傳輸網(wǎng)絡是網(wǎng)絡通信的基礎，為各種通信業(yè)務提供傳輸通道, 傳輸網(wǎng)絡的質(zhì)量對未來的業(yè)務發(fā)展有著深遠的影響。本文主要從如何衡量傳輸網(wǎng)絡可用性、如何提高傳輸網(wǎng)絡可用性等方面進行闡述。

　　一、網(wǎng)絡可用性指標定義

　　平均故障間隔時間：MTBF( Mean Time Between Failures)，即在規(guī)定的條件下和規(guī) 定的時間內(nèi)，系統(tǒng)累計運行時間與故障次數(shù)之比。

　　平均修復時間：MTTR(Mean Time To Repair)，即在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，產(chǎn)品在任一規(guī)定的維修級別上，修復性維修總時間與在該級別上被修復產(chǎn)品的故障總數(shù)之比。

　　可用度：A(Availability)，指可維修產(chǎn)品在規(guī)定的條件與時間內(nèi)，維持其規(guī)定功能的能力，它綜合反映可靠性和維修性。計算方法：產(chǎn)品能工作時間與能工作時間、不能工作時間的和之比。如：A=MTBF/(MTBF+MTTR)。

　　年停機時間：DT(Downtime)，在一年內(nèi)，產(chǎn)品由于故障維修而處于不能工作的全部時間之和。停機時間跟可用度之間換算關系：年停機時間=(1-A)×8760×60(分鐘)。

　　通常所指的產(chǎn)品可用性包括可靠性和可維修性兩個方面?？煽啃杂肕TBF來衡量，可維修性用MTTR來衡量，而可用性則用可用度A來衡量。

　　二、網(wǎng)絡可用性的相關因素分析

　　評估和建設一個高可用性的網(wǎng)絡是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要對設備可靠性、網(wǎng)絡介質(zhì)的可靠性、網(wǎng)絡拓撲結構、設備運行環(huán)境、管理和服務等多方面進行綜合分析和改進。一般在確定網(wǎng)絡模型之后，影響整個網(wǎng)絡可用性的幾個主要因素如圖1所示。

　　網(wǎng)絡可靠性影響因素大致可以分為：

　　(1) 傳輸介質(zhì)因素：光纖、光纖連接器、電纜等；

　　(2) 設備因素：硬件板卡失效、軟件失效等；

　　(3) 網(wǎng)絡設計因素：網(wǎng)絡的整體規(guī)劃、網(wǎng)絡解決方案等；

　　(4) 電網(wǎng)及運行環(huán)境因素：電網(wǎng)可用率、設備運行環(huán)境等；

　　(5) 備件、維護及服務等因素：備件策略、操作人員培訓、網(wǎng)絡維護、客戶服務；

　　(6) 其他一些不可抗力因素：地震、戰(zhàn)爭、洪水等。

　　三、網(wǎng)絡可用性的提高

　　通過前面的簡單介紹可知，影響網(wǎng)絡可用性的因素眾多，所以實際分析時應從多個方面入手，抓住最重要的因素，在網(wǎng)絡可用性和建設成本之間找到一個平衡點。

　　1. 提高傳輸介質(zhì)的可靠性

　　對于一條端到端的電路，對可用性影響最大的是傳輸介質(zhì)。傳輸介質(zhì)包括光纖、光纖連接器、電纜、電纜連接器及其他傳輸線。

　　實際上，傳輸介質(zhì)特別是光纖的可靠性，遠遠要比設備可靠性低。一般認為光纖失效率跟傳輸距離是成正比關系的。根據(jù)GR-418標準提供的光纖可靠性指標是400FITs/km，即相當于每285km平均每年失效一次。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上公布的國外某運營商的數(shù)據(jù)，2003年光纖失效率為422FITs/km，光纖的平均維修時間為13小時?？梢姽饫w的失效率高、光纖維修時間長。傳輸介質(zhì)中，除了光纖之外，光纖連接器也很容易失效，經(jīng)常會由于連接器松動、灰塵、連接錯誤等造成光纖連接失效。
 

