通信网的定义范文

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软件定义网络是作为一种全新的网络架构存在的，在软件定义网络架构中，可以分为不同的层次，在最上面的一层中称之为应用层，应用层的主要包含有各种不同的业务及应用；控制层中的主要作用就是要对数据平面资源进行一定的编排及处理，要保证能够进行网络拓扑的维护；在基础设施层中，其主要的工作就是要对流表的数据处理、转发及状态收集等功能进行负责。软件定义网络对网络实现的控制所运用到的主要是独立的网络操作系统，其中对于硬件设备也具有一定的要求，保证了网络及业务的编程、管理。软件定义网络具有三大特征，即控制平台逻辑集中、通用硬件及软件可编程、控制和转发分离，因为此三大特征的应用，就使软件定义网络在成本及业务开展等方面具备一定的优势。

2我国电力数据通信网现状

在我国，电力数据通信网是国家电网公司综合性的广域网络传输平台，电力数据通信网是我国电网公司进行内部计算机应用系统实现互联的基础，同时电力数据通信网也是我国电力公司自身电力信息基础设施的重要的组成部分。最近几年，我国电网公司在各个省公司中都建立了数据通信网络，例如在我国华北、西北、河南、河北等许多省市都建成并开始使用。对于数据通信网络来说，其覆盖的范围主要包含的是电业局公司进行管辖的电厂变电所。电厂变电所中的数据网络许多都是综合性的业务网络，其中对设备的选取一般都是异步转移模式设备。我国早在2009年时就对电网进行了要求，要保证国家电网能够具有一定的支撑作用，能够支撑起信息通信平台，这就要求我国的通信网络能够更快的发展。在现代我国经济快速发展的今天，我国各项新业务也在不断发展，电力综合数据通信网络是以后电力通信网络发展的必要条件。

3软件定义网络的实现方式

在当前情况下，对于软件定义网络的实现方式来说一般可以分为三种。（1）以专用接口作为基础，并以网络设备厂商作为主导，进而实现网络设备的专用性开放应用，此方式发展到现在已经成为了较为成熟的技术，具有实施方便，技术体系封闭的特点。（2）以Openow作为基础，进而保证控制平面与转发平面分离的实现，以保证对控制集中化的支持，此种方式应用的优点主要就是能够得到厂商的大力支持，并不断发展壮大，提升影响力。（3）此种方式主要是以虚拟化的厂商作为主导，并以三层及以上层隧道扩展二层网络作为基础进行统一的管控，此种方式的主要优点就是能够保证虚拟化管理的有效整合，但是，此方式在实际的应用过程中经常会受到底层网络的影响。所以，对于软件定义网络来说，可行性最高的方式就是第二种Openow。

Openow网络的主要组成部分具体的可以分为三个部分，即Openow交换机、FlowVisor及控制器Controller。其中，对于Openow交换机来说，其主要的功能就是进行交换数据层的转发工作；对于FlowVisor来说，其主要的功能就是保证对网络的虚拟化控制；对于控制器Controller来说，其主要的功能就是要保证能够对网络进行集中的控制，进而保证控制层功能的有效实现。Openow能够有效的保证对数据层与控制层之间的相互分离，与此同时，Openow交换机还能够保证对数据层进行转发。控制器控制器Controller在实际的应用过程中能够有效的保证对控制层功能的实现。其中，控制器Controller可以通过Openow协议实现对Openow交换机中流表的控制，进而从整体上实现对网络的集中控制。

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doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.20.101

[中图分类号]TN929.5 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2016）20-0-02

0 引 言

现阶段，我国移动通信技术取得了快速的发展，无线定位技术逐渐地被更多人所关注。在移动通信网络快速发展的过程中，其数据业务以及增值业务逐渐的丰富，而移动定位正是移动通信网络增值业务中的一种。在移动定位出现时，很多学者都将此技术称为是通信领域中对通信方式最大的改革。现阶段移，动通信业务的用户中，使用移动定位增值业务的用户数量列居前三，要比使用移动银行、E-mail等业务的用户多很多。所以，移动定位技术已经发展成了移动通信网络中非常关键的支撑技术。

1 移动通信网络中的定位技术

1.1 场强定位技术

场强定位技术是依照移动台所收到的通信信号强度，和其距离信号发射基站的距离值呈现反比例关联，对移动台接收到的通信信号场强进行测试，得出相应的场强值，再结合已知的通信信号衰落函数和基站发射通信信号的强度大小，就能够算得发射信号与接收信号两点的距离值。而经过对不同距离测量数值大小，就能够算出移动台所处坐标。采用此项技术手段，其核心是怎样构建可以较为精准的计算出位于信号传播距离之内的信号衰落函数，此项工作在现实的应用中非常的困难。并且，因为小区设置的通信基站具有扇形特征，通信信号发射天线通常会存在一定的倾斜，并且基站天线通信系统也会进行调整，加之基站周围的环境、车辆等多种因素均能影响到移动台定位的精确性。移动通信过程中，电波的传播过程是非常复杂的，因此采用场强定位技术所具有的精确度会受多方面因素的影响，使其使用具有较大的局限性。不过，场强定位技术相对操作便捷、易于实现，如果定位的精确性没有较高的要求，则可以采用此种定位技术。而为了使场强定位技术拥有更优良的性能，目前逐渐的探讨利用射线跟踪的手段，以使移动台定位的精确性得到提升。

1.2 基于电波传播时间和传播时间差的定位法

此种定位技术是依托于移动通信网络的天线定位系统，在移动台定位应用中最为广泛，此技术测量通信信号由被定位移动台发出在直线传播的情况下传输到相应基站所需的时间值，依照电波所拥有的传输速率大小，能够计算出移动台和相应基站所具有距离值。移动台则以基站为圆心，以相应电波传输距离值为半径的圆上。而经由不同的基站对以上过程多此测量，可得到以不同移动台为圆心的圆。而不同圆的交点（三个圆以上）则是移动台所在的二维空间位置，如图1所示。此技术需要相应的基站可以获取到移动台发射通信信号的时间点，同时也需要基站设置精度较高的时钟，这样才可以使测量数据更加精准。此后，又逐渐发展了基于传播时间差的定位技术。利用移动台发出的通信信号到达两不同基站所具有的时间差来完成定位，如此便对时间同步的要求降低很多。

1.3 基于电波入射角（AOA）的定位法

电波入射角定位技术是通过基站中设置的阵列天线，并测量不同天线接收通信信号的入射角大小，建立移动台和基站之间的径向连线，而不同径向连线交叉的位置则是移动台所在的坐标位置，如图2所示。因为两个直线发生交叉时，仅有一个交点位置。所以，采用此种定位技术时相对精准。此定位技术要求相应的基站中要设置4～12组天线阵列，并且天线阵列要求同时工作，以测量出从移动台所发出通信信号到基站天线位置的角度值。不过，当基站和移动台之间的距离很远时，对信号进行角度测量，很小的误差就极可能使定位变得不精准。

1.4 混合定位技术

混合定位技术把两种或者多种移动台定位技术结合在一起，从而增加了定位的准确度，一般是通过A-GPS与其他定位技术相结合的方式。在站点密度不高区域，网络通信性能和服务相对较差，不过GPS接收的信号却相对要好。而在密集的市中区，GPS无法接受较多的信号，但用户能够接受多个基站的信号。所以，A-GPS和其他定位技术相互结合后，能够将信号盲区更好的覆盖，提升定位的准确性。

2 移动定位的应用

2.1 安全方面的应用：紧急救援和求助

人们的活动范围逐步的扩大，使安全威胁问题也更为突出。所以，当遇到危险时，救援变得非常关键。当用户使用的手机具有移动定位功能，用户拨打求救电话时，移动通信网络会把用户所占的位置以及通话信息同时发送至救援中心，这样就可以确保救援人员可以更加快速、精确地进行救援任务，使救援工作的成功概率极大提升。

2.2 追踪方面的应用：汽车导航、车辆追踪

随着城镇化进程不断加快，城市中的人口密度急剧增加，城市交通压力也尤为突显。随之，对车辆导航的功能及性能要求也不断提高。所以，城市逐步的开发了智能交通系统。在智能交通系统中，车辆定位技术是整个系统的关键。利用此项技术，可以实现对交通的动态管理、定位导航、车辆追踪以及交通调度等功能。通过定位技术，把定位通信以及信息处理等有机地融合在一起，使信息的覆盖与管理更加的具有优势。

