王偉超，梁鋒偉，趙家鋒

大連市金州區(qū)勝利路727號65044部隊(duì)，遼寧 大連 116100

1 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及存在的問題

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程，軍隊(duì)網(wǎng)絡(luò)生存性以及故障性的處理問題近年來成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出現(xiàn)路由集中化、業(yè)務(wù)集中化的趨勢，使得網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)逐漸集中到單個的路由器上，在路由集中化為用戶帶來便利的同時，也不可避免的出現(xiàn)了一旦單個路由器出現(xiàn)問題則會影響眾多網(wǎng)絡(luò)用戶的情況。近年來光纖通訊網(wǎng)絡(luò)在我國獲得了很大的發(fā)展，但是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的這個硬件方面的局限性問題在這里也被放大，一些細(xì)小的網(wǎng)絡(luò)故障就可能導(dǎo)致重大網(wǎng)絡(luò)安全事故的發(fā)生，提高網(wǎng)絡(luò)自愈能力和相關(guān)安全的防范能力，對軍隊(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)尤其重要。對軍隊(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行成本和安全的綜合考慮后，我國當(dāng)前軍隊(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)形成了不同種類的網(wǎng)絡(luò)環(huán)形網(wǎng)，由于沒有一定的規(guī)則和相關(guān)限制，使得軍隊(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)中采用的光傳輸設(shè)施林林總總、不盡相同。對當(dāng)前我國軍隊(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)中所應(yīng)用的光傳輸設(shè)備進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，主要有如下幾個問題影響了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)：第一為網(wǎng)絡(luò)光傳輸設(shè)施的自我安全保護(hù)能力不足，基于當(dāng)前大多數(shù)傳輸設(shè)施所采用的人工切換自我保護(hù)措施，使得網(wǎng)絡(luò)環(huán)路保護(hù)不及時、保護(hù)機(jī)制低級、故障處理時間過長等，為提高網(wǎng)絡(luò)自愈保護(hù)能力造成了重大障礙；第二為網(wǎng)絡(luò)環(huán)路發(fā)現(xiàn)問題后采取措施等待時間過長，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)后往往需要等待人工進(jìn)行處理，人工進(jìn)行故障判斷和處理對故障的及時反應(yīng)性較差，一般系統(tǒng)故障處理時間均不能滿足終端用戶的需要，尤其對于軍隊(duì)這種及其需要機(jī)動性的單位，這種機(jī)械、半自動化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)路保護(hù)更加不能滿足要求，從而對系統(tǒng)終端的用戶造成不良的影響。

2 光纖通訊網(wǎng)絡(luò)鏈形設(shè)計(jì)

2.1 自愈方案的提出

軍隊(duì)光傳輸?shù)陌l(fā)展如果要步入一個全新臺階，首先要解決其故障的檢修恢復(fù)問題。在光纖通訊網(wǎng)絡(luò)鏈形設(shè)計(jì)系統(tǒng)中增加一部分設(shè)備使現(xiàn)有系統(tǒng)擁有自動故障恢復(fù)功能，對本地接入端鏈路進(jìn)行1：N（N 最大取4）的熱備份，使本地接入端具有冗余度為1的熱備份鏈路，當(dāng)工作的鏈路出現(xiàn)故障時，迅速切換到備份的鏈路上，不影響終端用戶業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。顯然這一系統(tǒng)改變了人工處理故障，人工切換線路的傳統(tǒng)模式，完成光纖通信鏈路故障告警的自動監(jiān)測、自動處理。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的自愈系統(tǒng)部署在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)。

文中提出的系統(tǒng)是保持原有光纖通信網(wǎng)絡(luò)的安全性基礎(chǔ)，同時增加全自動化的系統(tǒng)報(bào)警模塊、報(bào)警后系統(tǒng)全自動切換模塊和自愈系統(tǒng)安全鏈接。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)增加了原有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的自愈性，增強(qiáng)了系統(tǒng)對應(yīng)急情況的自主反應(yīng)性和選擇性，通過光纖與原有鏈接的加強(qiáng)鏈接，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)對應(yīng)急情況的及時報(bào)警和應(yīng)急處理。系統(tǒng)接受報(bào)警后可以通過系統(tǒng)鏈接發(fā)送給系統(tǒng)主控制模塊，依據(jù)先前已經(jīng)設(shè)定好的反應(yīng)模塊進(jìn)行自主切換處理。本系統(tǒng)的自主智能模塊主要由1×4光開關(guān)組成，系統(tǒng)可以很好的執(zhí)行應(yīng)急反應(yīng)處理動作，并作出及時反應(yīng)。本系統(tǒng)的最初設(shè)計(jì)構(gòu)想要求系統(tǒng)既能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自愈的最大化，又能夠保證原有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的完整性，且操作較為簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性較高。本系統(tǒng)通過人工智能實(shí)現(xiàn)人工判斷與操作，較人工操作具備更高的準(zhǔn)確性和及時性，能夠?qū)崿F(xiàn)較高級的系統(tǒng)自愈性，從而對光纖網(wǎng)絡(luò)起到良好的保護(hù)作用。

