信息技術(shù)時代下的全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式研究

田起榮

（伊犁技師培訓(xùn)學(xué)院，新疆 伊犁 835000）

0 引言

在我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下,計算機、互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)全面發(fā)展,信息技術(shù)時代全面到來。隨著信息技術(shù)的持續(xù)研究,一些新型技術(shù)在各個領(lǐng)域逐步得到應(yīng)用,其中全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是比較突出的代表。 基于光纖通信技術(shù)的全光網(wǎng)絡(luò)在實際應(yīng)用中也面臨一些風(fēng)險,出于風(fēng)險管控以及促進通信資源優(yōu)化配置的目的,有必要對信息技術(shù)時代背景下的全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式開展深度的探究。

1 全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式概述

1.1 全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是一種在傳統(tǒng)光纖通信技術(shù)基礎(chǔ)上改良而來的技術(shù),在理想的技術(shù)理念下,可以實現(xiàn)在用戶和用戶之間的信號傳輸、交換中全部采用光波技術(shù)。 具體而言,傳統(tǒng)的普通光線通信系統(tǒng)中存在大量的電子轉(zhuǎn)換設(shè)備及元件,而通過對這些設(shè)備元件的改良,逐步實現(xiàn)通信信號從源節(jié)點到目的節(jié)點中的傳輸均在光域內(nèi)進行,同時網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的信號交換也是采用全光網(wǎng)絡(luò)交換的方式［1］。 經(jīng)過大量的市場應(yīng)用分析可以發(fā)現(xiàn),相對于傳統(tǒng)的光纖通信技術(shù),全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)通過波光實現(xiàn)信息傳遞的方式,具有更高的傳輸效率和穩(wěn)定性。 即全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)下的信號傳輸,由于基本上是在光域內(nèi)傳輸,所以其損耗更少,受到的干擾也更小。

1.2 全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式

由于全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在應(yīng)用方面有較多優(yōu)勢,因此目前我國通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)⒃摷夹g(shù)作為未來發(fā)展研究的重點,全光網(wǎng)絡(luò)通信模式的構(gòu)建勢在必行。 但由于我國目前在全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)研究和應(yīng)用方面處于起步階段,全光網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)的運行維護存在一定困難。 所以需要從技術(shù)和管理兩個角度,建立全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式,為該技術(shù)的應(yīng)用及進一步研究創(chuàng)造可靠的環(huán)境。 針對全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式的建立,目前我國主要有兩個方向,其一是在傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)模式下比較常見的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議；其二是針對性設(shè)計和構(gòu)建的TMN 電信網(wǎng)絡(luò)管理模式。 目前基于網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的管控模式具有較好的實用性,尤其可以適配技術(shù)過渡階段的管控。 眾所周知,電信網(wǎng)絡(luò)管理被認為是一種典型的集成化管理,主要是對通信資源進行優(yōu)化配置,并形成標準化管理機制［2］。 從該特征來看,網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的時效性優(yōu)勢可以被充分發(fā)揮,尤其在提升擴展性能之后,可以在路由器、ATM 交換機中實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的快速傳輸。

就目前我國通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展階段來看,基于網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的管控模式更加適用。 尤其是在對相關(guān)標準進行嚴格劃分之后,有助于促進全光網(wǎng)絡(luò)自檢、自愈能力的有效實現(xiàn)。 在實際使用中,通過采用網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的管控方法,可以更好地滿足用戶關(guān)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置、網(wǎng)絡(luò)計費、網(wǎng)絡(luò)回測、網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測等方面的管理標準劃分,實現(xiàn)對通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的全覆蓋、精細化管理［3］。

2 全光網(wǎng)絡(luò)通信的管理規(guī)范

作為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進一步發(fā)展的大趨勢,關(guān)于全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究工作引起了廣泛關(guān)注。 如前文所述,全光網(wǎng)絡(luò)通信是建立在波分復(fù)用技術(shù)的基礎(chǔ)上的,這說明全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是未來高速寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)。 在全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)研究中,確保網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性是重中之重,而實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自檢、自愈及自我成長能力是凸顯全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)優(yōu)越性的關(guān)鍵。 在對全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進行深入研究的過程中,除了對信息傳播的高效性、快捷性進行把控以外,還要利用波長控制路由配置,來發(fā)展更高水平的網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)。 為此,需要組建具有更強重組功能的全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。

首先,需要注重對全光網(wǎng)絡(luò)通信模式下網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范標準的選擇。 目前,行業(yè)內(nèi)通行的標準有簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(Simple Network Management Protocol,SNMP ) 和電信網(wǎng)絡(luò)管理 ( Telecommunication Management Network,TMN)兩種。 全光網(wǎng)絡(luò)通信背景下,這兩種管理規(guī)范的應(yīng)用各有利弊。 正常情況下,電信網(wǎng)絡(luò)管理是一種典型的集成化管理機制,其本身需要具有良好的資源描述能力、信息儲備能力,關(guān)于標準化的界定,也需要做到標準且規(guī)范。 與這類標準化機制不同的是,簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的應(yīng)用更注重效率和質(zhì)量,一般可以通過開發(fā)更高性能的擴展能力,同時在ATM 交換機及路由器配置中進行優(yōu)化應(yīng)用。 在全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)背景下,需要科學(xué)應(yīng)用這兩種管理規(guī)范,進而實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化配置、網(wǎng)絡(luò)計費以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測等方面的有效管理。

