計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)的思考研究

李維林

（萍鄉(xiāng)市湘東中等專業(yè)學(xué)校，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量受到了更多關(guān)注。要結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境和具體要求，踐行全過程質(zhì)量控制機(jī)制，確保通信控制效果更加規(guī)范。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要是借助網(wǎng)絡(luò)體系配合交換設(shè)備和傳輸設(shè)備建立完整的通信應(yīng)用模式，從而更好地維持系統(tǒng)終端用戶的信息傳輸效果。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信模式主要分為單工通信模式、半雙工通信模式和全雙工通信模式3 類，如表1 所示。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信利用不同的傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)不同的信息對(duì)接管理，有效維持?jǐn)?shù)據(jù)控制的科學(xué)性和規(guī)范性，并為信息通信共享管理工作的全面落實(shí)提供保障。

表1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信模式

1.1 數(shù)據(jù)通信技術(shù)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信體系中，數(shù)據(jù)通信技術(shù)是維持信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)闹攸c(diǎn)，能夠合理管控各個(gè)領(lǐng)域的信息數(shù)據(jù)，因此被廣泛應(yīng)用于資源探測(cè)、自動(dòng)化技術(shù)處理等領(lǐng)域[1]。基于數(shù)據(jù)通信技術(shù)的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)，能夠依據(jù)設(shè)定要求實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，更好地滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性傳輸控制的基本需求，為人們生產(chǎn)生活提供了極大便利。

1.2 網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)主要是借助不同介質(zhì)連接通信設(shè)備，整體網(wǎng)絡(luò)連接體系較為復(fù)雜，涉及傳輸介質(zhì)和設(shè)備等不同因素。任何因素的變化都會(huì)對(duì)最終的組合形態(tài)產(chǎn)生影響，甚至?xí)?shí)現(xiàn)不同的網(wǎng)絡(luò)連接效果。因此，需要依據(jù)計(jì)算機(jī)通信的具體要求選取合適的方案，在滿足網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)體系，確保實(shí)時(shí)性管控效果最優(yōu)化。

1.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)

應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)的過程中，基于保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的基本要求，結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的控制標(biāo)準(zhǔn)，能夠更好地調(diào)控應(yīng)用形式和應(yīng)用方法等，從而構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)傳輸運(yùn)行管理模型。

此外，基于特定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信連接規(guī)范，按照結(jié)構(gòu)形態(tài)采取不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能夠有效提高計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系控制管理的規(guī)范性。同時(shí)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)等搭建標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議模型，實(shí)現(xiàn)不同終端設(shè)備的合理性連接控制。

1.4 安全防護(hù)技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通為人們提供了很大便利，同時(shí)對(duì)信息安全提出了新的挑戰(zhàn)。要想更好地維持信息傳輸管理的標(biāo)準(zhǔn)化和安全性，就要建立更加規(guī)范可控的通信系統(tǒng)安全防護(hù)模型。因此，需要全面了解計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，利用軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn)可控化安全管理目標(biāo)，避免異常問題對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程產(chǎn)生干擾，從而為系統(tǒng)綜合控制管理提供保障[2]。

2 光纖通信技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容

光纖通信技術(shù)是應(yīng)用光纖材料打造的新型通信應(yīng)用技術(shù)模式。光纖具有較好的傳輸能力，能夠最大限度優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰退健?/p>

2.1 光纖通信技術(shù)特點(diǎn)

2.1.1 抗干擾性

光纖通信具有較好的抗磁干擾能力，能夠打造更加完整的技術(shù)應(yīng)用體系。光纖材料的主要成分是石英，能夠有效抵御外界電磁干擾，并且保證光纖通信傳輸數(shù)據(jù)信息流的穩(wěn)定性和安全性，避免外部因素對(duì)光纖通信質(zhì)量產(chǎn)生影響。它不僅能夠整合資源體系，還能維護(hù)光纖通信技術(shù)的綜合控制水平。

2.1.2 容量大、傳輸效率高且傳輸速度快

光纖通信的帶寬具有突出優(yōu)勢(shì)，能夠保證其具有超大的容量和超快的傳輸速度，從而維持良好的應(yīng)用效能，滿足通信控制的基本需求[3]。

2.1.3 良好的保密性

光纖通信具有良好的傳輸介質(zhì)材料和傳輸模式，因此不會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_等問題，增加了信息傳輸管理的安全性，能夠更好地滿足安全傳輸控制的基本需求。

