信息技术时代下的全光网络通信管控模式研究

田起荣

（伊犁技师培训学院，新疆 伊犁 835000）

0 引言

在我国社会经济快速发展的背景下,计算机、互联网、通信网络技术全面发展,信息技术时代全面到来。随着信息技术的持续研究,一些新型技术在各个领域逐步得到应用,其中全光网络通信技术是比较突出的代表。 基于光纤通信技术的全光网络在实际应用中也面临一些风险,出于风险管控以及促进通信资源优化配置的目的,有必要对信息技术时代背景下的全光网络通信管控模式开展深度的探究。

1 全光网络通信管控模式概述

1.1 全光网络通信技术

全光网络通信技术是一种在传统光纤通信技术基础上改良而来的技术,在理想的技术理念下,可以实现在用户和用户之间的信号传输、交换中全部采用光波技术。 具体而言,传统的普通光线通信系统中存在大量的电子转换设备及元件,而通过对这些设备元件的改良,逐步实现通信信号从源节点到目的节点中的传输均在光域内进行,同时网络节点间的信号交换也是采用全光网络交换的方式［1］。 经过大量的市场应用分析可以发现,相对于传统的光纤通信技术,全光网络通信技术通过波光实现信息传递的方式,具有更高的传输效率和稳定性。 即全光网络通信技术下的信号传输,由于基本上是在光域内传输,所以其损耗更少,受到的干扰也更小。

1.2 全光网络通信管控模式

由于全光网络通信技术在应用方面有较多优势,因此目前我国通信网络领域将该技术作为未来发展研究的重点,全光网络通信模式的构建势在必行。 但由于我国目前在全光网络通信技术研究和应用方面处于起步阶段,全光网络通信网络的运行维护存在一定困难。 所以需要从技术和管理两个角度,建立全光网络通信管控模式,为该技术的应用及进一步研究创造可靠的环境。 针对全光网络通信管控模式的建立,目前我国主要有两个方向,其一是在传统通信网络模式下比较常见的网络管理协议；其二是针对性设计和构建的TMN 电信网络管理模式。 目前基于网络管理协议的管控模式具有较好的实用性,尤其可以适配技术过渡阶段的管控。 众所周知,电信网络管理被认为是一种典型的集成化管理,主要是对通信资源进行优化配置,并形成标准化管理机制［2］。 从该特征来看,网络管理协议的时效性优势可以被充分发挥,尤其在提升扩展性能之后,可以在路由器、ATM 交换机中实现信号数据的快速传输。

就目前我国通信网络技术的发展阶段来看,基于网络管理协议的管控模式更加适用。 尤其是在对相关标准进行严格划分之后,有助于促进全光网络自检、自愈能力的有效实现。 在实际使用中,通过采用网络管理协议的管控方法,可以更好地满足用户关于网络系统配置、网络计费、网络回测、网络故障监测等方面的管理标准划分,实现对通信网络系统的全覆盖、精细化管理［3］。

2 全光网络通信的管理规范

作为现代通信网络技术进一步发展的大趋势,关于全光网络通信技术的研究工作引起了广泛关注。 如前文所述,全光网络通信是建立在波分复用技术的基础上的,这说明全光网络通信技术是未来高速宽带网络系统建设的基础。 在全光网络通信技术研究中,确保网络通信系统运行的稳定性和可靠性是重中之重,而实现通信网络系统自检、自愈及自我成长能力是凸显全光网络通信技术优越性的关键。 在对全光网络通信技术进行深入研究的过程中,除了对信息传播的高效性、快捷性进行把控以外,还要利用波长控制路由配置,来发展更高水平的网络通信业务。 为此,需要组建具有更强重组功能的全光网络通信系统。