3 信息技術(shù)時代下全光網(wǎng)絡(luò)通信的管控思路及實現(xiàn)策略

3.1 基本思路

針對全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式的構(gòu)建和應(yīng)用,目前比較成熟的理念是對全網(wǎng)進行精細化管理。 為實現(xiàn)該管理機制,業(yè)界引入了光層的技術(shù)概念,即通過對光層的劃分,實現(xiàn)對全網(wǎng)的全覆蓋、精細化管理。 在全網(wǎng)光層內(nèi),光信號是交叉連接且被放大的模擬信號,過程中沒有處理數(shù)字信號。 為此,需要利用信息技術(shù),在光層中加入管理信息,進而有效控制光層。 顯然,管理信息模塊的加入,可以在精細化管理的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自動化監(jiān)測,提升其自檢、自愈能力,提升整個系統(tǒng)的安全性［4］。

3.2 模式功能劃分

在信息化背景下,結(jié)合實際管理應(yīng)用需求,全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模塊可以主要劃分為以下幾個功能域。

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)配置管理

在全光網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境下,根據(jù)設(shè)定的標準或?qū)嶋H通信情況,對通信資源機械優(yōu)化配置,在滿足各個用戶需求的基礎(chǔ)上,提升網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體驗。 具體而言,在設(shè)計配置該模塊時,要注重對編號節(jié)點的科學(xué)設(shè)置,優(yōu)化配置名稱、狀態(tài)、類型等節(jié)點信息,同時還要對泵浦功能、偏流、偏壓等參數(shù)閾值進行配置,另外對可調(diào)衰減器VCB 參考功率的配置也很重要。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)性能管理

結(jié)合全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的硬件性能和軟件荷載限值,通過對反映系統(tǒng)負荷狀態(tài)信息的實時監(jiān)測分析,自動優(yōu)化通信分配模式,提高系統(tǒng)性能。 在網(wǎng)絡(luò)性能管理功能模塊方面,通常強調(diào)對光層傳輸性能的控制,其關(guān)鍵在于對光譜掃描鍵盤采集到的信息進行實時分析。

3.2.3 網(wǎng)絡(luò)故障管理

網(wǎng)絡(luò)故障管理即利用傳感器及信息技術(shù),對網(wǎng)絡(luò)運行狀況進行實時監(jiān)測,通過數(shù)據(jù)分析預(yù)測故障風(fēng)險,或通過直接的故障警報進行及時的故障干預(yù)。 比如,通過對光譜功率、波長等信息的分析,可以判斷系統(tǒng)發(fā)生故障的概率,及時進行干預(yù),或制定相應(yīng)的應(yīng)急措施。 在信息技術(shù)進一步發(fā)展的背景下,全光網(wǎng)絡(luò)管控模塊中的故障管理可以實現(xiàn)智能化管理,即通過智能故障診斷,兼顧故障風(fēng)險預(yù)測、故障緊急處理、系統(tǒng)輔助優(yōu)化等功能［5］。

3.2.4 網(wǎng)絡(luò)安全管理

網(wǎng)絡(luò)安全管理即通過信息化安全管理技術(shù),對全網(wǎng)安全風(fēng)險進行識別,杜絕網(wǎng)絡(luò)干擾、網(wǎng)絡(luò)入侵等情況,維持網(wǎng)絡(luò)安全。 雖然全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)模式減少了部分硬件的應(yīng)用,相應(yīng)的安全風(fēng)險得到降低,但是部分單位可能因此而減少了對系統(tǒng)、設(shè)施的安全監(jiān)控,過多信任自動化安全監(jiān)測模塊,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對一些新型攻擊手段無法做到有效預(yù)防。 所以,全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模塊的設(shè)計、建立,很長一段時間內(nèi)都要采取智能診斷和人工監(jiān)測相結(jié)合的模式,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。

3.2.5 網(wǎng)絡(luò)計費管理

計費管理是現(xiàn)代市場經(jīng)濟環(huán)境下通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ),基于信息化技術(shù)實現(xiàn)對用戶用網(wǎng)情況的實時記錄,自動計算并生成賬單,結(jié)合用戶端的線上付費、自動付費系統(tǒng),在保證付費規(guī)范的基礎(chǔ)上,提升用戶體驗［6］。

3.3 管控功能的實現(xiàn)

