分层设定的电力通信网可靠性分析
随着通信技术飞速发展和业务需求的不断提高，电力通信网业务从最初的语音通信和电网调度监控信号的传输等窄带业务，发展到同时承载电网调度、配电、变电站继电保护以及办公自动化和其他数据传输等多种业务的接入。这些业务对电力通信网的依赖性越来越大，电力通信网的可靠性问题也越来越突出。而由于电力通信网络的复杂性，其可靠性研究是一项较大的系统工程。本文基于电力通信网的基本技术原理，结合网络基本特性和安全性进行综合分析，提出电力通信网的可靠性分析。
1 电力通信系统
电力通信系统基于电力线进行通信，电力线通信（Power LineCommunication，英文简称PLC）技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的通信方式，把载有信息的高频信号加载于电流，然后用电线传输给相应的适配器，再把高频从电流中分离出来并传送到处理端以实现信息传递。该技术最大的优势是在现有电力线上实现数据语音和视频等多业务的承载，以实现四网合一。通常电力通信的业务可分为关键运行业务和事务管理业务两大类。关键运行业务是指远动信号、数据采集与监视控制系统和调度电话等；其对通信的实时性、安全性和可靠性要求很高。而事务管理业务包括各种电话和电话会议，电视、信息数据等。其业务种类多、通信流量大，需要宽带传输。
2 电力通信可靠性的需求
随着电力通信网的发展，大量电力系统业务需要通过电力通信网进行传输，电力系统对于通信网的依赖性增大，通信网故障对电力系统的影响也越来越严重。因此，电力部门对电力通信网的质量要求也越来越高，不但要求电力通信网能够提供足够的通信能力，更要求电力通信网要具有很高的安全性、可靠性。而目前电力通信网管理体系不健全，可靠性评估手段不完整以及发展不平衡导致的设计水平低都是需要改进的地方。
所以确定电力通信网的可靠性，一般情况下，可以设定一个开放的标准模型进行评定。并且区别与传统于通信网的可靠性要求，某些指标需要重新进行讨论、修正，以满足电力系统对通信网可靠性的要求。，增加电力系统特点的评价指标，这样建立的可靠性评价体系才有实用价值。
3分层次设定项目指标的可靠性分析方法
分析电力通信网可靠性可以从理论和实用两个主要方面进行入手。目前的研究中已经从实用化的角度提出“电力通信网的可靠性工程”。根据可靠性工程的内涵并结合电力通信网的构成，对电力通信网可靠性工程可划分为6个层次，业务层、拓扑层、路由层、设备层、运行层、管理层。通过对各层次研究可知，电力通信网的可靠性研究主要是建立在上述各个层面的整合计算，并结合安全性进行具体的分析获得的具体指标以及数据。
结合传统网络系统可靠性分析过程，可以采用一个螺旋式循环上升的过程进行分析。在可靠性要求基础上提出问题和原因，并设定解决方案，利用对解决方案的跟踪评估继续设定可靠性要求。
结合电力通信网的运行方式首先提出可靠性指标体系，即建立数学模型分析可靠性加权效应。但是网络应用领域不同，环境参数不容，可能的影响因素也不相同，所以使用的指标体系也会发生一定的变化。
选取的指标代替整个网络中不同的模块，会计算出不同情况下的理论数值，然后综合评估，建立评价模型。模型中各个指标设定为相对的计算值。所以通过采用逐层线性加权的方式得到通信网可靠性的综合指数。
上述目标使用的各个项目各不相同，结合现有通信网可以设定类似如下的项目：网络物理设备稳定运行度量项目，包括3个指标，项目平均故障时间MTBF，平均修复时间MTTR，不可用度U。其中这三个指标的理论关系为U=MTTR/MTBF。若设定若干串联单元则U为每个单元的可用度之和，若并联设置，则U为每个单元的可用度之积。对于此项目的计算，最后获得的值设定为一个KiGi值。网络物理设备层面的计算项目可以包括硬件损耗和升级产生的硬件替换，数据库备份产生的备份时间以及数据通信在物理层产生的传输延迟对业务的影响等。
网络运行层侧重于电网及设施环境对网络运行的影响和故障的规律，此与网络设备层类似，利用产品失效率，为已工作到时刻尚未失效的产品进行计算，例如设定实效概率，在某个时间端内的实效概率的倒数为平均故障时间，计算整个的平均故障时间之和，获得运行层各个节点的项目指标。不可抗力，如地震和冰灾的发生，盗窃等认为破坏的影响，都会直接导致可靠性下降。本文给出的解决方是设定各种灾害的相对“有效”影响能力，即对应的加权值，即给出每个影响运行的情况的加权平均数值，以便计算合理的项目指标。
业务层和拓扑以及路由层对于电力通信网的影响普遍小于设备层和运行层，这和电力通信网能够承载的带宽以及目前使用的业务关系很紧密，但是我们仍然可以设定足够的项目及项目指标获得可靠性度量值，设定过程可以参考目前的运营商通信网络的运行参数设定过程，包括业务链路带宽延迟需要，服务器程序运行稳定性计算需求，管理人员和操作人员的错误发生率和正常工作持续时间需求，业务忙闲对应的话路拥塞等等。
上述各个层面的项目指标的计算，最终能够获得固定时期、固定范围内电力通信网的合理可靠性量化分析结果，并且还可以时时修改各个指标的参数，以便获取更为精确的数值。
4 结束语
本文在结合传统通信网络的基础上，分析现有电力通信网的组成模式，提出在基于分层次设定项目指标可靠性分析的模型。经过设定每个层次可以对应的影响因素项目，给出计算每个项目的指标和的过程，并提出在加权的基础上计算每个项目能够满足应用和实际运行情况的可靠性分析数值。分层计算的可靠性分析模型的建立对维护目前运行网络及对其优化与发展起到指导性作用。但是具体的加权方式以及如何在电力通信网中应用传统运营商通信网提出的项目指标，还需要进一步研究和改进。