2.3 计费方面的应用：基于位置和事件的计费系统

目前移动通信网络运营企业为了拓宽自身的业务、吸纳更多的用户，逐步开展了基于用户位置的计费体系。现阶段，计费系统一般采取两种收费方式：其一，依照使用频率进行收费；其二，是依照使用的时段进行收费。而移动网络定位业务不断发展过程中，使收费的标准又有增加，即依照使用位置进行收费。用户在家中或办公区域进行通话，由于不具有较大的移动性，相应的收费标准较低。在特定的区域中进行通话，收费的标准会稍高。用户如果处于漫游状态时，需收取相对高的费用。

2.4 其他方面的应用：移动黄页查询、防止手机被盗打

通过互联网和移动定位的有机结合，能够很好地完成移动黄页查询。移动通信网络可以随时对用户位置进行定位，再依照互联网中包含的信息数据，筛选出用户位置周围的相关数据信息，并将这些信息提供给用户，用户可以实时进行查询。而当移动通信公司发现用户电话被盗打之后，在不禁止通话功能的基础上，可以通过无线网络来收集盗打电话的时间及位置，让司法部门的执法工作拥有更直接的证据，避免用户遭受较大的经济损失。

3 结 语

用户对移动定位业务的需求数量不断增加，使无线定位技术所发挥的作用越来越凸显。移动台定位技术不仅能提供定位服务，同时也可以对通信网络的维护及管理起到很好的辅助作用。人们能预见，在未来移动通信网络定位技术定会得到快速的发展。

主要参考文献

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[2]K. H. Park and M. S. Alouini， “Optimization of an Angle-Aided Mirror Diversity Receiver for Indoor MIMO-VLC Systems，” 2016 IEEE Global Communications Conference （GLOBECOM）， Washington， DC， 2016， pp. 1-6.

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OTN即光传送网技术在传输网络中的应用，并不能解决网络中业务进行IP化后出现的各种问题，但是未来电力系统的通信业务逐渐的向大颗粒地IP业务进行转变，对宽带的需求也迅速的增长。因此，OTN技术和PTN技术应用在电力通信网中，形成OTN+PTN网组已经成为必然趋势。

1 OTN技术和PTN技术的定义

1.1 PTN技术的定义

PTN即分组传输网，是基于网络IP化，具有多业务传输的技术，该种技术的核心特点主要表现为：该项技术主要针对城域网接入汇聚层，以分组交换为核心，具有极快的保护倒换速度、网络拓展性、统计复用能力以及强大的网络维护管理工程，便于融合现有的接入技术。PTN技术从技术层面来说，该项技术具有明确的网络分层架构，即分成段、通道、电路三层，并且每一层都具有各自的定义和功能，具备明确的接口关系，以此保证其具有幅度非常大的网络可扩展性。对于传输媒介层来说，能够分成分组传送层以及物理媒介层，分层能够实现虚拟信号的操作、管理以及维护等功能。对于通道层来说，能够提供虚电通道的传输、交换、封装以及复用，实现与之有关的虚电业务的汇聚和扩展。

1.2 OTN技术的定义

OTN即光传输网，是基于波分复用技术用于光层组织网络的一种新技术，OTN可以分为光层和电层，光层又能够分为光通道净荷单元（OCH）、光复用段层（OMS）、光传输层（OUT）等部分，OTN技术通过与ASON技术体系融合后，能够实现控制与管理的分离，保证逛网具有更高的智能化和灵活性，OTN技术能够灵活的调度与之有关的大颗粒业务，能够满足大量业务传输的实际需求，显著的促进了网络通信生存性指标以及智能型指标的提高。

1.3 OTN+PTN技术的定义

OTN+PTN技术指的是在接入层和汇聚层之间设立PTN设施，便于为OTN提供线路的几口，然后根据小颗粒分组进行调度，实现对用户以及相应数据业务进行控制和管理，并通过网络分组后的端口进行点对点的传输和控制。

2 OTN+PTN技术在电力通信网中的应用分析

文章以某电力通信网为例，该电力通信网创建了500KV光纤复合架空地线光缆，并且将其作为主要传输载体，创建了以OPGW为主，以ADSS光缆以及其他形式光缆为辅的光通信网络，电路的容量为155Mbit/s+622Mbit/s+2.5Gbit/s+10Gbit/s，随着电力通信网集团化、精益化管理的不断深入，该电力通信网逐渐的开始应用OTN+PTN技术，该电力通信网根据自身的实际组网状况，采用通用多协议标准交换技术（GMPLS），实现了保护模式的智能化以及多样化，同时通过采用MSTP+PTN技术、OTN+PTN技术实现了通信网络的混合组网，在不增加投资的基础上，对原来采用的SDH传输网络进行了扩容和完善。该电力通信网中的OTN+PTN技术的应用模式主要包括以下几种模式：

（1）OTN核心汇聚+PTN接入模式，该种模式的核心层与汇聚层采用OTN网络，接入层采用PNT网络，该种模式的优点在于为电力通信网提供了超高的系统容量，但是同时也增加了投入成本，该种模式适用于汇聚业务颗粒相对较大的电力通信网。

（2）OTN核心汇聚+PTN接入汇聚，该种模式的核心层应用OTN系统，接入层应用PTN系统，汇聚层则采用OTN+PTN系统，该种模式通过在汇聚层中设置OTN，能够弥补PTN系统容量不足的问题。但是，该种模式中既包含OTN设备，也包含PTN设备，显著的增加了电力通信网的复杂性，因此该种模式通常适用于汇聚层业务大小不同或者中等业务颗粒的电力通信网。

（3）OTN核心+PTN汇聚接入，该种模式的核心层采用OTN系统，接入层以及汇聚层应用PTN系统，该种模式通过利用PTN设备实现了出口业务的汇聚，显著的提高了PTN设备的利用率，但是由于PTN系统包含了接入层和汇聚层，导致该种模式对电力通信网的资源配置和管理非常复杂，需要OTN设备之处相应的1588v2协议，因此该种模式通常适用于汇聚业务层颗粒相对较小的电力通信网。

随着电力通信业务的不断增加，电力通信网逐渐的向多样化以及IP化的方向发展，PTN设备能够有效的完成大量小颗粒业务的传送和收敛，能够适用于突发性强、IP化业务量大的电力通信网中，而OTN能够为电力通信提供容量相对较大的刚性管道，通过将两者融合，即采用OTN+PTN技术，能够创建一个宽带利用率高、传输容量大的光网络智能电力通信网。OTN+PNT技术在电力通信网中的实际应用，需要采用通用多协议标记交换技术，简称GMPLS，该项技术能够为电力通信网提供更多的保护模式，创建更加智能、坚强的骨干电力通信网，实现纯IP业务的承载，显著的提高电力通信的传输容量。通过采用OTN+PTN技术，能够实现对传统电力通信网的扩容，满足智能电网的发展需求。在业务方面，PTN能够支持TDM以及以太网业务员的实时传输，以此保证传输业务的安全和质量，进而为电网中的高清会议电视信号以及视频监控图像的及时传输提供可靠的基础。通过将PNT的信号统计在OTN设备上进行，能够利用OTN组成的网状网提供更多的保护，既能够保证业务的安全性，提高资源的利用率，还能够提高电力通信网的可管理性。在管理方面，OTN+PTN设备继承了SDH设备的优良性能，并且还简化了多种设备的功能模块，使得技术人员在使用的过程中更容易接受，并且由OTN+PTN设备组成的系统还具有显示故障、定位故障以及修复故障的功能，对保证电力通信网的安全性和性能的效果更好。

3 结束语

总而言之，通过应用相应的手段对OTN技术和PTN技术进行灵活的调整，实现两者的有效融合，能够创建一个性能优越、可扩展性的智能化电力通信网，能够满足电力通信网业务IP化的实际需求。

参考文献

[1]刘毅.OTN-PTN技术在电力通信网中的应用[J].信息通信，2013，12（4）：208.

[2]李轶鹏.电力通信网OTN-PTN组网的若干关键技术研究[J].华东电力，2014，42（2）：298-301.

[3]蒋俊飞.电力通信网中PTN和OTN技术的应用探讨[J].科技创新导报，2013，25（36）：32.

作者简介

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The Research of Air Traffic Communication Net

Pan Cheng Han Xuan-zong

(Airport NO.1, Nanming Distinct GuizhouGuiyang 550012)

【 Abstract 】 The factors affect the reliability of air traffic control communications systems run analysis, from the perspective of the air traffic control communications network characteristics, the ideas and methods of the air traffic control communication system reliability.And civil aviation communications network, for example, the structure of the communication network backup system, evaluation methods, steps and reliability management ideas.

