計(jì)值的截?cái)嗾`差和舍入值誤差相近似相等。

利用前面的兩種方式，求得某通信系統(tǒng)的兩種價(jià)格模型的最大可靠性問題和最小成本問題。如下式：

將著這些參數(shù)代入到可靠性公式中，就可以得到某通信系統(tǒng)的最優(yōu)化結(jié)果。并根據(jù)具體的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行合理的修正。

4 結(jié)束語

通信和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)處處體現(xiàn)最優(yōu)化方法的思想,即在一定客觀條件制約下,選取最優(yōu)路線(策略、方式、安排),以取得最好效益或?qū)崿F(xiàn)既定目標(biāo)。計(jì)算中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)選擇盡可能合理的初始點(diǎn)。然后用二階段算法,即在第一階段用一個(gè)簡單的算法在較大的空間搜尋,求得一個(gè)改進(jìn)的初始點(diǎn),第二階段再用比較高效的算法,從這個(gè)改進(jìn)后的初始點(diǎn)出發(fā),搜索求得問題的最優(yōu)解。

參考文獻(xiàn)

［1］高山杰.基于最優(yōu)化理論與算法的通信系統(tǒng)功能構(gòu)建［J］.現(xiàn)代電子技術(shù), 2010,(18) .

篇10

中圖分類號：TP393.06

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性是信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的根本要求，反映著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間及范圍內(nèi)所能完成指定功能的概率和能力。在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全的可靠性直接關(guān)系到系統(tǒng)應(yīng)用的有效性，是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)性前提。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的內(nèi)容主要包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的抗破壞性、生存性以及系統(tǒng)部件在多模式下工作的有效性，要求計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)部件和基礎(chǔ)結(jié)點(diǎn)必須為各用戶終端提供可靠的鏈路，從而確保計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的正常工作。

1 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性理論的概述

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性是信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的根本要求，反映著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間及范圍內(nèi)所能完成指定功能的概率和能力。在實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性理論包含計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可靠度兩方面內(nèi)容?？煽啃允怯?jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)保持連通并滿足通信要求的能力，是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、規(guī)劃和運(yùn)行的重要依據(jù)和參數(shù)之一。而計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠度是指計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)在規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的概率，涉及到二終端可靠度、λ終端可靠度以及全終端可靠度三種類型。

2 影響計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性是確保計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)綜合性能的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，要求必須首先明確造成計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性問題的原因，從根本上解決確定計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化的方向，以促進(jìn)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)的針對性和有效性的實(shí)現(xiàn)。

2.1 傳輸交換設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響。傳輸設(shè)備主要是用布線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)集線器，實(shí)踐表明布線系統(tǒng)所造成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障問題一般是最難查找的，為此而付出的代價(jià)往往也是最大的。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的通信線路和布線系統(tǒng)，同時(shí)考慮留有一定的冗余和容錯(cuò)能力。網(wǎng)絡(luò)集線器是一種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，它可將所連設(shè)備的錯(cuò)誤與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)其它部分隔開，從而構(gòu)成了保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性的第一道防線。但集線器是一種單點(diǎn)失效設(shè)備，若它自身發(fā)生故障，則與其相連接的用戶就無法工作。

2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃的重要內(nèi)容，從根本上決定著計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，對于維護(hù)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性有著關(guān)鍵作用。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，各組成部分之間的連接主要取決于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性影響程度的分析，就成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)的基本前提。

2.3 網(wǎng)絡(luò)管理對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響。在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)過程中，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性來源于不同設(shè)備供應(yīng)商的所提供網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的規(guī)格和復(fù)雜程度很高，這就需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理人員采用非常先進(jìn)的技術(shù)手段，監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障，采集、統(tǒng)計(jì)和分析網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的相關(guān)狀況，以保證信息傳輸?shù)耐暾?、及時(shí)、有效，從而提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性，。

3 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)的原則

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行安全，在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化是對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可靠性的提高。在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，要遵循相應(yīng)的原則標(biāo)準(zhǔn)，主要有以下幾個(gè)方面：