首先,需要注重对全光网络通信模式下网络管理规范标准的选择。 目前,行业内通行的标准有简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol,SNMP ) 和电信网络管理 ( Telecommunication Management Network,TMN)两种。 全光网络通信背景下,这两种管理规范的应用各有利弊。 正常情况下,电信网络管理是一种典型的集成化管理机制,其本身需要具有良好的资源描述能力、信息储备能力,关于标准化的界定,也需要做到标准且规范。 与这类标准化机制不同的是,简单网络管理协议的应用更注重效率和质量,一般可以通过开发更高性能的扩展能力,同时在ATM 交换机及路由器配置中进行优化应用。 在全光网络通信系统背景下,需要科学应用这两种管理规范,进而实现对网络系统优化配置、网络计费以及网络监测等方面的有效管理。

3 信息技术时代下全光网络通信的管控思路及实现策略

3.1 基本思路

针对全光网络通信管控模式的构建和应用,目前比较成熟的理念是对全网进行精细化管理。 为实现该管理机制,业界引入了光层的技术概念,即通过对光层的划分,实现对全网的全覆盖、精细化管理。 在全网光层内,光信号是交叉连接且被放大的模拟信号,过程中没有处理数字信号。 为此,需要利用信息技术,在光层中加入管理信息,进而有效控制光层。 显然,管理信息模块的加入,可以在精细化管理的基础上,实现对网络系统的自动化监测,提升其自检、自愈能力,提升整个系统的安全性［4］。

3.2 模式功能划分

在信息化背景下,结合实际管理应用需求,全光网络通信管控模块可以主要划分为以下几个功能域。

3.2.1 网络配置管理

在全光网络通信环境下,根据设定的标准或实际通信情况,对通信资源机械优化配置,在满足各个用户需求的基础上,提升网络应用体验。 具体而言,在设计配置该模块时,要注重对编号节点的科学设置,优化配置名称、状态、类型等节点信息,同时还要对泵浦功能、偏流、偏压等参数阈值进行配置,另外对可调衰减器VCB 参考功率的配置也很重要。

3.2.2 网络性能管理

结合全光网络通信系统的硬件性能和软件荷载限值,通过对反映系统负荷状态信息的实时监测分析,自动优化通信分配模式,提高系统性能。 在网络性能管理功能模块方面,通常强调对光层传输性能的控制,其关键在于对光谱扫描键盘采集到的信息进行实时分析。

3.2.3 网络故障管理

网络故障管理即利用传感器及信息技术,对网络运行状况进行实时监测,通过数据分析预测故障风险,或通过直接的故障警报进行及时的故障干预。 比如,通过对光谱功率、波长等信息的分析,可以判断系统发生故障的概率,及时进行干预,或制定相应的应急措施。 在信息技术进一步发展的背景下,全光网络管控模块中的故障管理可以实现智能化管理,即通过智能故障诊断,兼顾故障风险预测、故障紧急处理、系统辅助优化等功能［5］。

3.2.4 网络安全管理

网络安全管理即通过信息化安全管理技术,对全网安全风险进行识别,杜绝网络干扰、网络入侵等情况,维持网络安全。 虽然全光网络通信系统模式减少了部分硬件的应用,相应的安全风险得到降低,但是部分单位可能因此而减少了对系统、设施的安全监控,过多信任自动化安全监测模块,导致网络系统对一些新型攻击手段无法做到有效预防。 所以,全光网络通信管控模块的设计、建立,很长一段时间内都要采取智能诊断和人工监测相结合的模式,充分发挥各自的优势。

3.2.5 网络计费管理

计费管理是现代市场经济环境下通信网络领域发展的基础,基于信息化技术实现对用户用网情况的实时记录,自动计算并生成账单,结合用户端的线上付费、自动付费系统,在保证付费规范的基础上,提升用户体验［6］。

