计算机网络通信技术和光纤通信技术分析

贾永兵,张文超,郑红斌,王 笑,刘 念,刘 杰

(西安应用光学研究所 陕西 西安 710065)

0 引言

计算机通信网络具有复杂性、专业程度较高的特点。其由交换设备以及传输设备构成,其中各项设备的实施应用,可以促进通信网络处于畅通运行状态,还可以最大限度减少运营成本,体现出智能化网络系统的使用价值。计算机通信网络是各个行业中信息数据进行传输最为主要的手段,其中光纤通信技术是更为典型化的信息技术。

1 计算机通信和网络技术的基本功能和架构

1.1 计算机通信和网络技术的基本功能

1.1.1 数据通信

数据通信是计算机通信和网络最为基础的一项功能,能够实现图书、文件以及新消息等相关信息数据在计算机和终端设备之间传输,并且通过计算机通信与网络自身所具有的数据通信功能,促进人们在网络上享有远程教育以及收发电子邮件等基本的现代化信息服务,而且还可以实现不同区域以及不同部门之间的网络信息联动,对相关数据进行统一化管理[1]。

1.1.2 资源共享

随着互联网的发展,计算机系统不仅可以储备很多资源,还可以共享计算机信息网络资源。同时,通过资源共享能有效提升计算机软硬件资源的利用率,还能有效避免因为重复购买资源而增加成本。比如计算机通信网络的共享性通信线路以及数据库和绘图仪等相应资源,能够有效地加强计算机处理资源的能力,还能够更好地为人们工作以及生活提供海量信息资源和信息服务。

1.1.3 分布式处理

计算机通信网络通过分布式处理基本形式,将多台计算机连接,创建出十分高效的计算机网络运行系统,提升计算机处理信息的能力,并且可以完成十分复杂的工作任务,增强网络通信的应用性。在计算机分布式处理时,每一台计算机不仅要承担自身的任务,还要帮助工作人员完成一些额外的任务[2]。当其中一台计算机因为任务比较多而降低运行效率时,网络就会自动将部分相关任务分配到其他空闲的计算机,展开新一轮处理。可见分布式处理可以平衡每一台计算机自身的运行荷载,充分利用计算机网络信息资源,提升计算机处理工作问题的能力。

1.2 计算机通信和网络技术的基本架构

1.2.1 数据感知层

数据感知层属于计算机网络结构中的神经末梢。针对传感器等相应设备,进行实时跟踪,可以了解计算机通信网络情况、通信网络环境等相关信息。针对网络展开全面检测,能够完成对于数据的感知和细化。感知层包含的数据,主要来源为内部信息以及第三方信息。网络通信端数据主要是针对计算机网络的实时感知,并对总线信息进行读取、获取到相应信息。道路端数据信息主要是利用网络环境进行感知,比如网络通信信号的状态、网络安全程度等,能够收集到更为全面的信息。第三方信息是指在设备和第三方应用之间来获得更为全面的信息数据,并调度网络信息资源的相关工作内容等[3]。

1.2.2 网络传输层

网络传输层属于技术设施层和平台应用层之间进行连接的管理通道,一是将基础设施结构方面的数据上传,使得数据可以在平台层上搜集;二是依照不同需求所提供的隔离网络资源,在用户与计算机网络的关联之间能够真正实现信息方面的共享。通信网络属于信息数据进行传输的主要通道,具有带宽大、时延率低以及可靠性较高等优势。

1.2.3 平台应用层

平台应用层属于计算机网络应用管理工作以及营运单元,能有效实现计算机网络通信安全管理的预警,为计算机网络用户提供更为全面的信息数据,以及信息查询、信息订阅等多方面服务。而且能够通过云计算平台,服务包含政府职能管理部门,数据传输以及信息服务等在内的多种类型用户,实现云端以及终端相应设备的科学协调和控制。