此外，光纖通信技術(shù)也存在一定的局限性。受網(wǎng)絡(luò)體系終端設(shè)備等因素的影響，單波長光纖通信系統(tǒng)只有進(jìn)一步優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果和應(yīng)用效能，才能維護(hù)該技術(shù)的發(fā)展效果[4]。

2.2 光纖通信技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 相干光通信

相干光通信系統(tǒng)將光頻段直接劃分為不同的頻段內(nèi)容，充分優(yōu)化光頻段，同時(shí)保證光纖通信實(shí)現(xiàn)多信道應(yīng)用。與強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)系統(tǒng)相比，相干光纖通信系統(tǒng)在光接收機(jī)中添加外差或者零差配合的本地振蕩光源，從而維持波前匹配和偏振匹配要求的合理性，更好地滿足光電混頻控制需求，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化管理的同時(shí)，為光纖通信綜合運(yùn)行控制提供保障。相干光通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1 所示。

圖1 相干光通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1 中，fs為光源產(chǎn)生的光脈沖，利用調(diào)制器可以將電信號(hào)的信號(hào)源直接調(diào)制到光脈沖包絡(luò)體系，更好地借助長距離線路傳輸工作實(shí)現(xiàn)接收端的連接。接收端利用外差技術(shù)，應(yīng)用耦合器，將光信號(hào)和本振光源信號(hào)發(fā)送到光電檢測(cè)器，能夠維持匹配條件，實(shí)現(xiàn)混頻處理。此時(shí)，本振光源頻率為fs+fIF。信號(hào)經(jīng)過一系列操作后能實(shí)現(xiàn)放大，再通過解調(diào)器進(jìn)行集中解調(diào)，最終到達(dá)接收電路，完成整個(gè)通信過程。

相干光通信系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)是提高了信息傳輸管理的靈敏性，使用本地振蕩維持了增益的可持續(xù)性，確保對(duì)應(yīng)信息傳輸處理過程更加便捷和可控。相干光通信系統(tǒng)中，主要應(yīng)用了光源技術(shù)模塊、調(diào)制技術(shù)模塊和接收技術(shù)模塊。

借助光源技術(shù)模塊，結(jié)合實(shí)際信息傳輸管理要求，匹配信號(hào)光源和本振光源控制模式，能夠建立更加穩(wěn)定的光譜線處理機(jī)制，從而提高頻率的穩(wěn)定度。相干光通信的光調(diào)制模塊分為半導(dǎo)體激光器直接調(diào)制和光波導(dǎo)型外調(diào)制，配合直接調(diào)制要求，通過打造動(dòng)態(tài)單縱模特性的分布式反饋激光器（Distributed Feedback Laser，DFB），能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的有效調(diào)制，更好地維持頻率的穩(wěn)定性。接收技術(shù)模塊主要分為光的接收技術(shù)模塊和中頻后各種制式的解調(diào)技術(shù)模塊。例如，在頻移鍵控（Frequency Shift Keying，F(xiàn)SK）制式模塊中，由于半導(dǎo)體激光器調(diào)制過程會(huì)出現(xiàn)額外幅度的調(diào)制噪聲，借助平衡接收處理機(jī)制能夠減少噪聲問題，維護(hù)整體運(yùn)行管理的科學(xué)性和規(guī)范性。

2.2.2 光孤子通信技術(shù)