【 Keywords 】 ATC communications;reliability;backup system;management system

0 引言

通信网络就用途而言，主要分为专用通信网（专网）和公用通信网（公网）两类，专网作为公网的一种补充，它主要指在一些行业、部门或单位内部，为满足其进行组织管理、安全生产、调度指挥等需要所建设的通信网络。全国各类专网有100多个，除铁路、电力、石油、公路等大型专网为自建线路外，大多数专网为租用公网线路构建。大型专网均建立了专业管理，小型专网多为附属管理，主干线路采用租用运营商线路的方式进行解决。民航空管专网属于小型专用通信网络，含自建部分线路。

在民航空管通信传输领域，由于其固有的生死攸关行业特性，对于通信网络的传输可靠性提出了更多的要求，传输网络的可靠性既需要体现出通用传输手段的层面，也需要针对民航空管行业独特的需求进行相应的改进。

1 通信网络可靠性定义

1.1 通信网络可靠性定义

国标对产品的可靠性定义：产品在规定的条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。通信网络作为一个整体性的系统，它具有自身固有的特性，网络的可靠性可以对其下的定义：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。对一网络的可靠性，更偏重于从用户角度出发评判通信效果。

1.2 通信系统可靠性指标

通信系统可靠性是指在人为或非人为的外来破坏以及内在老化的作用下，网络在规定条件下、规定时间内的生存能力。无论是在网络的规划设计还是运行维护阶段，可靠性都是一个重要的技术性能指标。

抗毁性和生存性是最早提出的两个与可靠性相关的网络可靠性指标。网络的抗毁性表征了网络系统在人为作用下网络的可靠性。网络的生存性一般用连通概率表示。后期伴随着通信行业的发展，有效性指标也越来越重要的体现在网络传输网的构建过程当中，网络的有效性是一个基于网络性能的可靠性指标，表征了网络系统在网络部件失效条件下满足通讯性能要求的程度。现阶段对抗毁性、生存性和有效性的研究，主要集中于对于特性的研究，而解决这三大特性所面临的问题的主要手段则主要为构建冗余系统、备份系统等。

通信系统可靠性评估，通常采用平均故障间隔时间MTBF（Mean Time Between Failure）、平均运行（无故障）时间MTTF（Mean Time to Failure）、平均修复时间MTTR（Mean Time to Restore）以及可用度A、不可用度U 来衡量，其关系为：

MTBFi=MTTFi+MTTRi

Ai=MTTFi / MTBFi

?滋i=MTTRi / MTBFi

为切实保障通信网络的可靠性，通常通过构建冗余系统和独立备份系统的方式对通信网络进行保障，但构建中仍存在着一系列的问题亟待解决，诸如采取何种指标对冗余和备份系统进行构建，进行评估等，都是亟待解决的问题，也是本文的关注点所在。

1.3 影响通信网络可靠性因素

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复杂综合系统, 影响其安全的因素很多。具体可分为内部因素和外部因素。

外部因素：通信设备和通信网所依存的环境条件, 可以进一步区分为可控因素和不可控因素: 可控因素指设备的工作条件(如温度、湿度、供电、防震和防尘等)；不可控因素指影响通信设备和网络正常运行的一些外部事件(包括自然灾害、人为故障和突发事件等)。

内部因素：设备可靠性、网络工程设计、组织和维护管理等。

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操作和维护的可靠性，加强通信规划，建设，技术创新和检修的整体管理，这是确保各种通信有效地运行达到的通信资源的最优配置。重点的综合通信网络管理和规划，我们的目标是满足各类用户和企业信息化的通信需求，提高通信网络的安全性和可靠性为目标，以建立一个国家最先进技术且安全可靠的高速宽带覆盖所有的综合通信网络，并提供国家最先进的保护和管理支持，为大规模生产和信息管理。通信网可靠性的研究始于60年代，70年代才开始受到人们的重视从已有大量文献资料来看，目前通信网可靠性的研究大都将通信网抽象为一个由节点和链路组成的传送各种信息（ak务流）的流图，利用数学模型探讨了可靠性分析和可靠性设计等问题，对国内外通信网可靠性的研究进展情况进行过较为系统的总结，通信网技术和规模的提高，要求通信网可靠性研究必须跨越图论阶段而进入与网络性能相结合的阶段，建立包括可靠性设计、可靠性分析、可靠性测度、可靠性管理等方面的通信网可靠性工程理论体系。目前，关于通信网可靠性的研究有待于深入，明确通信网可靠性一般定义和可用性等相关概念的联系与区别，提出通信网可靠性综合测度指标，对于促进通信网可靠性理论的研究以及提高实际通信网的可靠性，具有十分重要的意义。通信互联网时代的整个产业链的价值延伸受利润刺激的电信运营商转型步伐的加快。

一系列移动互联网智能终端的转换经历了一个用户经验和业务转型的生态过程，如中国电信的爱音乐最近了一个“蜂窝”计划的主要形式的移动互联网音乐APP重新定义的数字专辑和推广平台。从一个单一的业务服务，以创造一个平台，整合产业生态化，爱音乐“蜂窝”计划是中国电信的移动互联网战略的一个缩影。作为国内的先驱运营企业转型移动互联网的中国电信其定位是铺设一个坚实的分布式网络平台基础接入到移动互联网中，同时也刺激了我国综合通信网络行业的内生增长势头。提高国家信息化水平是通信业重要的历史使命。从2008年的第四次国内电信业大重组以来，中国通信事业的表现成为了国内电信业改革成败的关键。作为国有大型骨干型企业和国家批准的创新型企业，近年来中国电信逐年加大科技投入，重点对智能管道、综合平台、移动互联网、下一代互联网、LTE、三网融合等技术领域跟踪研究，开展技术试验及推广应用。在信息化基础设施建设方面，2011年2月，中国电信就已经初步启动了“宽带中国•光网城市”战略，计划用三年左右的时间，打造无处不在、覆盖中国每个有人居住区域的天地一体化的宽带网络，实现县以上的所有城市光纤化，为城市用户提供20M光纤的高速互联网体验。

中国电信不遗余力地促进基本信息设施，以释放潜在的通信产业，创造新分布式系统规划的格式，促使通信运营商的互联网络的进一步转型。由此可见，综合通信网网络管理呈分布式系统规划的作用极为明显。分布式系统通信模式的应用，其进程间的通信是一切分布式系统的基础，它基于底层网络提供的底层消息传递机制，通常包括分层协议、远程过程调用、远程对象调用、面向消息的通信和多播通信等。分层协议也成层次协议，即OSI模型中的层、接口和协议，必须在不同层次制订多种协议，包括从位传输的底层细节到信息表示的高层细节。而远程调用过程实现调用则需完成以下几个步骤：（1）客户过程以正常的方式调用客户存根；客户存根生成一个消息，然后调用本地操作系统；（2）客户端操作系统将消息发送给远程操作系统、远程操作系统将消息交给服务器存根；（3）服务器存根将参数提取出来，然后调用服务器；服务器执行要求的操作，操作完成后将结果返回给服务器存根；（4）服务器存根将结果打包成一个消息，然后调用本地操作系统服务器操作系统将含有结果的消息发送回客户端操作系统；（5）客户端操作系统将消息交给客户存根，客户存根将结果从消息中提取出来，返回给调用它的客户过程。上述过程中应用的传递参数也成为传递值参，传递值参需要通过通信系统网络传送Pentium上的原始消息、SPARC收到的消息和进行逆转后的消息，对于简单数组和结构则使用复制-还原代替引用调用。

作者：陈新联 单位：中国移动通信集团广东有限公司汕头分公司

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中图分类号：TN915-37文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2011)01-0057-04

Effectiveness Evaluation of Tactical Communication Network Based on AHP

LU Zi-yi, FAN Jian-hua

(The 63rd Research Institute of the PLA General Staff Headquarters, Nanjing 210007, China)

Abstract： To evaluate the comprehensive effectiveness of tactical communication network in a complex environment, the commonly used analytic hierarchy process (AHP) is adapted to make a hierarchical analysis on the effectiveness of tactical communication network. According to the definition of system effectiveness, a hierarchy model of tactical communication network effectiveness is proposed from the availability, dependability and capability. Finally, two waveforms of tactical communication network are evaluated to verify the scientificity of AHP used in the field of effectiveness evaluation of tactical communication network.