2 光纤通信技术

2.1 光纤通信技术的优点和缺点

光纤通信技术属于十分关键的通信应用技术,其中光纤是较为重要的应用材料,主要是因为光纤材料传输性更强,具有十分强大的数据传输能力。光纤通信网络的传输方案见图1。

图1 光纤通信网络的传输方案示意图

2.1.1 光纤通信技术主要优点

第一,对外界因素抗干扰能力很强。光纤通信技术对磁干扰方面影响的抵御能力十分强大,可以有效提升信号强度。光纤所用的材料一般为石英,石英可以有效隔绝外界的干扰,避免外界因素对于光纤通信传输的影响[4]。另外,应用光纤通信技术还可以进一步将电缆等方面的干扰进行降低或隔绝。第二,容量较大,传输速度快。这项技术数据信息的存储量较大,信息传输的速度更为迅速。第三,具有良好的保密性。光纤通信技术具有良好的保密性能,由于光纤通信在实际展开信息数据传输时,不会被外界各项因素所干扰,因此数据信息在传输过程中可以受到很好的保护,避免丢失。

2.1.2 光纤通信技术存在的缺点

光纤通信技术在应用时也有很多局限,主要是在外界网络运行体系中的终端所干扰,实际在单波更长的网络传输系统中,其缺点展现得更加突出。因此,要科学加强有关工作的试验以及分析,解决产生的信息传输问题,促进这项技术的有效运用[5]。

2.2 光纤通信材料

光纤的材料是石英,在实际应用中消耗率较低,而且传输距离远。光子晶体纤维主要构成材料为硅晶体,是晶体结构,这种材料最为典型的结构特点是内部包含很多空气气孔,光子晶体优良的特性使其在光电子领域有着巨大的应用潜力。

2.3 光纤通信技术应用的意义以及分类

随着计算机在人们工作以及生活中广泛应用,用户对于网络通信技术运行与传输效率有了更高要求。在实际应用中,由于通信网络连接到的设备类型以及数量出现进一步增加,所以要对其实施科学优化,使网络系统变得更为完善,依照光纤通信传输技术实际应用和环境,来提升其性能[6]。比如,光纤通信技术应用在军事方面时,要加强对信息容量以及信息保密性工作。运用光纤接入技术可以帮助计算机网络速度进一步加快,将计算机网络传输宽带有效拓展,保证网络运行稳定,避免出现相应故障,使用户真正提升其体验感与使用效率。目前,我国光纤通信传输技术包含单纤传输和双纤传输两种基本类型。其中单纤传输技术在实施信号传输的过程中,由于是在一根光纤内部完成,所以需要对其实施特殊化调波处理,而双纤传输技术在使用过程中,要在不同光纤材料内进行工作。很明显,单纤传输所用的光纤材料更少,能节省很多光纤资源,降低成本,但要提升其应用性能,保证信号传输具有稳定性与安全性。

2.4 光纤通信技术实际应用

光纤通信技术可以应用在多个行业,比如在物联网以及云计算等。光纤通信技术具备辅助电力系统的主要作用,当前,电力系统已经掌握了应用光纤通信技术的技能,并且逐渐创建出更为完善的专用型工作通信网络[7]。另外,光纤通信技术应用在广播领域中可以避免信息数据出现泄漏,使信息数据在传播过程中更为稳定,从而促进广播电视行业进一步发展。光纤通信技术的应用如图2所示。

图2 光纤通信技术的应用示意图

2.5 光纤通信信号的衰弱以及再生

如果信号传输距离较远,会出现信号衰弱的问题,因此,解决该问题是光纤通信重要的工作内容。在出现信号传输不稳定时,通过信号放大器来进一步解决信号问题,这样可以加强光波传输信号,避免在信息数据实际传输过程中存在速度慢、信号弱的情况。通信信号衰弱和其实际介质材料以及通信环境等多个方面相关[8]。将石英光纤作为主要案例进行分析,石英光纤具有良好的信号传输基本性能,但存有不同含量的杂质,这些杂质会直接对光纤信号传输造成影响,而且在使用时会出现相应变形,导致信号传输的稳定性受到影响。另外,光纤材料连接处出现问题,也会导致信号不稳定性。为了有效解决信号减弱的棘手问题,技术人员可以通过信号再生技术,保证光纤通信信号处于正常传输状态,有效阻止信号传输事故出现扩大。