3.1 提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，需要遵循一定的國家標(biāo)準(zhǔn)，采用開放式的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，選用充分支持異種設(shè)備和異構(gòu)系統(tǒng)的連接，盡可能使系統(tǒng)具備較強(qiáng)的擴(kuò)展與升級能力，并且要保證先進(jìn)性、實(shí)用性和通用性的結(jié)合，選擇先進(jìn)且成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和最適合的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3.2 提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，一定要保護(hù)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的投資，充分的利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源，合理有效去調(diào)配現(xiàn)有的硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件，要合理科學(xué)地選擇計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件，并且時(shí)刻注意其功能是否滿足最新需求，及時(shí)注意安全系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)的要求。

3.3 提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，主要采用余度設(shè)計(jì)和容錯(cuò)設(shè)計(jì)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各臺計(jì)算機(jī)可通過網(wǎng)絡(luò)護(hù)衛(wèi)后備機(jī)，當(dāng)某臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了問題，這臺計(jì)算機(jī)的任務(wù)便可以由其他的機(jī)器進(jìn)行處理，從而有效的避免了單機(jī)無后備的狀況。提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，還應(yīng)該選擇較好的網(wǎng)絡(luò)鏈路介質(zhì)，保證主干網(wǎng)絡(luò)具有足夠的帶寬，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有較快的響應(yīng)速度。

3.4 提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，除了制定相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理?xiàng)l例和規(guī)章制度外，還要加強(qiáng)應(yīng)用人員的管理和定期培訓(xùn)，對運(yùn)行中的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動檢查和維護(hù)，養(yǎng)成良好的維護(hù)和應(yīng)用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的習(xí)慣。

4 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分析

目前，我國計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)仍不完善，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的安全性問題普遍存在，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化勢在必行。在具體實(shí)施過程中，需要對網(wǎng)絡(luò)所有設(shè)備、軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及各分層的可靠性進(jìn)行全面系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，從根本上解決計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全性問題。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)通常有以下三種可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法：

（1）最優(yōu)選擇。所謂最優(yōu)選擇就是首先研究出各種滿足網(wǎng)絡(luò)可靠性要求的方案，然后進(jìn)行比較，在幾個(gè)方案中甄選出最優(yōu)方案并對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步的求精和優(yōu)化。在費(fèi)用充足的條件下，還可以通過設(shè)計(jì)一定冗余的方式來增強(qiáng)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，從而確保計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擴(kuò)容和升級的順利進(jìn)行，促進(jìn)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)。

（2）多級容錯(cuò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。容錯(cuò)系統(tǒng)的建立，是當(dāng)前對付網(wǎng)絡(luò)故障非常有效的方法之一，特別是對于大中型網(wǎng)絡(luò)是至關(guān)重要的。當(dāng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)系統(tǒng)可保證網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)正常運(yùn)行，多級容錯(cuò)技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)具有一定的自保和自愈能力，即使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)多種故障，容錯(cuò)技術(shù)仍能使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常工作。

（3）分層處理方法。分層處理法的應(yīng)用對于解決計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)所面臨的此類問題有著非常重要作用，按照對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層的方式，定義為系統(tǒng)層、服務(wù)層、物理層及邏輯層等不同層次上的差異化可靠性度量指標(biāo)，從而制定針對性方案措施，以提高計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。

5 結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)社會全球化發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展使得我們逐漸迎來了信息化時(shí)代計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行業(yè)領(lǐng)域的推廣給人們的工作、生活帶來了極大的改變，使得計(jì)算機(jī)用戶數(shù)量持續(xù)增加，對計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性也提出了新的要求。這就需要在充分認(rèn)識到造成計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全漏洞原因的基礎(chǔ)上，高度重視計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)施，從根本上確保計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，以提高我國信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的水平，推動我國現(xiàn)代化信息建設(shè)。

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[2]楊常建，王進(jìn)周，米榮芳.計(jì)算機(jī)安全面臨常見問題及防御對策探討[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2012（03）：66-68.