Keywords： AHP; tactical communication network; effectiveness; evaluation

随着“网络中心战”趋势的日益形成，未来战争中作战效能越来越取决于网络效能的发挥。战术通信网络性能的优劣将直接影响着作战效能，由于战场环境受电磁干扰、地形和天气等因素的影响而发生变化，战术通信网络的性能也呈现随机性和不确定性，如何分析确定在复杂环境中战术通信网络的综合效能是否满足作战使用需求和保底通信需求是至关重要的。因此，作为┮桓霆系统工程，战术通信网络效能评估对于评估和改进战术通信网络效能具有重要意义［1］。

1 战术通信网络效能分析

效能是指在一定的条件下，使用一种产品或一种系统完成一组特定任务时所能达到预期目标的程度。在军事研究领域，效能是用来体现军事装备或军事活动所具有的能力和价值，是研制、改进、规划、配置军事装备的基本依据，是评估军事装备优劣程度的综合性指标。效能评估理论是军事运筹学的基本研究内容和主要应用理论［2］。

美国工业界武器系统效能咨询委员会(WSEIAC)对系统效能给出了定义：系统效能是预期一个系统满足┮蛔楠特定任务要求的程度量度，是系统可用性、可信性与固有能力的函数。GJB451对系统效能的定义是：系统在规定的条件下满足给定定量特征和服务要求的能力。它是系统可用性、可信性及固有能力的综合反映。

根据系统效能的定义，对战术通信网络效能的分析也主要从系统可用性、可信性与固有能力三个方面入手［3］，分为组网能力、可靠性和数传能力三类。其中，组网能力体现的是网络的可用性;可靠性体现的是网络的可信性;数传能力体现的是网络的固有能力。

1.1 组网能力

战术通信网络组网能力主要反映的是网络的可用性，主要包含网络覆盖范围、网络容量和用户入网时间三个方面。网络覆盖范围是指战术通信网络所能覆盖的通信范围；网络容量是指通信网络所能支持的最大用户数；用户入网时间是指网络节点在提交入网请求到能够与网内用户进行正式通信的时延。

1.2 可靠性

战术通信网络可靠性主要反映的是网络的可信性，主要包含抗毁能力、抗干扰能力和安全性三个方面。抗毁能力主要是指网络节点在发生自然失效或遭受故意攻击条件下网络维持其功能的能力［4-5］,体现的是网络的抗打击能力；抗干扰能力是指通信网络抵抗敌方利用电磁能进行干扰以及非敌方干扰的能力，体现的是通信网络在通信电子战中的生存能力；安全性是指战术通信网络保证信息的可用性、机密性、真实性和完整性的能力。

1.3 数传能力

战术通信网络数传能力主要反映的是网络的固有能力，主要包含吞吐量、时延和交付率三方面。吞吐量是单位时间内节点之间成功传输的无差错数据量［6］，是节点业务传输能力的体现，是在某种特定应用环境下，节点所能承载的最大传输载荷；传输时延是指业务数据从发送方发出到接收方接收到的时间延时，是网络的接入时延、路由时延以及信息处理时延的综合体现；交付率是指发送方用户数据的数据包成功到达接收方的比率，体现的是用户数据的传输可靠性。

2 基于层次分析法的战术通信网络效能评估

2.1 层次分析法

层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是20世纪70年代由美国著名运筹学家萨蒂(Saaty)最早提出的一种简便、灵活而又实用的多因素评价决策法。由于AHP在解决多因素决策问题方面具有比其他方法更简便实用的特点，因而被广泛采用。层次分析法是一种定性分析与定量分析相结合、系统化、层次化的多因素决策分析方法，这种方法将决策者的经验判断进行量化，在目标结构复杂且缺乏必要数据的情况下使用非常方便［7-8］。我国从80年代初开始引进该方法，现已在能源政策分析、产业结构研究、科技成果评价、发展战略规划、人才考核评价、军事作战指挥等方面得到了广泛的应用。

层次分析法的基本原理是：通过分析问题的性质和所要达到的目标，将问题划分成各个组成因素，并按照支配关系形成递阶的层次结构，通过两两比较的方式确定各因素之间的相对权重，然后依次逐层进行综合计算，最终得到总目标的效能值。

采用层次分析法进行评估的基本流程如图1所示，主要包括以下内容：

(1) 建立层次结构模型；

(2) 对各层要素进行两两比较，构造判决矩阵，并对判决矩阵的一致性进行检验，若检验不能通过，则需要重新调整判决矩阵；

(3) 一致性检验通过后，求解判决矩阵的最大特征向量，最大特征向量反映的就是各要素的权重；

(4) 对各层的指标进行测试与量化；

(5) 综合计算，得出总效能值。

下面按照层次分析法的基本流程对战术通信网络的效能进行评估。

图1 层次分析法的基本流程

2.2 建立层次结构模型

建立层次结构模型是在深入分析实际问题的基础上，将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干个层次，同一层的因素从属于上一层的因素，同时又支配下一层的因素。

前面已经对战术通信网络效能进行了分析，并建立了战术通信网络指标体系的层次结构模型，如图2所示。

图2 战术通信网络效能层次结构模型

战术通信网络效能层次结构模型由三层构成，其中最上层为目标层，是指解决问题所要达到的目标;下面两层是准则层，又称要素层，是指针对目标所应该考虑的各项准则或要素。准则层可以分为多层，其中最下层又可称为指标层。建立层次结构模型是非常关键的┮徊姜，要有主要决策者和相关领域专家参与进行。

2.3 构造判决矩阵

在建立好层次结构模型之后，下一步就是构造各层次的判决矩阵。判决矩阵是层次分析法的基本信息，也是计算各要素权重的重要依据，是层次分析法的核心。方法是将各层中的所有要素进行两两比较，比较要素之间的相对重要程度，构成判决矩阵。通常采用“1~9”尺度对相对重要程度进行衡量［9］。“1~9”尺度是指采用数字1~9以及它们的倒数来表示两个要素之间的重要程度［2］，如表1所示。

采用“1~9”尺度构造战术通信网络的判决矩阵，如图3所示。

2.4 一致性检验

为了检验判决矩阵构造得是否合理，需要对判决矩阵进行一致性检验，即计算矩阵的一致性指标CI和检验系数CR，如下：

CI=（λmax－n)/(n－1)(1)

CR=CI/RI(2)

式中：Еmax为矩阵的最大特征值；n为矩阵阶数；RI为平均随机一致性指标。

表1 “1~9”尺度

相对重要程度定义解释

1同等重要目标i和j同样重要

3略微重要目标i比j略微重要

5相当重要目标i比j重要

7明显重要目标i比j明显重要

9绝对重要目标i比j绝对重要

2，4，6，8介于两重要程度之间

各数的倒数两目标反过来比较

图3 战术通信网络效能判决矩阵

平均随机一致性指标是根据足够多的随机判决矩阵计算的一致性指标的平均值。表2给出确切的值。

表2 平均随机一致性指标

n123456789…

RI000.580.891.121.261.361.411.46…

一般的，当CR

对于上述三个判决矩阵，运用式(1)和式(2)进行一致性检验，对于矩阵MA，CI=0.026 8，RI=0.58，CR=0.046 2

分别计算三个矩阵最大特征值对应的特征向量，┤个特征向量反映的就是各层要素的权重，如图4所示。

分析上面的权重向量，如图5所示。可以看出，对于组网能力，网络容量具有最大权重，用户入网时间次之，网络覆盖范围权重最小；对于可靠性，抗干扰能力具有最大权重，安全性次之，抗毁能力权重最小；对于数传能力，吞吐量占有最大权重，交付率次之，传输时延权重最小。然而对于综合效能来说，数传能力占有最大权重，组网能力次之，可靠性具有最小权重。

图4 权重向量

图5 战术通信网络效能权重分配

2.5 指标量化和归一化

指标可以分为定量型指标和定性型指标。定量型指标指的是可以通过一个确切的值来表征该项指标的能力，如吞吐量、传输时延等。定性型指标是指不便于用确切的值来表示的指标，如抗毁能力、安全性等。

对于定性型指标的量化处理，可以通过专家评判的方式进行等级划分，每一个等级通过一个归一化值进行表示。表3列举了两种专家评判量化方式。

表3 专家评判归一化方式举例

专家评判方式 1专家评判方式 2

优秀：0.9

良好：0.8

基本合格：0.7

合格：0.6

不合格：0.5好：0.9

中：0.7

差：0.5

定量型指标的实际值可以通过计算机仿真法、概率统计法等进行测试，由于指标值的大小不同、单位不同、级差不同，影响评估的合理性和有效性，因此还需要进行归一化处理。对于定量型指标，通常又分为效益型指标和成本型指标。对于效益型指标，实际值越大，则归一化值越大;对于成本性指标,则是实际值越大，归一化值越小。

