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摘要：网络可靠性在通信网设计维护过程中起着至关重要的作用，它是一项很重要的性能指标。文章通过从通信网可靠性的概念意义出发，较为系统的分析了通信网在可靠性方向的各种表现及评估并对其优化设计做出了探讨和研究。
关键词：通信网可靠性；评估；优化设计；探讨研究
通信是当今世界信息时代社会生产力必不可少的因素，也是衡量一个国家国力强大与否的重要参考标准。现在，通信网络已然在国防领域、社会经济发展方面和人民人生方面都普及广泛并且发挥着不可替代的作用。而随着时代的不断进步，通信网的可靠性也在探索和发展的过程中研究出许多新的课题和新的理论，开展了许多评估通信网络可靠性的研究。在快速评估通信网可靠性之前，我们首先要确定可靠性指标的评估构建原则，其次针对于涉及通信网可靠性的因素（如网络拓扑结构），并在此基础之上探讨与其相适合的评估研究以及对它的优化设计。
一、可靠性评估的构建原则
（一） 指标确定原则
针对传统的可靠性指标评估体系是以可靠性的影响因素为基准来选定指标的，而指标的确定主要有两点理论作为参考依据：以服务当前对象为主体的思想，另一个是参照实际经验结合实际状况。而用户判断通信网是否可靠，多数情况下是根据所使用的业务来判断的。所以，通信网可靠性的指标的确定是需要遵循以下几个原则的：
①结合实际灵活实用的评估原则。指标的设计要考虑实际使用情况下是否达到灵活简易的目的。
②综合性的评估原则。把通信网看成一个完整体进行研究的话，能系统全面的反映通信网的运行状态。
③科学性的评估原则。选取确定的指标应当具有前瞻性，能充分反映通信网现在及未来的发展空间和发展前景。
（二） 指标赋权原则
通信网可靠性评估体系的赋权应当体现评估主体的意愿并具有客观性，能权重的反映被评估对象的特点及存在的环境状态，而且要尽可能的反映评估对象的主观倾向。
二、网络拓扑可靠性的评估研究
网络拓扑的可靠性对通信的影响意义是深远的，其可采用不同的方法，但是最终的目的是评判其优劣性。只要达到了这样的要求，才能为网络拓扑可靠性的优化设计提供方法和技术支持。对于网络G（N，E）评估其网络可靠性的的方法是定义G中所有节点对间可靠性的平均数值。但是当G为大型网络的时候，任一节点会存在大量迂回路由，所以我们应该按照之前提出的方法结合实际情况具体分析。首先大型通信网络G任意节点对之间都存在着一定的跳数距离，叫做某一个节点具有相同跳数距离的所有节点称为该节点具有该跳数的跳面节点，这里引用跳面节点的概念。
所以，网络G（N，E）的可靠性R是网络中的所有节点到其所有跳面节
点可靠性的平均值，公式为： 其中 为节点i到其所有跳面节点间
的可靠性；M为距节点i最远跳面节点跳数； 为节点i到第j跳面节点间的可靠性。
显然，R评估G（N，E）中点到面（跳面）的可靠性与算法简化，避开了迂回路由的细节也考虑了迂回路由的影响。
三、网络可靠性优化设计及其应用
根据网络可靠性的评估原则和网络可靠性评估研究，我们可以完成通信网络可靠性的优化设计。如针对于我国的战场环境大型通信网，网络节点在战场环境的条件下位置要时刻发生变化以及网络的无线链路可能遭到敌方破坏，从而导致网络拓扑结构发生变化。所以我们必然要根据需求来对网络拓扑结构进行重新优化设计。优化的方法主要有：优化网络的拓扑结构、优化可调拓扑结构网络可靠性指标以及优化固定拓扑结构网络可靠性指标。根据实际情况给出相应的优化设计方法和算法。
（一） 优化网络的拓扑结构
当按要求建立起野战战场地域网的初始网络后，通常情况下设计人员希望该网具有尽可能高的可靠性和尽可能低的网络代价总和。可是因资源有限，如链路数量和节点数量不会继续增加，那么此时只允许调整网络拓扑结构以便于对网络可靠性达到该网络资源条件下的最佳状态，从而减小网络总代价。
目标：网络总代价尽量小，网络可靠性尽量最高；
条件：网络G（N，E）的节点数N和链路数E的值一定；
方法：优化网络拓扑结构。
Step1计算网络可靠性标记为Rold ；
Step2计算各节点值，并找出最大节点值ri，找到ri相关链路中最小链路 ，其另一端节点为j，删掉链路 ；
Step3重新计算各节点ri的值，找到ri值最小的节点m，然后搜索其相关链路，找到其中re最大的链路1mn，其另一端节点为n，增加链路1mn；
Step4计算此时网络可靠性，记作Rmew；
Step5其 ，gotostep1；
Step6如果 ，那就去掉节点m与n之间的链路，恢复节点i与j之间的链路；
Step7结束
（二） 优化可调拓扑结构网络可靠性