在理想狀態(tài)下，光通信研究系統(tǒng)認(rèn)定孤子脈沖具有精準(zhǔn)的形狀、寬度、功率以及能量。要想更好地發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就要有效優(yōu)化光孤子源的控制管理工作。目前，自鎖模摻鉺光孤子激光器、法布里—珀?duì)柟饫w孤子激光器、DFB 激光器/外調(diào)制孤子源等設(shè)備能夠有效開展相關(guān)控制工作，可以將孤子脈沖源集成在單個(gè)芯片結(jié)構(gòu)上。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光孤子通信系統(tǒng)呈現(xiàn)出多元優(yōu)化轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)。首先，基于標(biāo)準(zhǔn)非線性薛定諤方程和逆散射理論研究的不斷深入，結(jié)構(gòu)和特征更加合理，并構(gòu)建了光孤子傳輸特性擾動(dòng)理論方法，在研究光孤子動(dòng)力學(xué)過程的同時(shí)，深度研究穩(wěn)定性和穩(wěn)定傳輸條件等，從而全面揭示光時(shí)分復(fù)用和波分復(fù)用系統(tǒng)的規(guī)律。其次，光孤子通信系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)模型方面實(shí)現(xiàn)了突破。結(jié)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行條件以及性能要求的差異性，光孤子傳輸方案更加多樣。最后，光孤子理論體系向?qū)嵱没较虬l(fā)展的進(jìn)度在加速，利用光孤子技術(shù)優(yōu)化現(xiàn)存網(wǎng)容量、提高建網(wǎng)傳輸速率、基于孤子傳輸技術(shù)建立骨架干線擴(kuò)容升級(jí)方案等都將向著更加規(guī)范的方向發(fā)展[5]。

2.3 全光通信網(wǎng)

全光通信網(wǎng)中，信息流的傳輸和交換都將以“光”的形式產(chǎn)生，使得整體信息傳輸控制體系更加規(guī)范合理，且具有較好的靈活性和透明性。一方面，全光通信網(wǎng)能提供更大的寬帶。由于信息傳輸和交換都在光域內(nèi)實(shí)現(xiàn)，能夠充分應(yīng)用光纖傳輸容量，打造更加便捷規(guī)范的運(yùn)行管理空間，減少信息傳輸不當(dāng)或者安全受限等問題，維持綜合應(yīng)用效能。另一方面，信息傳輸實(shí)現(xiàn)了全透明。利用光路交換時(shí)，由于傳輸碼率、數(shù)據(jù)格式以及調(diào)制方式都是透明機(jī)制，將波長作為選擇的基礎(chǔ)依據(jù)，配合不同的速率和協(xié)議，能優(yōu)化信息傳輸質(zhì)量。此外，全光通信網(wǎng)具有較高的處理速度、較低的誤碼率、較好的兼容性以及良好的擴(kuò)展性能，為新節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的升級(jí)處理提供了便利[6]。

全光網(wǎng)光交叉連接設(shè)備主要是應(yīng)用光交換/光路由建立光節(jié)點(diǎn)，完成任意光纖端口的光信號(hào)傳輸，維持波長變換后信息傳輸處理的科學(xué)性和規(guī)范性。干線應(yīng)用過程中，全光網(wǎng)利用交叉點(diǎn)引入光交叉連接模式，能夠打造端對(duì)端的“虛波長”通道模式，有效維持波長變換效果，并優(yōu)化波長利用率，最大限度提高階段性信號(hào)傳輸控制的科學(xué)性。利用交叉增益調(diào)制波長變換器進(jìn)行相關(guān)工作，能夠建立完整的實(shí)時(shí)性控制模式，滿足信號(hào)向波長方向變換時(shí)的應(yīng)用要求，克服增益調(diào)制波長轉(zhuǎn)換中消光比減少的問題。

3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)

在光纖通信技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)代背景下，物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等領(lǐng)域也開始陸續(xù)使用光纖通信技術(shù)體系，在滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用要求的同時(shí)，打造互聯(lián)互通的信息交互結(jié)構(gòu)。基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，遠(yuǎn)距離通信將向著更加多元和可控的方向發(fā)展，并利用技術(shù)處理機(jī)制配合電力系統(tǒng)，共同打造完整的服務(wù)模式。例如，電力系統(tǒng)借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)，能夠打造專用通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)關(guān)聯(lián)信息數(shù)據(jù)的集中化管理，構(gòu)建更加規(guī)范可控的專用運(yùn)行平臺(tái)，不僅能夠提高作業(yè)管理水平，還能優(yōu)化服務(wù)質(zhì)量[7]。

4 結(jié) 論

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)的應(yīng)用推廣具有重要的時(shí)代價(jià)值，是維護(hù)信息互聯(lián)的關(guān)鍵，也為人們生活工作提供了極大便利。要結(jié)合技術(shù)要點(diǎn)和應(yīng)用要求落實(shí)規(guī)范化技術(shù)內(nèi)容，共同維系通信體系的安全性和信息管理的科學(xué)性，為通信事業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。