简单起见，这里采用线性递增和线性递减两种模型来分别描述效益型指标和成本型指标。除了线性模型外，还有很多非线性模型，如正态模型、三角函数、指数分布、经验曲线等，非线性模型一般在需要比较高的精确度的时候使用，由于非线性模型构造起来比较困难，如果构造不合理，效果未必好于线性模型，线性模型由于其简单、直观的特点还是得到了大量的应用［2］。线性递增和线性递减模型的归一化方式如图6所示。图中，Vmax，VminХ直鸨硎纠砺圩畲蟆⒆钚≈怠

图6 线性递增和线性递减模型的归一化

2.6 综合评估

得到了各要素的权重和归一化值之后，就可以进行综合评估了，评估算法为：

E=VTW(3)

式中：E为某一层次的综合效能值;

V为对应层次的指标值向量;

W为对应层次的权重向量。

综合评估采用逐层综合的方式，首先对各指标层进行综合，得到上一层的评估值，继而逐步对各层进行综合，最终得到总目标的评估值。

2.7 实例分析

根据需要对两种战术通信网络波形的效能进行评估比较，波形一为某型VHF抗干扰通信波形，采用跳频抗干扰方式；波形二为某型UHF抗干扰通信波形，采用直接序列扩频抗干扰方式。通过计算机仿真、专家评判等方式对两种波形进行指标测试和归一化处理后得到两种波形的指标值向量，如图7,图8所示。

图7 波形一的归一化指标值向量

图8 波形二的归一化指标值向量

运用式(3)对两种战术通信网络波形进行综合评估，得出最终评估结果，E1=0.804 05，E2=0.810 35，由此可见，波形二的网络综合效能比波形一更优。

对上述结果进行分析可以看出，两种波形在各项指标上均有优劣，波形一是基于VHF的抗干扰通信波形，在网络覆盖范围、抗干扰能力和交付率方面略强，而波形二是基于UHF的抗干扰通信波形，在网络容量、用户入网时间，吞吐量、时延方面略强。波形二由于在数传能力上具有更多的优势，而数传能力在整个综合效能中所占的比重较大，因此，发挥的综合效能应该更大，理论分析与实际计算结果相符。

3 结 语

现代战争正快速向网络化方向发展，网络中心战是机械化战争形态向信息化战争形态演变过程中的一个重要标志。世界各国陆续成立了网络司令部，标志着军事战略转型已朝着网络中心战的方向迈出了实质性的一步。网络中心战的成败极大地依赖于网络协议的优势发挥、网络传输性能的好坏以及网络的安全性能。由于受各类因素的影响，战术通信网络的性能呈现随机性和不确定性，因此如何评估战术通信网络在某一特定战场环境下网络性能的发挥情况，对于指导作战部署、业务分配具有重要意义，同时通过对战术通信网络的性能进行评估，对于改进设计与部署，以及提高网络性能也具有重要的意义。

参 考 文 献

［1］谭春桥,张玉春.数字化部队作战指挥通信网络组网效能评估研究［J］.装甲兵工程学院学报,2002,16(3):58-63.

［2］董超.战术互联网与战术数据链的效能研究［D］.南京:中国人民理工大学,2007.

［3］李晋强,罗建军.网络中心战通信网络的效能分析［J］.舰船电子工程,2007,27(1):129-131.

［4］谭跃进,吕欣,吴俊,等.复杂网络抗毁性研究若干问题的思考［J］.系统工程理论与实践,2008(8):116-120.

［5］潘丽君,范锐,王精业.基于作战仿真的军用通信网络战时抗毁性研究［J］.计算机工程,2006,32(22):111-113.

［6］柏晓莉,柏晓辉,罗雪山,等.C4ISR系统通信网络效能评估指标体系研究［J］.军事运筹与系统工程,2006,20(1):71-75.

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［10］齐涛,杨浩,徐源,等.基于模糊理论的通信与指挥控制系统效能评估

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中图分类号：TN915.853 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）03－0032－02

1 通信监控功能分析

通信网络的安全是保证通信网络正常工作、提供服务的重要基础系统，而网络安全则涵盖了多种需求与多层保护，需要解决多领域问题。因此一种规范化、思路清晰的控制方法是保证通信网络安全的重要基础，并以此解决层次性与多样性的问题。针对这样的需求，通信监控系统功能就需要为客户创造一个相对安全的空间环境，即利用一个维度的映射来针对某类问题的安全需求，用空间中的映射点来针对某一个安全规则；用空间中的点集与子空间来映射用户的安全规则集合。此种思路就是从安全空间的角度出发，定义一个相对完善且易于扩展的安全体系，构成一个涵盖用户与内容相对安全的不同层次上的安全性定义接口。并具备以下功能：对访问者进行归类处理，将某些特定的IP归结起来，定义统一的安全规则；在安全监控中应考虑到对时间的限定，即对多级的时间单位进行规则定义；传输文件的结构体变量定义应涵盖所有的文件。

2 INMS数据库构成与管理模式

所谓的INMS就是管理信息数据库，是建立在大型的商务数据库的基础上的，利用商用数据的性价比优势和其可靠性，保证网络管理监控系统处在较高的水平上。INMS本身没有直接采用关系表的措施，而是以关系表为基础建立一个面对数据管理的模式，以此为通信网络提供一个智能化信息管理库，此管理库包括：管理信息树方式的对象组织结构、互分方式的对象标识系统、对象关系、系统对象属性、对象应用信息等。对象信息树描述的是关于管理对象的组成、分类、结构的内容。通过信息树可以方便的对属性进行调用，对象的名称、编号等数据将一目了然。通信网络中对象为通信设备，则可以对设备的组成参数、结构等信息通过信息树的形式描述出来。对象如果为电路、网络等逻辑网元，则可以进一步描述其组成。此时INMS就可将通信网络中的单元数据组织起来并实现系统化管理，这就形成了一个对象数据库。

MIB数据管理形式实现了多种类型的对象之间的关系管理，如：继承、派生、包含、复接、备份、对象与对象之间的关系等，实现了对网络单元的组织，可以很好的描述通信网络中各种物理单元与逻辑单元。利用MIB可以对管理对象的编号进行分点的长度扩充，这种方式的标示与信息树相互结合，这样就可以保证整个管理系统的扩展性。

3 通信监控系统功能的实用化与INMS的应用

3.1 监控系统实用化

在通信监控系统中如果设备不能百分百的完成任务，则监控系统就会认为设备处于故障状态。如果业务模块不能完成，其业务模块故障。如果业务模块之间存在互为备份的关系，其中任何一个设备故障都不能影响设备的功能性，只有当所有的模块都出现故障时才能影响业务功能实现，因此，可以利用系统备份的关系来计算与分析网络状态，此时就会形成一个特定的模式，即设备处于没有故障但是某些业务模块则处于故障状态，此时就需要对故障进行检测与分析。

系统对对象应进行分区，否则在计算与分析的时候就会出现错误。实现分区定义的方法有两种，基本业务对象与综合业务对象，所有基本业务模块都是从基本业务对象派生，所有综合业务模块都是从综合业务对象派生。典型的E1端口作为基本业务模块，E1卡是综合模块。网络管理服务器在计算故障状态时对基本业务与综合业务模块采用不同的计算方式，对基本业务模块故障状态利用人工与设备进行设置；综合业务模块的故障状态则是计算得出，计算的准则为累加子对象的当前故障业务数量，得到其自身的当前故障业务数量值，如果此时为零，则没有故障，否则为故障；另外也可设置一个综合业务模块的故障状态为故障，将此作为遍历综合业务模块为根的子树，设置每一个基本业务模块的故障为“故障”，然后从下而上的推算这个系统的对象树的状态。这就使得通信监控系统的功能得以进入到实用化。

3.2 INMS监控的应用

系统建模，主要创建的是对象的分类、对象类的组成、结构以及对象的属性与数据类型。MIB提供的是对象的继承，各种对象都可看作是一对象继承相同的属性。这样对象组就会更加的合理，方便统计计算。对象建模软件复杂建立起通信设备的信息模型，同时通过信息建模来完成对通信网络设备单元的信息采集并形成数据库。另外，利用软件工具完成对数控的管理，包括对单元的创建、修改、维护、调用，并通过MIB工具添加各种设备的属性，并形成准确数据，帮助管理。

4 结束语

通信监控网络需要对多元化的业务功能进行监控，因此需要建立一个与之紧密联系的管理型数据库对其运行信息进行管理与监督，所以利用信息管理思路并将其实用化，并以此对故障进行分析计算，保证了系统安全。

参考文献：

［1］伍淳华，王枞，左申正.智能目的地选择服务系统的设计与实现［J］.微电子学与计算机，2007（12）.