当战区通信网中存在一些冗余资源时，此时这些资源并不一定全部开通，因此，在资源受到一定限制的情况下就需要根据实际情况按照一定的原则去删除一些链路，删除的标准是让网络可靠性达到给定值的条件，使网络总代价尽可能的小。记网络G（N，E）优化设计后的网络为G′（N，E′）。
目标：网络总代价尽可能小；
条件：G′（N，E′）的E′不大于给定总链路数E0，即 ，G′的可靠性不RG小于给定值R0，即 ；
方法：删除冗余链路，调整分配节点和链路可靠性指标。
Step1判断实际链路数E是否大于给定链路数E0；若 ，那么gotostep5
Step2找到ri值最大的节点i；
Step3搜索节点i的相关链路找到其中re值最小的链路 ；
Step4去掉链路
Step5计算网络的可靠性Rgh，如果 ，gotostep2；
Step6若 ，则gotostep3；
Step7根据（ ）确定优化步长delta；
Step8将所有节点的ri值以升序排列找到最小的ri而设备可靠性PL不小于某个要求值的节点i；
Step9搜索节点i的相关链路找到最小的re而设备可靠性PL不小于某个要求值的链路 ；
Step10比较节点可靠性Pn与链路可靠性PL的网络代价差 ；
Step11减小 比较大者的设备可靠性；
Step12重新计算网络可靠性，gotostep6；
Step13确定
Step14结束
（三） 优化固定拓扑结构网络的可靠性指标
出于对经济的考虑，希望网络在达到可靠性的前提能，使总代价尽可能小。所以需要对节点和链路设备的可靠性指标分配进行优化设计。优化设计的主要思路是增加重要节点和链路设备的可靠性指标，减小次要节点以及链路设备的可靠性指标，这样才能保障网络的高可靠性达到要求。
结语
通信网的可靠性对国防，社会，人生生活都息息相关密不可分。而通信网在服务大众的同时也存在着不稳定的各种因素，因此我们对通信网的可靠性方向上做出了具体的探讨以及优化研究，对今后新的课题研究做出一定的参考意义。
参考文献：
[1]王铁强，王鑫琦，黄兴源.通信网性能分析与调测方法简述[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2014，03：49-52.
[2]李硕，黄宁，李瑞莹，康锐.通信网络服务可靠性参数分析[J].系统工程与电子技术，2012，09：1946-1950.
[3]尹少鹏.“十二五”数据通信网发展建设的研究[J].电力系统通信，2011，05：70-76.
关键词：通信网可靠性；评估；优化设计；探讨研究
通信是当今世界信息时代社会生产力必不可少的因素，也是衡量一个国家国力强大与否的重要参考标准。现在，通信网络已然在国防领域、社会经济发展方面和人民人生方面都普及广泛并且发挥着不可替代的作用。而随着时代的不断进步，通信网的可靠性也在探索和发展的过程中研究出许多新的课题和新的理论，开展了许多评估通信网络可靠性的研究。在快速评估通信网可靠性之前，我们首先要确定可靠性指标的评估构建原则，其次针对于涉及通信网可靠性的因素（如网络拓扑结构），并在此基础之上探讨与其相适合的评估研究以及对它的优化设计。
一、可靠性评估的构建原则
（一） 指标确定原则
针对传统的可靠性指标评估体系是以可靠性的影响因素为基准来选定指标的，而指标的确定主要有两点理论作为参考依据：以服务当前对象为主体的思想，另一个是参照实际经验结合实际状况。而用户判断通信网是否可靠，多数情况下是根据所使用的业务来判断的。所以，通信网可靠性的指标的确定是需要遵循以下几个原则的：
①结合实际灵活实用的评估原则。指标的设计要考虑实际使用情况下是否达到灵活简易的目的。
②综合性的评估原则。把通信网看成一个完整体进行研究的话，能系统全面的反映通信网的运行状态。
③科学性的评估原则。选取确定的指标应当具有前瞻性，能充分反映通信网现在及未来的发展空间和发展前景。
（二） 指标赋权原则
通信网可靠性评估体系的赋权应当体现评估主体的意愿并具有客观性，能权重的反映被评估对象的特点及存在的环境状态，而且要尽可能的反映评估对象的主观倾向。
二、网络拓扑可靠性的评估研究
网络拓扑的可靠性对通信的影响意义是深远的，其可采用不同的方法，但是最终的目的是评判其优劣性。只要达到了这样的要求，才能为网络拓扑可靠性的优化设计提供方法和技术支持。对于网络G（N，E）评估其网络可靠性的的方法是定义G中所有节点对间可靠性的平均数值。但是当G为大型网络的时候，任一节点会存在大量迂回路由，所以我们应该按照之前提出的方法结合实际情况具体分析。首先大型通信网络G任意节点对之间都存在着一定的跳数距离，叫做某一个节点具有相同跳数距离的所有节点称为该节点具有该跳数的跳面节点，这里引用跳面节点的概念。