3.3 管控功能的实现

目前,我国对全光网络通信管控模式的设计、构建和实施应用研究比较深入,分布式网络管理机制已投入实践,该管理机制主要是在传统集中式管理模式的基础上发展而来的,其关键在于对各类信息的实时采集、分析,并自动发布指令。 首先,基于分布式管理机制的全光网络通信管控模式规避了网络响应而产生的过高延迟问题,同时也可以适应未来智能化管理的技术要求。 其次,当前技术条件下,一般可以将集中式和分布式管理机制有效结合起来,以满足不同网络条件、设施基础下的精细化工管理需求。 另外,可以通过光控信道的应用对时间、流量进行优化配置。 最后,可以在网络节点监控盘中应用智能化技术,强化管理者对节点状态的监控和管理,促进全光网络通信环境下各个节点的互通互联,在满足全光网络通信需求的同时,便于实现智能管理。

4 全光网络通信管控问题的解决措施——以安全管理为例

任何时代的通信网络技术应用及管理、安全都是至关重要的环节。 虽然全光网络通信技术在网络资源应用及优化配置方面有极大的提升,但是在技术过渡阶段及当前技术背景下,针对安全管理方面的研究依然不可或缺。 整体而言,全光网络通信系统安全管理方面存在以下几个问题。

4.1 全光网络通信系统安全管理存在的问题

4.1.1 物理特性缺陷

众所周知,全光网络通信是以光作为传输载体的,所以其在实现信息传输时不会受到电磁干扰。 为此,传统理念认为该种通信模式是绝对安全的。 但是随着全光网络通信技术的研究和应用不断加深,人们发现如果光纤材料本身在生产或使用中出现缺陷,很容易因光辐射而造成信息损坏或泄露。 同时,在大功率远距离传输时,光纤材料还会出现一些非线性特性,造成不同波长的光产生交互感应,这种感应也可能被信息窃取者利用。

4.1.2 恶意攻击

全光网络通信系统中会大量使用信号放大器,其中又以掺饵光纤放大器为主。 在该装置运行中,如果输入的光信号功率较小,放大器的增益是基本不会出现变化的,而输入功率继续增加,增益则会呈现快速下降的趋势。 即如果输入的波长信号功率存在较大差异,其中强信号会引起增益谱的快速下降,造成强信号越来越强,而弱信号进一步变弱。 基于该特性,恶意攻击者可以通过放大链路或在用户端加入大功率攻击信号,引起全光网络通信荷载大幅度提升,导致网络瘫痪。

4.2 全光网络通信系统安全管理思路

4.2.1 强化硬件基础质量

显然,为了保证全光网络通信的通信质量,对基础硬件质量的把控尤为重要。 首先,需要强化光纤材料质量管理,通过原材料、工艺优化,全面保证其质量,避免存在物理缺损。 其次,要对光线安装工艺进行优化,通过优化固定、防护装置,结合高质量的安装质量管理,避免安装中损伤光线。 最后,要加强对安装投入运行的硬件设施的保护,结合常态化的巡检,及时发现故障,做好检修和保养。

4.2.2 升级加密技术

为了有效防止全光网络通信系统受到恶意攻击,要对加密技术进行升级优化。 其中,光包加密是一种被看好的技术。 光包加密即光静载荷加密,在该条件下,即使恶意攻击者通过传播信道截取了光包,但是面对加密了的光包,也无法破解其中的信息。 通常情况下,在全光网络通信系统中应用光包加密技术,可以科学结合共钥和私钥两种形式,进一步提升加密等级。

5 结语

综上所述,现代社会快速发展,信息化技术给人们的生产生活产生了巨大的影响。 在该背景下,全光网络通信技术的应用和发展成为信息网络领域的整体趋势。 为此,全光网络通信管控模式的构建,需要在传统集中式管理模式的基础上,科学结合分布式管理机制,结合现代信息技术、智能技术的应用,实现全覆盖、精细化的人机结合管理体系。 在该体系下,要注重对信息技术的进一步应用,确保全光网络通信管控模块中的网络配置、网络性能、网络故障、网络安全及网络计费服务等环节都能够得到有效管理,为通信网络技术的进一步发展奠定基础。