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［3］何光明，胡方明.基于Internet的网络监控信息系统［J］.现代电子技术，2005（05）.

The Functional and Practical Method of Communication

Monitoring System and the Application of INMS Monitoring System

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网内干扰主要与通信技术和通信网络有关，主要包括同频干扰、邻频干扰和互调干扰。同频干扰是指接收有用信号的接收机受到与有用信号的频率相同或相近的无用信号的干扰，邻频干扰是指工作在某一频道的接收机受到邻道信号功率的干扰，互调干扰是指由两个以上的干扰信号由于非线性作用而生成等于或接近有用信号的频率对接收机造成的干扰。其中，互调干扰又分为发射机互调干扰和接收机互调干扰两类。发射机互调干扰是指多部发射机信号落入另一部发射机，并在末级功放的非线性作用下相互调制，产生不需要的组合频率，对接收信号频率与这些组合频率相同的接收机造成的干扰。接收机互调干扰是指多个强信号同时进入接收机时，在接收机前端非线性电路作用下产生互调频率进而造成干扰。

1.2网外干扰

网外干扰主要是由移动通信的无线电传播技术特点产生的，包括阻塞干扰、带外干扰和设备故障干扰。阻塞干扰是指无线电设备接收微弱的有用信号时，受到接收频率两旁、高频回路带内强干扰信号的干扰；带外干扰是指发射机的谐波或杂散辐射在接收有用信号通带内的频率造成的干扰；设备故障干扰是指由于通信设备出现故障而对通信网络造成的干扰。

2网络干扰问题的原因分析

2.1网内干扰问题的原因

1频点设定不正确移动通信网络的频率资源是有限的，受通信网络发展的影响，站点分布越来越密，极大地增加了同频和邻频的发生概率。2发射功率参数设置不合理基站发射概率参数设置过高会在附近地区产生覆盖交叠现象，造成较大的同频或邻频干扰，影响其他移动电台的通信质量；参数设置过低则难以占据上行信道，易受到外界的干扰，产生通信盲区。3天线设置不合理天线的俯仰角过小会造成对附近同频站的干扰，过大则会造成对相邻站的邻频干扰。方位角设置存在偏差易导致基站实际覆盖范围与规划范围不相符，导致服务区域范围的改变。4直放站设置不合理受投资成本的影响，现有移动通信系统倾向于使用直放站来直接放大网络信号，以达到经济、快速、有效填补通信网络服务空白区域的目的。但由于直放站本身就是有源设备，其在工作过程中易受到自身产生的噪声和杂散信号的影响，对网络产生干扰。

2.2网外干扰问题的原因

1网外干扰源由于移动通信网络依靠无线电波进行传播，日常生活中存在的电视台、大功率电台、微波、雷达、高压线、加油站干扰器等利用和屏蔽无线电波的设施设备，都会对通信网络中的无线电波产生干扰。2设备故障作为移动通信网络的重要载体，相关的通信设备在发生故障时会直接影响通信的质量。例如，天线损坏、TRX故障、时钟失锁等问题，都会导致干扰问题。

3网络干扰问题的检测方法

3.1话务统计数据分析

根据交换机STS话务统计，对空闲信道进行测量，以收到的干扰强度为界定义干扰等级（ICMBAND。干扰分成5个等级，1的干扰等级最小，5的干扰等级最大，通过对小区ICMBAND的连续统计，可以快速发现有干扰的小区。

3.2语音质量等级调查

语音质量依据下行测量进程中收到的干扰强度定义干扰等级（RXQUAL，0的干扰等级最小，7的干扰等级最大，通过分析可以发现网络干扰的存在和覆盖范围的缺失。

3.3利用频谱仪进行排查

在通过对目标区域进行跟踪测量后确定为外来干扰时，利用频谱仪判断外来干扰源，及时对干扰源进行调整以解决网络干扰问题。3.4系统干扰日常检测充分利用路测、扫频和基站综测仪等设备开展通信网络的日常检测，及时发现系统干扰因素，做好日常维护工作，预防网络干扰的产生。

4网络干扰问题的优化措施

4.1做好频率规划

随着移动通信网络的发展，频率资源规划已经成为网络建设的重要环节。因此，在建设过程中，要根据地区发展的实际需要合理规划分配频率资源，在实现全域覆盖的同时，有效协调频率资源的分配，以最少的频点达到最佳的效果。

4.2规范建设标准

针对不同移动通信网络的差异发展，其建设标准也不尽相同。为了更好地促进通信网络的共同发展，国家主管部门要及时出台新的规范标准，对同频社区的间距、基站的发射频率、天线的方位角与俯仰角等内容的设置进行指导。

4.3加强养护管理

针对由硬件设备引发的网络干扰问题，工作人员应在日常工作中加强养护管理工作，及时更换有问题的硬件设备，注重探索硬件设备的隐性故障，全面保障网络硬件的良好运作。

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随着全球信息技术整体的不断发展与用户需求意识的反复变化，尤其，是在诸多网络新兴技术不断完善的今天，随着新的产品、服务、模式的注入，不但给企业带来了更为客观的价值，也给通信网络带来了全新的发展机遇。另外，因为互联网应用拥有多花样的属性特点，大带宽应用逐渐推动整体对通信网络的运营与管理能力提出了更高层次的要求。

一、SDN体系架构

SDN属于当前形势下的全新的网络框架组成，它能够实现对网络控制以及转发能力实施分离，并且可以依据转发能力能够对编程实施进一步控制。这种一开始和网络设备密切联合的网络控制，依靠能够编制程序的办法调配底层设施能力完成抽象的表述。根据开放网络基金会（Open Network Foundation）的定义标准，软件定义网络体系架构主要包括三个层面，即基础设施层、控制层、以及应用层。其中，应用层能够管理网络并且对其它相关的应用实施转发，也可以契合网络特性的配置标准从而完成加强网络的利用率，确保特殊网络

应用中的安全以及网路服务的质量；控制层的应用主要能够安排放置数据转发中资源的抽象信息，能够支持网络拓扑（Topology）、网络状态信息的集中和信息维护，并且根据应用层中的控制调整不尽相同的转发面状态；基础设施层平台主要负责数据的处理以及状态收集和转发。现阶段，开放网络基金会主要对软件定义网络的转发面模型实施了标准定义，了OpenFlow-spec-v1.3.0版本。OpenFlow把网络SDN转发面设备进行概念化，使之成为利用多级流表（FlowTable）完成驱动的模型[1]。如图1所示。

在软件定义网络转发模型里面有两个阶段的转发过程十分的关键，第一个转发阶段为，生成策略（Execute_instructions），第二个转发阶段执行操作（Apply_actions）。在这里面， 操作的水平直接影响了OpenFlow 对软件定义网络转发面的抽象水平，能够在流表中实施查询配置。一旦面临操作工序比较繁琐复杂时，可以通过辗转法调查流表完成最终实现，在第一个转发阶段生成策略时，同样可能调用执行操作。

二、SDN 引入对通信网络的影响

软件定义网络在最初的设计阶段，其目的并非提升网络运营商的通信水平，而主要是为了依靠控制进而和转发面实施分离，能够提供可以编制程序的网络水平的开放应用，并且能够提升相关应用给予网络资源操控的管理控制水平[2]。也因此，软件定义网络引在通信网络中拥有不同程度的优势与劣势。

软件定义网络在通信网络中的应用优势主要涵括四点：

第一，依靠软件定义网络与OpenFlow 引入完成导航，破除了传统意义上的网络设备呈现出的垂直整合（Vertical Integration）进而完成了对网络的软件及硬件的分离工作。

第二，依靠控制面进行统一化与虚拟化，一方面能够简化信息技术运维，从而减少信息技术运维中所需要的成本。另一方面，方便服务器维护与管理，便于和相关应用协同使用。

第三，依靠软件控制层开源，能够提供给用户个性化，风格化的软件定制服务，加快新业务的创新时间，从而减少新业务在进行部署之后的完成周期，进一步增强市场竞争力。

第四，按照产业连接的结构视角而言，网络一旦实施开放处理能够吸引更加广泛的团体进行共同参与，随着这些参与者的加入，也能够进一步的降低总体成本及网络建设中的运营成本。

