淺析計算機通信網(wǎng)和光纖通信技術(shù)

賈偉

摘要：隨著人們生活水平的不斷提高，對于通信技術(shù)的需要也隨之提高，計算機通信網(wǎng)以及光纖通信技術(shù)的應用，大大提高了人們的通信高效性。該文則分別探討計算機通信網(wǎng)以及光纖通信技術(shù)。

關(guān)鍵詞：計算機通信網(wǎng)；光纖通信技術(shù)；通信網(wǎng)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）25-5855-02

Computer Network is Analysed and the Optical Fiber Communication Technology

JIA Wei

（PingLiang Gongye Zhongdeng Zhuangye Xuexiao， Pingliang 744000，China）

Abstract： As people living standard unceasing enhancement， to the needs of the communication technology increases， computer communication network， and the application of optical fiber communication technology， greatly improving the people's communication efficiency. This paper respectively discusses the computer network and optical fiber communication technology.

Key words：Computer communication network；Optical fiber communication technology；Communication network

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們需要更加便捷的通信方式，計算機通信網(wǎng)應運而生。計算機通信網(wǎng)的應用，進一步提高生產(chǎn)力，對人們的日常生活也產(chǎn)生了深刻的影響。而光纖通信技術(shù)的應用，使得計算機通信網(wǎng)更加的成熟和高效。在我國，3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已非常成熟，而移動通信的4G業(yè)務(wù)已在全國各主要城市發(fā)售，在不久的將來聯(lián)通、電線的4G網(wǎng)絡(luò)也將投放市場，這預示移動通信網(wǎng)將進一步完善。從中國工信部統(tǒng)計的相關(guān)數(shù)據(jù)來看，在2013年3月，我國已有1.46 億移動通信用戶，位居世界終端用戶最多的國家，既給計算機通信網(wǎng)和光纖通信技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，也是一次良好的發(fā)展機遇。

1 計算機通信網(wǎng)技術(shù)及內(nèi)容

通信網(wǎng)是一種非常復雜的系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)的核心構(gòu)件是交換、傳輸設(shè)備，系統(tǒng)的末梢連接著大量的不同地理位置不同的用戶，最終目的是實現(xiàn)信息的交換；通信是一個相對簡單的過程，這個過程只能實現(xiàn)兩點之間的信息交換。大量的通信通過交換設(shè)備的中間介質(zhì)連接在一起，形成了通信網(wǎng)。計算機網(wǎng)絡(luò)通信的主要內(nèi)容包括：

1.1 網(wǎng)絡(luò)通信形式

單工通信、半雙工通信、全雙工通信是網(wǎng)絡(luò)通信的主要形式。其中，遙控器是單工通信的代表，發(fā)送者和接受者是固定的，數(shù)據(jù)只能由發(fā)送者向接受者傳輸；對講機是半雙工通信的代表，盡管能相互傳輸，但不能同時相互傳輸；移動電話是全雙工通信的代表，數(shù)據(jù)既能雙向傳輸，又能同時傳輸，是網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展的產(chǎn)物。

1.2 網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容

1） 數(shù)據(jù)通信

利用數(shù)據(jù)通信能有效地實現(xiàn)信號的傳輸。數(shù)據(jù)通信大量應用在社會的各個領(lǐng)域，包括自動化技術(shù)、遙感技術(shù)、航空技術(shù)、軍事技術(shù)、資源探測開發(fā)等方面，并且隨著社會的發(fā)展，數(shù)據(jù)通信已逐步開始在人們的日常生活中普及開來，對人們的工作、學習、生活帶來了翻天覆地的變化。數(shù)據(jù)通信功能的實現(xiàn)離不開軟件和硬件的相互配合，主要內(nèi)容有傳輸媒體、接口、數(shù)據(jù)鏈路復用、信號傳輸、數(shù)據(jù)鏈路控制和信號編碼等。

2） 網(wǎng)絡(luò)連接

通過連接介質(zhì)，以某種方式把各種通信設(shè)備連接在一起形成一個龐大的結(jié)構(gòu)體系是為網(wǎng)絡(luò)連接。在網(wǎng)絡(luò)連接這個體系中，連接介質(zhì)、通信設(shè)備、通信技術(shù)、連接方法等各種要素相互影響、相互關(guān)聯(lián)，具有分類多功能性和協(xié)調(diào)統(tǒng)一性。不同的連接介質(zhì)其功能不同，不過都要具有可靠性，連接介質(zhì)包括雙絞線、微波、通信衛(wèi)星、電纜、載波和光纖。就當前來看，連接介質(zhì)受到材質(zhì)、技術(shù)的影響，具有一定的局限性，不過隨著社會的發(fā)展，我們可以找到更加可靠高效的介質(zhì)。

3） 協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議并不同于我們?nèi)粘Ｉ钪械目陬^協(xié)議、書面協(xié)議，它專指在通信過程中采用某種形式或方法。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以對不同體系總體結(jié)構(gòu)以及各不同層次分體結(jié)構(gòu)繼進行具體的分析和解析，已達到各體系相互連接的目的，保證結(jié)構(gòu)的開放性和融合性。作為一個分散集合體，計算機網(wǎng)絡(luò)就是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形成的，在計算機網(wǎng)絡(luò)各個末端連接著不同個體、不同位置的計算機。

4） 安全防護

計算機網(wǎng)絡(luò)是由兩個部分組成，即計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)的終端或信源就是計算機，能夠進行有效地信息傳輸和交換。計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全是在了解計算機性質(zhì)的基礎(chǔ)上采取相應的防護措施進行計算機系統(tǒng)的全面保護，具體包括硬件、應用軟件等，有效地防止非本用戶使用服務(wù)，從而更好地維護系統(tǒng)的正常運行。