所以，网络G（N，E）的可靠性R是网络中的所有节点到其所有跳面节
点可靠性的平均值，公式为： 其中 为节点i到其所有跳面节点间
的可靠性；M为距节点i最远跳面节点跳数； 为节点i到第j跳面节点间的可靠性。
显然，R评估G（N，E）中点到面（跳面）的可靠性与算法简化，避开了迂回路由的细节也考虑了迂回路由的影响。
三、网络可靠性优化设计及其应用
根据网络可靠性的评估原则和网络可靠性评估研究，我们可以完成通信网络可靠性的优化设计。如针对于我国的战场环境大型通信网，网络节点在战场环境的条件下位置要时刻发生变化以及网络的无线链路可能遭到敌方破坏，从而导致网络拓扑结构发生变化。所以我们必然要根据需求来对网络拓扑结构进行重新优化设计。优化的方法主要有：优化网络的拓扑结构、优化可调拓扑结构网络可靠性指标以及优化固定拓扑结构网络可靠性指标。根据实际情况给出相应的优化设计方法和算法。
（一） 优化网络的拓扑结构
当按要求建立起野战战场地域网的初始网络后，通常情况下设计人员希望该网具有尽可能高的可靠性和尽可能低的网络代价总和。可是因资源有限，如链路数量和节点数量不会继续增加，那么此时只允许调整网络拓扑结构以便于对网络可靠性达到该网络资源条件下的最佳状态，从而减小网络总代价。
目标：网络总代价尽量小，网络可靠性尽量最高；
条件：网络G（N，E）的节点数N和链路数E的值一定；
方法：优化网络拓扑结构。
Step1计算网络可靠性标记为Rold ；
Step2计算各节点值，并找出最大节点值ri，找到ri相关链路中最小链路 ，其另一端节点为j，删掉链路 ；
Step3重新计算各节点ri的值，找到ri值最小的节点m，然后搜索其相关链路，找到其中re最大的链路1mn，其另一端节点为n，增加链路1mn；
Step4计算此时网络可靠性，记作Rmew；
Step5其 ，gotostep1；
Step6如果 ，那就去掉节点m与n之间的链路，恢复节点i与j之间的链路；
Step7结束
（二） 优化可调拓扑结构网络可靠性
当战区通信网中存在一些冗余资源时，此时这些资源并不一定全部开通，因此，在资源受到一定限制的情况下就需要根据实际情况按照一定的原则去删除一些链路，删除的标准是让网络可靠性达到给定值的条件，使网络总代价尽可能的小。记网络G（N，E）优化设计后的网络为G′（N，E′）。
目标：网络总代价尽可能小；
条件：G′（N，E′）的E′不大于给定总链路数E0，即 ，G′的可靠性不RG小于给定值R0，即 ；
方法：删除冗余链路，调整分配节点和链路可靠性指标。
Step1判断实际链路数E是否大于给定链路数E0；若 ，那么gotostep5
Step2找到ri值最大的节点i；
Step3搜索节点i的相关链路找到其中re值最小的链路 ；
Step4去掉链路
Step5计算网络的可靠性Rgh，如果 ，gotostep2；
Step6若 ，则gotostep3；
Step7根据（ ）确定优化步长delta；
Step8将所有节点的ri值以升序排列找到最小的ri而设备可靠性PL不小于某个要求值的节点i；
Step9搜索节点i的相关链路找到最小的re而设备可靠性PL不小于某个要求值的链路 ；
Step10比较节点可靠性Pn与链路可靠性PL的网络代价差 ；
Step11减小 比较大者的设备可靠性；
Step12重新计算网络可靠性，gotostep6；
Step13确定
Step14结束
（三） 优化固定拓扑结构网络的可靠性指标
出于对经济的考虑，希望网络在达到可靠性的前提能，使总代价尽可能小。所以需要对节点和链路设备的可靠性指标分配进行优化设计。优化设计的主要思路是增加重要节点和链路设备的可靠性指标，减小次要节点以及链路设备的可靠性指标，这样才能保障网络的高可靠性达到要求。
结语
通信网的可靠性对国防，社会，人生生活都息息相关密不可分。而通信网在服务大众的同时也存在着不稳定的各种因素，因此我们对通信网的可靠性方向上做出了具体的探讨以及优化研究，对今后新的课题研究做出一定的参考意义。
参考文献：
[1]王铁强，王鑫琦，黄兴源.通信网性能分析与调测方法简述[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2014，03：49-52.
[2]李硕，黄宁，李瑞莹，康锐.通信网络服务可靠性参数分析[J].系统工程与电子技术，2012，09：1946-1950.
[3]尹少鹏.“十二五”数据通信网发展建设的研究[J].电力系统通信，2011，05：70-76.