　　相比于光纖而言，電纜和電纜連接器比光纖指標還要差，其受到人為影響的可能性更大。電纜一般集中在傳輸網(wǎng)的業(yè)務落地側，不過隨著光口交換機、路由器的出現(xiàn)，傳輸電纜的用量在逐漸減少。一些咨詢公司和運營商的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，對于一個端到端的電路而言，光纖的失效往往在網(wǎng)絡失效中占有非常大的比例，大部分都超過整個網(wǎng)絡失效的50%，有的甚至在80%以上。所以提高網(wǎng)絡可用性首先要考慮的是提高傳輸介質(zhì)的基本可靠性。

　　下面是針對光纖等傳輸介質(zhì)所提出的一些改進建議：

　　(1) 減少光纖和連接器的失效，控制采購質(zhì)量；

　　(2) 減少光纜保護盲點，如采取接入層成環(huán)、入大樓管道雙路由等保護措施；

　　(3) 控制由于人為因素造成的傳輸介質(zhì)失效(比如挖斷等人為破壞)；

　　(4) 局內(nèi)采取各種控制措施：室內(nèi)光纜的有效保護、光纜/電纜的正確標識、提高插拔光纖/電纜的規(guī)范性、室內(nèi)尾纖的合理布放等；

　　(5) 建立快速的維護響應隊伍，減少光纖故障后的維修時間。

　　2. 提高設備基本可靠性

　　除了光纖之外，設備也是影響網(wǎng)絡基本可靠性的主要因素。設備的硬件和軟件都可能失效，對于不同的通信設備，軟硬件失效比例是不同的。一般而言，傳輸設備硬件失效率要比軟件失效率高一些，而路由器設備的軟件失效率要比硬件失效率高。根據(jù)GR-418提供的數(shù)據(jù)，傳輸設備軟硬件失效比例為1：3。

　　硬件失效與很多的因素相關，最主要的是器件的基本失效。器件失效率可以根據(jù)溫度、靜電影響、環(huán)境等參考相應標準(GJB299、TR-332)進行預計。除器件的基本失效之外，還有其他原因會間接影響到器件失效，如硬件的設計、制造、工藝、環(huán)境、EMC等。

　　軟件的失效是由于軟件設計過于復雜、對異常情況考慮不完善、軟件的BUG等導致。一般是通過CMM流程的質(zhì)量控制和對軟件可靠性的度量、分析、測試來保證軟件可靠性。軟件失效除了可能導致板卡的功能失效之外，還可能導致系統(tǒng)或者整個網(wǎng)絡的功能失效，并且軟件失效后一般影響較大，故障難以定位。

　　因為上述一些因素的影響，設備制造商在生產(chǎn)設備的過程中需通過各種設計流程、質(zhì)量保證流程、閉環(huán)等措施保證設備的可靠性。華為公司對于提高設備可靠性方面的主要保障措施主要表現(xiàn)在：通過完善的集成產(chǎn)品開發(fā)流程保證設備軟硬件設計的可靠性；通過系統(tǒng)可靠性設計優(yōu)化系統(tǒng)結構，充分考慮網(wǎng)絡的解決方案；通過全面采購控制、設計規(guī)范等保證器件可靠性和應用的規(guī)范；提供閉環(huán)的問題處理、跟蹤流程，保證問題及時解決和跟蹤；通過FIT測試、老化試驗、環(huán)境試驗、HALT試驗等措保障設備可靠性；設計中全面考慮故障檢測、隔離、恢復設計，提高設備故障管理能力；通過CMM流程保證軟件開發(fā)的規(guī)范，通過對軟件的度量、分析和FIT測試保證軟件可靠性；考慮設備支持計劃性的在線升級、補丁、擴容等功能；對關鍵部件采用1+1保護提高設備可靠性，比如交叉板卡1+1，電源接入模塊1+1等。所以，設備商的實際研發(fā)能力、完善的可靠性保障流程也應該是運營商在采購設備時考慮的重要因素。

　　四、優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結構

　　隨著客戶需求的變化、傳送技術的發(fā)展以及市場競爭的加劇，傳輸網(wǎng)絡將逐步從SDH向ASON演進，網(wǎng)絡保護也將從1+1保護逐步向MESH組網(wǎng)保護發(fā)展。屆時網(wǎng)絡設計已經(jīng)不再是將簡單的幾個設備連接在一起組成一個網(wǎng)絡那么簡單，而是需要根據(jù)實際的網(wǎng)絡結構和現(xiàn)狀，提供一個低成本、高可用性、高利用率的解決方案。