2.2 設(shè)計(jì)自愈方案

對軍隊(duì)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的完善需要一系列的關(guān)于自愈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，只有將一系列的自愈系統(tǒng)設(shè)計(jì)整合起來，才能夠?qū)崿F(xiàn)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的自主化處理，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自愈安全性。本系統(tǒng)自愈安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括告警監(jiān)測和故障處理兩個重要環(huán)節(jié)。

2.2.1 告警監(jiān)測

告警監(jiān)測對軍隊(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)安全的自愈系統(tǒng)具有重要的保障意義，是自愈系統(tǒng)成功反饋和執(zhí)行動作的重要基礎(chǔ)。本系統(tǒng)利用動態(tài)捕捉數(shù)據(jù)的方式對系統(tǒng)監(jiān)測中出現(xiàn)的動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行抓捕。通過系統(tǒng)自主告警系統(tǒng)與子網(wǎng)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對接進(jìn)行數(shù)據(jù)異常的監(jiān)測，同時改變子網(wǎng)管理系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)而發(fā)出各種警報(bào)信息。子網(wǎng)管理數(shù)據(jù)庫中存有數(shù)十種不同類型的報(bào)警信息模塊，報(bào)警觸發(fā)的模塊不同則報(bào)警信息不同。子網(wǎng)系統(tǒng)還可以對報(bào)警觸發(fā)信息進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過模擬性邏輯分析進(jìn)行報(bào)警信息的安全性歸納，最終得出我們想要知道的告警原因和系統(tǒng)工作狀態(tài)。

2.2.2 故障處理

在自愈系統(tǒng)對報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警判定后通過主系統(tǒng)動作模塊進(jìn)行系統(tǒng)智能動作的指令下達(dá)，從而執(zhí)行主系統(tǒng)智能切換模塊動作，完成系統(tǒng)的自我保護(hù)功能。

3 自愈方案實(shí)現(xiàn)功能

3.1 系統(tǒng)應(yīng)具有的功能

光纖通訊網(wǎng)絡(luò)自愈系統(tǒng)可以用來保護(hù)各行業(yè)的關(guān)鍵性業(yè)務(wù)，對于軍隊(duì)這種要求機(jī)密性和機(jī)動性均較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全更加適合。該系統(tǒng)可以通過相關(guān)鏈路上抓捕告警信息、對告警信息進(jìn)行系統(tǒng)化分析，并產(chǎn)生一個對應(yīng)的鏈路選擇性信號，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自主切換的智能化處理。

3.1.1 分光器、告警監(jiān)測、主控制模塊

從傳輸側(cè)主用方向接收端 STM-1接口提取 3%的光功率，將提取出來的光信號送入光接收模塊。而檢測模塊是通過光接收模塊從分光器中接收光信號，并生成電信號，然后利用 ARM微處理器從開銷處理芯片中提取 SDH開銷字節(jié)，得到我們需要的告警信息和相關(guān)性能信息，然后傳輸?shù)街骺刂颇K。主控制模塊接收到告警監(jiān)測模塊傳來的相應(yīng)信息之后，通過相應(yīng)的內(nèi)部模塊作進(jìn)一步的處理。它同時也提供了和外部監(jiān)控終端通信的接口。

3.1.2 智能切換控制器設(shè)計(jì)

顯然在此環(huán)節(jié)中我們應(yīng)該考慮到STM-1是一種成熟的通信技術(shù)，針對這種線路進(jìn)行備份、開關(guān)、分配、再生的技術(shù)和相關(guān)集成電路有很多。在設(shè)計(jì)自愈系統(tǒng)中我們需要做的就是選擇正確的相關(guān)集成線路，最新技術(shù)精神研發(fā)而成的光切換器，使得光切換速度只需要30ms，并且具有自動閉鎖的功能，其精確地在切換的瞬間提供電流，切斷后則自動斷電。

3.2 監(jiān)控終端網(wǎng)管平臺

監(jiān)控終端網(wǎng)管平臺通過監(jiān)測報(bào)警設(shè)施對外界和自體報(bào)警信息進(jìn)行反應(yīng)并且啟動與報(bào)警模塊相連接的自主智能切換模塊，根據(jù)報(bào)警內(nèi)容進(jìn)行自動切換動作的自主選擇，并顯示系統(tǒng)當(dāng)前的信息狀態(tài)，為人工操作提供有效的依據(jù)。同時系統(tǒng)本地信息庫為監(jiān)控終端網(wǎng)絡(luò)安全提供了重要的信息基礎(chǔ)，包括：通信模塊，數(shù)據(jù)訪問模塊，人機(jī)界面模塊以及存放著所有設(shè)備信息、日志信息和測試結(jié)果信息的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)前我國國防保障系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)中還包含有除了報(bào)警監(jiān)測和切換監(jiān)測模塊的其他設(shè)備，對這些其他設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)化管理和整合，可以提高系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全性和自愈性。同時，為了能夠及時對報(bào)警信息作出正確反應(yīng)，還應(yīng)加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)外界線路和設(shè)備的管理，這樣就能夠起到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸線路、保障信息有效傳達(dá)的目的。

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