3 光纤通信技术未来需要完成的相关事项

3.1 创建出统一管理标准

目前,光纤通信技术的标准协议还不太完善,使得网络控制中心以及工作人员之间的沟通无法正常开展。为了改善现状,创建出更为完善的管理标准,需要设立科学管理目标:第一,需要对不同管理区域以及行业的发展现状实施深入了解与分析,进行数据调查和对比,将相关部门所创建出的有关管理条例展开比较,分析出社会经济发展现状以及科学技术实力,进而规划统筹出与我国社会环境更为适合的光纤通信技术标准化协议。第二,针对专业工作人员展开科学训练,保证每个岗位上的工作人员可以依照工作基本流程实施,无线网络以及通信技术等异构网络进行科学整合,进而将数据以及信息有效关联,提供技术和资金方面支持,促进信息的高效应用与处理[9]。

3.2 加大对技术的研究力度

光纤通信技术的提升,进而产生信息数据的多样化,针对信息数据实施科学处理、接纳及转变,相应的部门也会提出更高要求。需要对光纤通信技术进行数据搜集、处理,才能有效、科学地对技术进行合理运用,使信息承载量获得提升,进而提升通信高效性[10]。

3.3 保证信息传递的安全性

针对通信技术展开有效应用,建立更为全面的管理制度,同时还要科学地完善管理制度,促进通信的传递更具安全性。在内容、手段以及人员方面开展工作监督,最大程度上减少安全问题的发生次数。要建立出更为适宜的管理制度实施奖励和惩罚,保证光纤通信技术在我国获得迅速发展与应用[11]。

4 光纤通信技术的未来发展

计算机网络通信技术在不断发展和转变,可以发挥出整体优势,同时光纤通信技术也获得良好的发展,为未来相关行业的应用奠定相应基础。其中集成化属于更为关注的问题,并且逐渐向技术集成化进行转变。光纤通信技术主要通过智能化技术来不断提升自身信息传输的整体质量,并且对于传输效率也有很大加持。向集成化方向不断发展,主要在可允许的范围内,进一步将通信信息实施,然后给予优化配置,实现通信网络的进一步建设,还可以有效减少成本,促进成本控制工作展开优化处理。现阶段,我国光纤通信技术整体智能化以及集成化的具体应用和发展依然处在初级阶段。另外,光纤通信技术集成化整体展开优化处理,需做到重点分析与解决出现问题,使得光纤通信技术在集成化应用和发展方面会出现很多工作难度[12]。

全光网络以及光弧子通信技术属于光纤通信技术整体发展最为关键的一项技术。全光网络整体应用工作可以促进光纤通信技术的优势进行展现,有效增强通信信息在实际传输过程中的工作运行效率,进而进一步避免通信介质在实际展开传输工作时,因为外界一些因素而受到影响。光弧子通信技术主要将光弧子作为主要传输应用介质,传输介质在光纤通信系统中进行信号传输,可以发挥出更为显著的作用。在远距离实施信号传输时,针对光弧子展开信息的有效传输,可以充分发挥出整体传输优势,这是当前一种前沿性的通信传输技术,在应用时也存在相应局限,主要问题为光纤损耗、高阶色散效应以及光弧子之间相互作用等。在光纤通信技术的主要优势基础上,有关工作人员需要深入分析,并提升光弧子通信技术整体使用效能和存在的问题,进而可以有效拓展光纤通信技术的实际使用范围,加强光纤通信技术整体应用质量。

5 结语

信息技术的发展带动通信技术获得有效发展,其中光纤通信技术是十分关键的一项技术,其应用范围十分广泛,为人们的生活以及工作带来更为便利的网络传输条件,同时可以有效解决信息数据传输过程中存在的问题,使通信网络更好地发展。现在,社会各个行业针对光纤通信技术的关注度依然很高,其可以增强网络信息系统运用流畅性,加强数据信息传输的工作效率以及安全性,对行业实际发展具有积极推进作用。光纤通信技术的发展和应用可以为通信技术的未来应用和创新奠定更为坚实的基础。