1.4.1 网络生存性的概念与意义

所谓网络生存性就是指网络在经受网络失效和设备失效期间仍能维持可接受的业务质量等级的能力。目前，网络生存性以及对故障的保护和恢复问题，在提高宽带光网络互连性能方面越来越引起人们的关注。随着科学和技术的发展，现代社会对通信的依赖性越来越大，而另外，通信的容量与故障的影响面也越来越大。据美国明尼苏达大学的研究结果估计，通信中断1小时可以使保险公司损失2万美元，使航空公司损失250万美元，使投资银行损失600万美元；如果通信中断两天则足以让银行倒闭。可见通信网络的生存性已成为现代网络优化设计的至关重要的衡量指标，也成为市场开放环境下网络运营商和业务提供者在争夺用户时重要的竞争焦点。

衡量网络生存性的主要参数有：故障发生次数、故障持续时间、会影响多少个用户以及每次网络故障对用户通信的影响有多少用户分钟（定义为受影响的用户不能通信的分钟数）。

光纤断裂是光纤通信网络中的一个最主要的网络故障。当使用WDM技术时，光缆上将承载十分巨大的业务量，这时一旦光纤或光缆发生故障，则造成的损失就非常严重。现在商用化的光纤传输系统在单根光纤上可提供8个波长信道或更多波长信道的复用，而每个单信道速率可达100Gbps，就是说在这样的波分复用系统中单根光纤上的总传输容量将超过80Gbps。如果按平常的每根光缆包含100根光纤计算，则一根光缆断裂就会造成几个Tbps的信息丢失。最常见的电信网络故障形式是被埋藏的光缆遭到意外破坏。虽然架空的光缆也会受到破坏，但遭破坏的概率远远小于敷设的光缆。建筑施工、闪电、啮齿动物咬光缆、火灾、火车出轨、有意破坏、汽车冲撞及人为错误等因素都可造成光缆断裂。地下电信用光缆经常遭受破坏的另一个主要原因是铺设的光纤与其他公共传输媒体，如自来水管道、天然气管道、有线电视网等共用同一通道。

虽然网络节点故障是第二大网络故障源，但在实际中，网络节点故障对用户造成的影响却远远超过光缆断裂的破坏力。例如，当交换机发生故障，则所有与之相连的通信连接均会遭到破坏。自然现象（地震、洪水、火灾）、人为错误和硬件老化都会引起节点故障。这里列举一些著名的引起网络损害的设备毁坏的例子：纽约电信交换局在1987年遭到毁坏；同年在达拉斯的AT&T交换计算机陷于瘫痪；1988年的一场大火毁坏了美国的伊利诺斯州贝尔实验室的交换局；1988年的伊利诺斯火灾被列为美国电信史上最具破坏力的一次，因为它恰逢当年的母亲节，且花费了数月的时间才得以完全恢复。这三场火灾导致了电信公司数百万美元的损失，以及由此带来的为赔偿用户所造成的税收损失，同时还直接影响了顾客对其服务水平的信任度。

造成网络故障的因素概括起来主要有：

● 随着光电子元器件以及大规模集成电路技术的进步，网络所支持的业务量越来越大，性能不断完善，设备的集成度越来越高，使得主要功能和容量集中在更少的节点和线路上，单个节点或链路的失效将波及相当大的范围。

● 作为传输媒介，大容量光纤比电缆更容易受人为事故以及自然灾害的损坏。据Bellcore报告，在网络故障中光纤切断是最主要的系统故障。在美国，实用光纤网络中光缆的可用度为96.5%，而无线网络的可用度为99.985%。一根48芯光缆的毁坏将影响几百万甚至上千万个话路。

● 软件在给电信网络带来智能化和灵活性的同时，也给系统带来整体崩溃的可能性。而且软件测试的不可遍历性，尽管使这种情况出现的概率较小，但是无法从根本上避免。

● 自然灾害（如地震、洪水、火灾、暴风雪）以及人为因素（盗窃和挖掘导致光缆断裂和交换局破坏）。

人类社会对通信的依赖性越来越大，通信中断所带来的经济损失和所造成的社会影响就越严重。因此为了实现信息的安全传送，对于电信运营商而言，提供全程全网的生存性是绝对必要的。