在國外計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展現(xiàn)狀。較早的計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全研究是起于國外，并且具有很廣泛的應用，在上個世紀的70年代，美國就研究出了“計算機保密模型”，并且在此理論的基礎(chǔ)上又制定出了“可信計算機系統(tǒng)安全評估準則”，通過不斷地完善，終于形成了安全信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的準則。后來又發(fā)現(xiàn)了狀態(tài)機、模態(tài)邏輯以及代數(shù)工具等三種不同的分析方法，但是還存在著很多的問題。通過密碼體制終于克服了網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)密鑰管理中的一大難題，為電子商務(wù)的安全性提供了有效地保障，隨著計算機運算速度的不斷提升，各種新的密碼技術(shù)正不斷地涌現(xiàn)出來，為建設(shè)完善的計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)做出了很大的貢獻。在國內(nèi)計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展現(xiàn)狀。我國的信息網(wǎng)絡(luò)安全研究主要包括兩種，即通信保密、數(shù)據(jù)保護。在計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全研究的過程中經(jīng)歷了很多的變革，先后出現(xiàn)了防火墻、安全網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)脆弱性掃描軟件等，隨著社會的不斷發(fā)展，信息技術(shù)水平不斷地提升，安全隱患越來越多，因此要不斷地研究新的防護技術(shù)，確保信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全運行。目前我國的計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全研究正向完善安全體系結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代密碼理論、信息分析及監(jiān)控體系等方向發(fā)展，制作出具有系統(tǒng)性、完整性以及協(xié)同性的信息網(wǎng)絡(luò)安全方案。不僅僅要滿足對數(shù)據(jù)進行有效地處理和分析，而且還要加強保密體系的建設(shè)，不斷地完善通信協(xié)議和通信軟件系統(tǒng)，提升計算機內(nèi)部管理人員的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平，制定出完善的安全防護和等級鑒別方案，防止不法分子利用軟件漏洞進行犯罪活動，影響到計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

2 光纖通信技術(shù)及通信信號

2.1 光纖通信技術(shù)介紹

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，光纖通信技術(shù)正逐步應用在通信領(lǐng)域中。相對于金屬或其他電纜，光纖傳輸能力更強，數(shù)據(jù)傳輸能力不可同日而語，比如單模光纖已具有幾十GHZkm的寬帶。光纖產(chǎn)生數(shù)據(jù)具有較大的傳輸寬帶，比如散波長窗口。光纖的通信功能是通過光纖的色散特性和光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式實現(xiàn)的，不過由于終端設(shè)備的限制，光纖的優(yōu)勢并不能得到有效的發(fā)揮，在單波長光纖通信系統(tǒng)這種情況表現(xiàn)的更加明顯。而大量的實驗表明，密集波分復用技術(shù)能有效地利用光纖的寬帶優(yōu)勢，可使得2.5Gbps～10Gbps單波長光纖通信增加至100Gbps，也就是說其傳輸容量可達單波長光纖通信的數(shù)十倍。

2.2 光纖材料

光導纖維即是我們常說的光纖，主要是由玻璃或塑料制成的，光在其中通過全反射能實現(xiàn)傳導。生活中，我們常見的是玻璃制成的普通階躍型光纖。而光子晶體光纖大多是由硅的合成物摻雜一些硅晶體做成的，在晶體內(nèi)部有空氣空洞。由于石英材質(zhì)制成的光纖損耗很低，沒千米不超過0.21dB，相對于其它介質(zhì)結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生的中繼距離更遠，是目前最實用的光纖。

2.3 通信信號的衰弱和再生

1） 通訊信號的衰弱

造成通訊信號的衰弱的原因是多方面的，在通訊信號長距離傳輸?shù)倪^程中，可以采用信號放大器來降低光波能耗損失的影響，但通訊信號的衰弱是不可避免的，造成通訊信號的衰弱的原因有：瑞立散射、物質(zhì)吸收、米氏散射、連接器造成的損失，就算是性能的優(yōu)越的石英光纖，其內(nèi)部的雜質(zhì)同樣會增大可比系數(shù)，造成光波能耗損失。并且，光纖密度不均衡、接合技術(shù)不達標、光纖變形同樣會引起通訊信號的衰弱。

2） 通訊信號的再生技術(shù)

由于通訊信號的衰弱，通訊信號的再生技術(shù)應運而生，能有效地避免由于通訊信號的衰弱所產(chǎn)矛盾的進一步醞釀和發(fā)展，保證通訊傳輸暢通無阻，避免嚴重事故的發(fā)生。通訊信號的再生技術(shù)泛指所有能彌補通訊信號的衰退的技術(shù)，再生技術(shù)的發(fā)展和應用降低通訊系統(tǒng)的運行成本。比如海底光纖，在應用在再生技術(shù)之前，主要是借助中繼器來實現(xiàn)光纖傳輸，而中繼器維護成本高昂，阻礙著海底光纖的普及，而再生技術(shù)的發(fā)展很好滴解決了這個問題。

3 結(jié)束語

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，計算機通信網(wǎng)與光纖通信技術(shù)將會逐步成熟，應用更加廣泛，在不斷方便人們?nèi)粘Ｉ畹耐瑫r，還將推動我國的通信事業(yè)的進一步發(fā)展。以上本文簡要對計算機通信網(wǎng)及光纖通信技術(shù)的應用分別進行了簡要探討，關(guān)于計算機通信網(wǎng)和光纖通信技術(shù)的發(fā)展，還需要同行工作者不斷努力和探索。