三、SDN网络存在的不足

现阶段SDN网络和OpenFlow发展势头十分迅猛，但若要应用于高规模，成熟期的商业运营中仍然存有一定的差距，其存在的典型不足有几点：第一，SDN 的核心主要是让网络和应用相互结合并产生关联，换言之便是需要利用网络资源、数据转发等低端网络要和其使用标准无缝连接，完全匹配，网络才可以完成按需服务。但是如今SDN在此方面的技术完善与研究仍处于滞后阶段，诸多研究范围仍然停留于网络控制与数据转发的接口协议中，例如联合OpenFlow；第二，SDN网络集中系统依然保留替代方案，当前网管系统依靠升级开发，可以完成对底层网络设备的控制；第三，从安全性的视角而言，集中化网络控制不可避免的存在单点失效的可能，倘若一旦其控制系统功能遭遇攻击，则会引起整个网络功能的丧失。

四、结束语

综上所述，软件定义网络所具备的显著特征主要包括转发分离、转发平面通用化、以及开放应用程序编程接口（Application Programming Interface）的应用能够进行编程等。在这些显著特征之下，通信网络的引入软件定义网络技术，能够增强资源动态的机动性，方便其调度，能够帮助客户个性化的定制自身软件。根据通信网络的发展视角而言，软件定义网络引入能够说属于分区域的推进步骤，而并非是对其全方位的架构颠覆，故而准确的说软件定义网络更像是属于技术解决方案的层面。

参 考 文 献

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物联网独有特点决定了现有移动通信网络是其最好的承载网络，如能实现物联网和现有移动通信网络的融合，无疑可以大大降低物联网建设成本，加速其应用进程。本文就物联网和移动通信网络的融合作探讨。

2　方兴未艾的物联网

2.1物联网的基本概念

物联网的概念由MIT Auto-ID中心Ashton教授于1999年在研究RFI D时首先提出，2005年国际电信联盟(ITU)的同名报告对其进行了扩充，2008年全球金融危机爆发后，多个国家都提出了自己的物联网发展规划。

业界对物联网尚无统一定义，欧美多称为Inte rnet of Things，日本、韩国称为泛在网，我国称为物联网。从字面简单理解，物联网是指物物相联的互联网，是互联网在现实实物世界的延伸。不妨将物联网定义为：是指采用一定的感知手段对实物世界物品的相关信息进行感知，并利用相应的信息网络传输技术将物品互联成网，实现信息的相互和远距离传输，最终实现实物系统一定程度的自我智能管理、以及人们对物品和过程的智能化感知、定位、监控和管理的一种互联网络。

2.2物联网的基本组成结构

根据上述定义。可以认为物联网的逻辑组成结构如图1。

物联网的组成结构由低到高可分为三个部分：

(1)信息感知和控制

物联网最底层是信息感知和物品控制部分，直接接触各种物品，实际由各种不同的传感器和相应的控制器组成。信息感知部分的功能主要是感知物品的相关信息，并将所感知的信息按照规定格式以有线或无线的形式将信息发送到信息传输网络；控制部分的主要功能是从信息传输网络接受控制信息，以使物品达到人们需要的状态。

(2)信息传输网络

信息传输网络部分处于物联网中间层，其物理组成可以是各种信息传输网络，如局域无线网络，计算机互联网、公用移动通信网络等。信息传输网络部分主要负责将各信息感知和控制节点互联成网，以实现信息的传输管理和信息安全管理，同时为上层信息的应用提供相应的信息资源。

(3)信息应用

该部分处于物联网最高层，由各种应用程序及系统组成，提供对联网物体的定位、监控以及管理功能。由于物联网采集的信息海量，因此必须采用数据挖掘、云计算等技术实现数据信息的管理和应用。信息的应用部分构成了人们和物联网的相互接口，相关人员正是通过该部分查看相关物品信息，对其进行定位或监控。

2.3物联网主要特点

(1)节点数量巨大，地域覆盖广泛

如前述，物联网是将人们需要的物品互联成网，联网目的在于方便对物体的使用和管理，连接对象不仅包括人，也包括物，而现实世界中物品的数量无疑远大于人的数量，分布之广泛也非人所能比。因此，相对于Internet计算机网络，物联网的节点数量巨大、地域覆盖广泛。面对海量的节点数量和分布广泛的地域，采用布设线缆的方式将物联网节点进行互联，无论从成本还是工程量考虑，都是不现实的，因此采用能够近距离或远距离传输信息的无线网络将是物联网的主要联网形式。

(2)对安全性和可靠性要求极高

物联网主要是为了实现对相关物品的远程监控和管理，连接的物品大都具有私有特性，因此相对于计算机互联网的开放性和信息共享，信息专有性和封闭性是其主要特征。专有性必然要求物联网必须具有极高安全性，包括两个方面：一是信息传输安全，即信息在传输过程不会被非法窃取；二是用户接入安全，即只有特定合法用户才能接触到特定物品信息，才能实现对特定物品的控制。否则，必然引起联网物品信息和控制的混乱，进而威胁到联网系统相关的个人、家庭、单位甚至城市、国家的安全。同时，由于物联网连接的大都是行业、城市或者家庭的专有物品网络，用户要求能够及时获取物品的状态信息并能随时实现对物品的控制，这就要求物联网的信息传输必须高度可靠，以保证相关物品系统的安全可靠运行。而只有这一点有保证，物联网业务才能够得到广泛市场应用。

(3)应是可管理、可运营的网络

信息的专有性和极高的安全性、可靠性要求，决定了物联网必须是可以良好管理的网络，以保证信息传输和用户接入的安全可靠。而要实现良好管理，就必须要有专业运营商对物联网进行运营管理，因此，物联网必须是可运营的网络。当然，物联网运营并不意味着要组建全新的运营商，亦可由现有电信运营商负责运营，因为它们对大型公共信息网络已经积累了相对丰富的运营经验。

3　物联网和移动通信网络的融合

3.1物联网和移动通信网络融合的必要性

如前述，由于信息节点数量巨大、地域覆盖广泛，且部分联网的信息节点又具有一定的移动性，无论从建设成本还是从实现技术考虑，无线通信都将是物联网信息传输的主要方式。而物联网的可运营、管理的要求，也需要由专业网络运营商进行运营和管理。

目前，移动通信网络已经覆盖世界大部分国家，网络的数据能力也在不断加强，如现在多数经济发展较快国家已经建成了具有较强数据通信能力的第三代移动通信网络，正在研究并初步试用的第四代移动通信网络将具备更强的数据通信能力，将移动通信网络加以改造后，完全可以作为物联网的承载网络；同时移动通信网络运营商在大规模信息传输网络的方面积累了较为丰富的运营管理经验，非常适合运营物联网。因此，有必要实现物联网和移动通信网络的全面融合，以加快物联网的建设、推动物联网普及应用。

3.2物联网和移动通信网络融合的基本途径

物联网和移动通信网络融合的基本途径是将物联网承载在移动通信网络上，具体是：将物联网的信息感知和控制节点看作移动通信网络的通信终端，将移动通信网络的信息传输网络同时作为物联网的信息传输网络，将物联网的信息应用作为移动通信网络的增值业务，从而将物联网叠加在移动通信网络上，实现物联网和移动通信网络的有机融合。

图2，红色字表示物联网的组成部分，黑色字表示移动通信网络的组成部分。

3.3物联网和移动通信网络融合的具体方式

传统移动通信网络主要是为语音通信设计的，现在的数据通信工程也是在传统的语音通信网络基础上改造而来的，如要实现物联网和移动通信网络的融合，移动通信网络还需要作进一步改造。主要包括：

(1)移动通信终端改造

物联网和移动通信网络融合后，移动通信网络的接入终端应该同时作为物联网的感知和控制节点使用，为此融合后的网络终端必须兼具传统的通信功能和对物品的信息感知和控制功能，这可以通过两种途径实现：一是为传统的通信终端增加信息感知和物品控制能力，使其可以同时作为物联网的信息感知节点使用；二是对传统的传感器和控制器增加移动通信能力，使其可以同时作为移动通信终端功能。

(2)移动通信网络的改造

由于传统的移动通信网络主要是为语音通信设计的，必须增加物联网的信息传输和管理功能，以实现物联网和移动通信网的融合。移动通信网络需要的改造工作包括：由于融合物联网后信息节点数量的急剧增加，必须研究采用新的终端编号识别方式，以增加能够区分管理的终端数量；物联网信息节点和传统的通信终端具有不同的信息发送特点，应研究相应的方法区分物联网信息节点和传统的通信终端，进行分类管理，以提高不同信息传输和管理的效率；应研究采用新的数据传输管理、用户认证管理以及网络安全管理方法，以网络的安全性和可靠性，满足物联网信息传输要求。

