关于我国民航空管通信网的可靠性研究

丁举成

摘 要：民航指民用航空，指各类航空器从事除军事性质以外的所有的航空活动，在民航空管中，通信网的可靠性直接关系着航班运行安全，因此得到了高度重视。文章从民航通信的特点出发，对影响其通信网可靠性的因素进行了分析，并提出了提升民航空管通信网可靠性的有效措施。

关键词：民航空管；通信网；可靠性

前言

在当前信息时代，信息化技术和互联网技术的快速发展，带动了通信网络的普及，根据其使用条件，可以将通信网分为专用通信网和公用通信网，民航空管通信网就属于小型专网，一般是根据实际需要，自行铺设部分通信线路，主干线路通过租用方式解决。受民航空管通信行业特性的影响，对于通信网的可靠性要求较高，需要加强重视和研究。

1 民航空管通信网特性

在我国，民用航空事业的发展时间较短，在基础设施建设方面存在着一定的缺陷。发展初期，民航空管通信网络的建设，是航空公司自行铺设的专用网络，一般用来传递机密信息，或者对内部组织生产活动的调度和管理。我国的公网起步较晚，并不能有效满足民航发展需求，这也是民航自行铺设小型专用通信网的主要原因之一。在建设初期，受认识水平等的限制，民航空管并没有充分重视通信专网的投资效益，将目光更多的放在专网的自主性方面，希望可以提高通信网络所带来的社会效益，因此，通信网络可靠性的作用更多地体现社会效益方面，经济效益较差。从目前的发展情况看，在对通信网可靠性进行研究的过程中，重点是对可靠性指标计算方法的研究，而非如何提高可靠性方向，需要相关研究人员的重视，加强对于如何提升通信网可靠性的研究，确保民航事业的稳步发展。

2 民航空管通信网可靠性的影响因素

作为一个整体性的系统，通信网有着自身所固有的特性和结构，通信网的可靠性，简单来讲，可以看做是通信网在实际运行过程中，完成用户正常通行需求的能力，其所侧重的，是从用户角度，对通信效果进行评价。对于通信网可靠性的评估，主要集中在三个指标，即抗毁性、有效性和生存性上，一般情况下，为了保证通信网的可靠性，在通信网建设过程中，多采用构建冗余与独立备份系统的方式，为网络提供可靠保障。但是，在实际操作中，仍然存在一些问题，如指标的选择、系统的评估等，都需要相关研究人员的重视和解决。

影响民航空管通信网可靠性的因素，主要包括外部因素和内部因素两大类，其中，外部因素是指通信网以及各类通信设备所依存的环境条件，可以细分为可控因素和不可控因素，前者指通信网的工作条件，如温度、湿度、防尘、防震等，后者指可能影响通信设备正常运行的外部事件，如突发事故、自然灾害等；内部因素则包括了通信设备自身的可靠性、设备的管理和维护、网络结构设计等。

3 民航空管通信网可靠性的强化措施

与常规通信网相比，民航空管通信网不仅具备一般通信网的性质，其可靠性也体现出了民航的行业特点。在对通信网可靠性进行研究的过程中，国外的研究方向多放在对通信系统可靠性算法上，如布尔代数、神经网络、系统可靠性等，国内的研究方向则多放在通信电源、总线系统以及数据传输的可靠性方面。为了切实保证民航空管通信网的可靠性，应该从我国民航现有的“两地一空”的空管网络出发，结合主备系统的可靠性模型，对其进行分析和研究。

3.1 优化拓扑结构

与常规通信网相比，空管通信网在网络结构上非常复杂，影响其可靠性的因素众多，因此，在对通信网络进行可靠性设计时，应该从多个方面进行考虑，一是部件自身的可靠性。通信网络是由许多子系统和通信设备及部件共同构成的，要想保证整个通信网络的可靠性，首先需要保证每一个部件的可靠性，降低部件在运行过程中的故障率。例如，在对通信网络进行设计时，可以采用MTTF（平均运行）较小的产品，避免多部件的相互串接，如果系统对于可靠性要求较高，可以采用备份形成并接系统；二是拓扑结构的选择和优化。拓扑结构的合理性是保证空管通信网可靠性的关键所在，一般情况下，环形和网状的拓扑结构在使用中，其效果要优于树形和链型结构，因此，在对通信网结构进行设计时，应该尽可能选择环形或者网状结构，尽可能提升通信网络的可靠性。需要注意的是，拓扑结构的选择必须切合实际情况，充分考虑实用性和经济性，确保建设方案的合理性与可行性。如果通信网的规模较大，也可以将其分为核心网和接入网两部分，相应网络中的节点分为核心节点和接入节点。在通信网络中，核心网处于中心地位，承载的业务量相对较大，对于网络可靠性也有着较大的影响，因此，可以采用网状或者环形结构，在接入网中采用链型或者树形结构，形成复合型的拓扑结构，在保证通信网可靠性的同时，也可以有效降低工程量和成本造价；三是路由选择。作为交换网络的核心，路由的选择方式和技术同样在很大程度上影响了通信网络的运行效果，不同的路由选择方式可能会导致通信网可靠性的巨大变化。例如，相比于有极选路和固定路由，无极选路和动态路由的可靠性更高。

3.2 提升备份系统的可靠性

对于民航空管通信网而言，可靠性评价的基本思路为：通过平均故障间隔MTBF、平均运行MTTF、平均修复MTTR对网络设备的实际运行参数进行评估，评估对象包括网络通信设备、附件、软硬件等；通过非冗余、完全冗余、部分冗余以及备用系统，对整个通信系统或者分系统的可靠性进行评估；利用拓扑系统，对网络系统的可靠性等级进行评价。

最近几年，伴随着我国社会经济的发展和人们生活水平的提高，空管行业的发展速度也在不断提升，通信网所负责的业务量不断增加，对于网络的可靠性也提出了更高的要求，“两地一空”已经成为常用的空管保障方案。备用系统，主要是在系统中预留出与原系统功能相同的多个模块或者元件，当检测到常规功能模块失效时，可以迅速切除故障模块，并将功能相同的备件投入到系统中，保证系统的正常运行，这样，可以在很大程度上提升系统运行的可靠性。民航空管通信网为了保证可靠性，在体系中通过“两地一空”进行数据的传输和共享，包括一条卫星线路和两条相互独立的地面线路，接入的设备采用的也是独立系统。与常规通信网相比，如果使用的元件相同，则系统的可靠性可以表示为：

以1、2两备用为例，则

As=A1+A1A2

4 结束语

总而言之，对于通信网而言，其可靠性是多种因素的共同作用和综合反映，也是管理与技术的有机结合。文章通过对民航空管通信特性的分析，讨论了影响空管通信网可靠性的因素，并从实际出发，提出了几点加强民航空管通信网可靠性的措施，希望可以为民航空管通信网的建设提供一些参考，保证通信网的可靠运行。

参考文献

[1]许静.民航空管通信网的可靠性分析[J].信息技术与信息化，2014（9）：65-67.

[2]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）：21-23，38.

[3]杨 .IP技术在民航空管通信网络建设中的应用[J].电子技术与软件工程，2014（17）：22.

[4]丁开盛，张学渊，梁雄健.通信网可靠性的定义及其综合测度指标[J].通信学报，2013（10）：75-78.