　　由于光纖介質(zhì)的失效是整個網(wǎng)絡中影響最大的，因此首先應該對光纖傳輸距離較長的網(wǎng)絡進行網(wǎng)絡保護，比如MSP、SNCP、MESH等。除了保護光纖失效外，還要考慮對于掉電可能性大的站點增加節(jié)點保護。對于可靠性要求高的網(wǎng)絡可以考慮采用MESH組網(wǎng)保護。下面提供幾種增強網(wǎng)絡可用性的組網(wǎng)方法。

　　(1) 增強網(wǎng)絡保護能力以減少光纖、節(jié)點失效的影響；

　　(2) 重要業(yè)務節(jié)點之間采用1+1MSP鏈保護；

　　(3) 通過采用小環(huán)加小環(huán)的組網(wǎng)方式代替大環(huán)組網(wǎng)，減少光纖失效影響；

　　(4) 減少傳輸路徑長度和傳輸節(jié)點個數(shù)，用大容量設備取代背靠背轉接。

　　總之，網(wǎng)絡的設計需要針對網(wǎng)絡的運行環(huán)境、網(wǎng)絡的定位、不同的客戶需求等進行綜合分析，以便給出滿足客戶需求的解決方案。

　　五、提高電網(wǎng)與設備運行環(huán)境

　　環(huán)境因素的影響包括多個方面，最主要的是電網(wǎng)環(huán)境因素。這方面在國內(nèi)尤為嚴重，有運營商的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在部分電源條件不好(如使用農(nóng)村電力、機房無蓄電池)的本地網(wǎng)絡，掉電事故占所有事故的50%以上，部分地方比例更高。而且電網(wǎng)的失效往往會導致整個設備掉電，甚至導致整個站點或者機房所有設備的失效。除了電網(wǎng)事故直接導致網(wǎng)絡上節(jié)點的失效外，還有其他一些直接導致設備失效的原因如：火災、地震、臺風、洪水等不可抗拒的因素。

　　其他環(huán)境因素一般指環(huán)境溫度、濕度、鹽霧、粉塵等。這些因素會間接的逐步影響設備可靠性，比如縮短設備使用壽命、導致器件失效率增加、加快設備腐蝕等。

　　以下是針對環(huán)境因素所提供的改進方法：

　　(1) 通過對設備配備蓄電池、油機等備用電源，減少設備掉電導致的節(jié)點故障；

　　(2) 通過優(yōu)化組網(wǎng)方式，如增加備份節(jié)點，相互備份的重要站點不要放于同一機房等；

　　(3) 對于重要的節(jié)點要提供空調(diào)環(huán)境；

　　(4) 通過環(huán)境改造，減少高溫高濕、鹽霧粉塵和腐蝕性氣體對設備的影響。

　　六、提高備件、維護、服務水平

　　在建設一個網(wǎng)絡的同時，必須配備相應的備件。備件方式和備件策略的好壞直接影響到最終板件失效后的維修時間。備件離故障點越近，故障的維修時間就越短，網(wǎng)絡的可用性就會越高，但是如果備件的庫存太多又會增加庫存的成本。需根據(jù)實際情況確定備件更換率、周轉時間、備件成本等因素，綜合分析確定備件策略。

　　維護操作異常是人為造成設備失效的主要原因。維護操作的異常包括因操作流程的不規(guī)范導致直接發(fā)生事故，維護人員維護不及時導致事故以及割接和擴容導致業(yè)務中斷等。

　　服務水平是體現(xiàn)設備商綜合能力的重要因素，服務的好壞直接影響到一個網(wǎng)絡的可靠運營。比如對設備的定期巡檢、對用戶需求的快速響應、對設備問題的快速定位和及時處理、對客戶的定期培訓和交流等都會間接的提高網(wǎng)絡的可用性。

　　下面是針對備件、維護、服務等方面的改進措施。

　　(1) 優(yōu)化維護體制，建立快速響應的維護隊伍，減少業(yè)務中斷時間。包括對設備的維修和傳輸介質(zhì)的維修；

　　(2) 通過提高維護隊伍的分布、技術水平，增加對維護人員的技術、流程培訓，從而減少操作事故、減少故障定位時間；

　　(3) 制定完善的備件策略，減少備件響應時間；

　　(4) 采購設備時考慮設備制造商提供的服務水平；

　　(5) 增加計劃性的維修，減少潛在故障的發(fā)生。