(3)面相物联网应用的增值业务开发

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通信资源管理是管理自动化的重要组成部分。随着电力通信网规模的不断扩大和应用水平的不断提高，对通信网络资源的管理显得越来越重要。但是，由于新旧设备共存，通信手段繁多，通信资源管理体制仍沿用传统方式，管理工作难度大、效率低，为尽快适应通信技术、设备发展，必须建立信息化通信资源管理体系，使管理人员能够纵观全局，根据通信资源的情况及辅助决策信息采取有效的通信手段和方式传递信息。通信网络的资源，既包括整个通信网中所有的物理资源、逻辑资源，同时也涵盖了在物理资源和逻辑资源的基础上所展开的各项业务资源。物理资源是电力通信网的基础，逻辑资源是通信网的展现，在此两者基础上的业务资源是其实际应用。通信资源管理就是通过对物理资源、逻辑资源、业务资源的管理，实现对资源的查询、配置、统筹、设计、规划等。通信资源管理的水平直接决定了通信网络安全运行，高效的管理方式为公司生产运行和经营管理提供了强有力的支撑。

1.传统通信资源管理的瓶颈

通过多年的建设与发展，公司范围内已经形成了较为完善的通信网络体系，传输网、业务网、支撑网全面覆盖各个通信站点并承载了大量业务，接入网的建设也在大力推进中。冀北公司通信资源管理主要分布在省、地两级的通信机构中，多年来资源管理的方式仍以传统的人工管理方式为主，管理方式较为落后，缺乏对整个网络资源状况的全面了解，难以快速有效地进行网络规划与调度。在通信网络出现问题时，由于对各种资源信息的掌握不够完整、准确，难以制定出最适合的解决方案。各类统计分析和方式编制等工作都需要投入大量的人力、时间，通信网管理的运行维护成本较大。同时，现有的通信资源使用情况管理是通过一系列电子化表单呈现出各种物理资源的使用情况，而业务资源的使用情况主要是通过专业网管工具进行查询和管理。物理资源和业务资源的管理分开，导致在日常的业务调度和方式管理中，容易造成部分网络资源的闲置和浪费、部分资源负担过重的两极分化，导致了通信资源整体的利用率不高。同时，由于涉及部门和人员较多，数据量大且分散，工作繁琐，存在数据的遗失、重复、错误等情况，工作人员需要消耗大量时间手工发送传真、对各站业务数据进行收集、汇总和分析，工作量大，而且出错的可能性大。这些问题给网络的运行、维护、业务的开展带来了很大的困难。

2.信息化与通信资源管理水平提升

目前公司各级单位通信资源管理涉及资源庞大而繁杂，传统的人工管理方式带来了一系列的瓶颈问题。随着公司信息通信融合发展，借助信息化提升通信资源管理水平为庞大的工作提供了高效的手段。

从2012年开始国家电网公司统一推广通信管理系统，该系统作为资源管理的电子化支撑平台，为通信资源的全方位、智能化管理提供了便捷，为引导公司科学发展创造了条件。该系统的建设以业务资源为核心，以物理资源和逻辑资源为基础，面向资源管理的各项应用功能，采取先进的技术方案和实现技术，具有较强的灵活性和可定制化特点。借助通信管理系统，国网冀北公司在资源管理、业务管理、资源调度、告警管理、网络分析等方面有了飞速的提升。资源管理功能主要实现对各种物理资源和逻辑资源的管理和配置，资源管理主要面向运行与使用，这些资源不仅限于点设备资源，还包含各种线缆资源。业务管理功能主要实现对通信网承载的各类业务的管理，业务进行抽象以后形成通用化的对象，通过采用统一的模式进行标准化的管理。资源调度功能主要满足通信调度人员和运行方式人员，可以用于开通或变更业务方式，应急处置下的电路调度，能对调度的流程进行管理。告警管理功能主要实现通过开放的接口，将通信网络的各种故障、告警信息进行收集和综合分析，并根据使用人员的需求，进行筛选和辅助。效能管理功能主要是实现对通信网络的资源使用状态的动态管理，通过大量资源数据、业务数据、状态数据的分析得出网络的效能数据，辅助N-1、风险预警判断。网络分析功能是在效能管理的基础上，通过分析整体资源使用数据、运行状态数据，提供方式分析人员、网络规划人员通信网整体的资源分布、业务占用状态。

3.信息化提升通信资源管理水平的多项举措

为快速推进通信管理系统建设，借助信息化手段实现通信资源的规范化管理，进一步支撑公司生产运行和经营管理工作，国网冀北电力公司从以下三个方面着手，深入推进系统建设。一是摸清家底，通过细致的资源梳理和业务梳理形成整套完整、准确的资源数据，为各项工作提供基础数据支持。业务梳理是对目前通信网上开展的各种业务的情况进行描述和规范，包括业务的定义、功能描述、业务流程等，在业务规范的基础上，才能有效开展通信资源的规范定义。资源梳理主要针对各类通信资源如厂站、机房、杆塔、输电线路、传输网、交换网、数据网等进行制定分配原则、资源定义，确保通信资源的唯一性并能统一管理。二是流程梳理，对规划、工程、运维、统计各个环节所产生的通信资源信息的流动进行规范化管理，明确通信资源信息流转的流程，作为日常工作提升通信资源规范化管理和通信资源共享的手段，同时通过系统的使用及时发现流程中存在的不畅环节，通过需求反馈平台提出合理化建议，由项目组进行改进完善，促进系统的功能提升。三是强化分析，系统为运行值班、缺陷故障、通信检修等提供了信息化的记录平台，其中积累的大量数据信息为多维度的统计分析提供了依据。通信运维人员可以结合设备故障履历分析网络中的薄弱环节，也可以通过资源的使用情况合理提出未来网络的规划思路，系统为通信运行、规划建设等提供了智能支撑；同时国网冀北公司结合科技项目对省级骨干网络进行N-2反措网络资源模型分析，提出基于调度中心和备调节点的通信网络资源建设和使用方案，建立科学的分析评估体系，面向战略管理层提供网络运行的宏观指标，进一步提高决策的科学性。

4.关于信息化提升通信资源管理水平的展望

2014年，通信管理系统进入智能提升阶段，国网冀北公司借助系统的平台，着力于推进通信网质量管理、资源调度、业务调度、通信事务管理与决策辅助等功能的应用，提升资源智能化调度分析，通过资源影响业务分析、资源预警分析、网络优化分析等方面的研究，为公司安全生产和经营管理提供更加智能的分析和辅助决策支撑。

在质量管理方面，主要实现对通信网资源的使用情况与使用效能的统计、分析和评估，如：资源占用率、业务承载情况等，将评估的结果作为通信网资源调度、业务调度的依据。在资源调度方面，主要实施对系统通信网资源的集中调度，由于通信资源存在层层承载的关系，种类繁多，关系复杂，导致网络发生故障时难以快速准确判断影响的业务以及迂回方案，所以通过系统资源的动静态数据层层关联，可以智能化的根据运行需求、故障处理或应急处置，实现基于业务的系统通信网资源调度。在业务调度方面，主要面向通信方式人员，以满足各种业务需求为主要目的，不具体区分通信网资源类型，实现端到端的业务调度功能。在事务管理与决策辅助方面，主要服务于通信管理与决策层，利用在线的通信网络资源数据，对网络的现状进行评估，辅助提出网络优化策略以及发展规划建议。

5.结语

通信网是电力系统的重要基础设施，是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础。随着近年来通信网络的飞速增长，高效的资源管理手段显得愈发重要。国网冀北公司借助通信管理系统平台，深化系统资源管理应用，深入摸索提升通信资源管理模式，逐步实现了通信资源的规范化管理，有效支撑通信运行管理、业务流转、网络规划等工作。通过对网络数据的集中管理以及大量的分析、统计工具，帮助公司全面的掌握网络的现状，在准确的原始数据的基础上为网络的规划和优化提供指导依据。通过系统平台内传输网、业务网以及环境动力信息的综合管理，实现对网内各类资源的集中监控、集中管理和资源共享，促进提升了资源的利用效率，规范了运行水平和管理水平，为公司安全生产和经营管理工作提供强有力的支撑。

参考文献：