目前,我國對全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式的設(shè)計、構(gòu)建和實施應(yīng)用研究比較深入,分布式網(wǎng)絡(luò)管理機制已投入實踐,該管理機制主要是在傳統(tǒng)集中式管理模式的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,其關(guān)鍵在于對各類信息的實時采集、分析,并自動發(fā)布指令。 首先,基于分布式管理機制的全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式規(guī)避了網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)而產(chǎn)生的過高延遲問題,同時也可以適應(yīng)未來智能化管理的技術(shù)要求。 其次,當前技術(shù)條件下,一般可以將集中式和分布式管理機制有效結(jié)合起來,以滿足不同網(wǎng)絡(luò)條件、設(shè)施基礎(chǔ)下的精細化工管理需求。 另外,可以通過光控信道的應(yīng)用對時間、流量進行優(yōu)化配置。 最后,可以在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點監(jiān)控盤中應(yīng)用智能化技術(shù),強化管理者對節(jié)點狀態(tài)的監(jiān)控和管理,促進全光網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境下各個節(jié)點的互通互聯(lián),在滿足全光網(wǎng)絡(luò)通信需求的同時,便于實現(xiàn)智能管理。

4 全光網(wǎng)絡(luò)通信管控問題的解決措施——以安全管理為例

任何時代的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用及管理、安全都是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。 雖然全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)用及優(yōu)化配置方面有極大的提升,但是在技術(shù)過渡階段及當前技術(shù)背景下,針對安全管理方面的研究依然不可或缺。 整體而言,全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)安全管理方面存在以下幾個問題。

4.1 全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)安全管理存在的問題

4.1.1 物理特性缺陷

眾所周知,全光網(wǎng)絡(luò)通信是以光作為傳輸載體的,所以其在實現(xiàn)信息傳輸時不會受到電磁干擾。 為此,傳統(tǒng)理念認為該種通信模式是絕對安全的。 但是隨著全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究和應(yīng)用不斷加深,人們發(fā)現(xiàn)如果光纖材料本身在生產(chǎn)或使用中出現(xiàn)缺陷,很容易因光輻射而造成信息損壞或泄露。 同時,在大功率遠距離傳輸時,光纖材料還會出現(xiàn)一些非線性特性,造成不同波長的光產(chǎn)生交互感應(yīng),這種感應(yīng)也可能被信息竊取者利用。

4.1.2 惡意攻擊

全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中會大量使用信號放大器,其中又以摻餌光纖放大器為主。 在該裝置運行中,如果輸入的光信號功率較小,放大器的增益是基本不會出現(xiàn)變化的,而輸入功率繼續(xù)增加,增益則會呈現(xiàn)快速下降的趨勢。 即如果輸入的波長信號功率存在較大差異,其中強信號會引起增益譜的快速下降,造成強信號越來越強,而弱信號進一步變?nèi)酢?基于該特性,惡意攻擊者可以通過放大鏈路或在用戶端加入大功率攻擊信號,引起全光網(wǎng)絡(luò)通信荷載大幅度提升,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

4.2 全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)安全管理思路

4.2.1 強化硬件基礎(chǔ)質(zhì)量

顯然,為了保證全光網(wǎng)絡(luò)通信的通信質(zhì)量,對基礎(chǔ)硬件質(zhì)量的把控尤為重要。 首先,需要強化光纖材料質(zhì)量管理,通過原材料、工藝優(yōu)化,全面保證其質(zhì)量,避免存在物理缺損。 其次,要對光線安裝工藝進行優(yōu)化,通過優(yōu)化固定、防護裝置,結(jié)合高質(zhì)量的安裝質(zhì)量管理,避免安裝中損傷光線。 最后,要加強對安裝投入運行的硬件設(shè)施的保護,結(jié)合常態(tài)化的巡檢,及時發(fā)現(xiàn)故障,做好檢修和保養(yǎng)。

4.2.2 升級加密技術(shù)

為了有效防止全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)受到惡意攻擊,要對加密技術(shù)進行升級優(yōu)化。 其中,光包加密是一種被看好的技術(shù)。 光包加密即光靜載荷加密,在該條件下,即使惡意攻擊者通過傳播信道截取了光包,但是面對加密了的光包,也無法破解其中的信息。 通常情況下,在全光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中應(yīng)用光包加密技術(shù),可以科學(xué)結(jié)合共鑰和私鑰兩種形式,進一步提升加密等級。

5 結(jié)語

綜上所述,現(xiàn)代社會快速發(fā)展,信息化技術(shù)給人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大的影響。 在該背景下,全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展成為信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的整體趨勢。 為此,全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模式的構(gòu)建,需要在傳統(tǒng)集中式管理模式的基礎(chǔ)上,科學(xué)結(jié)合分布式管理機制,結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)、智能技術(shù)的應(yīng)用,實現(xiàn)全覆蓋、精細化的人機結(jié)合管理體系。 在該體系下,要注重對信息技術(shù)的進一步應(yīng)用,確保全光網(wǎng)絡(luò)通信管控模塊中的網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)性能、網(wǎng)絡(luò)故障、網(wǎng)絡(luò)安全及網(wǎng)絡(luò)計費服務(wù)等環(huán)節(jié)都能夠得到有效管理,為通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。