信息技術時代下的全光網絡通信管控模式研究

田起榮

（伊犁技師培訓學院，新疆 伊犁 835000）

0 引言

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

1 全光網絡通信管控模式概述

1.1 全光網絡通信技術

全光網絡通信技術是一種在傳統(tǒng)光纖通信技術基礎上改良而來的技術,在理想的技術理念下,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。 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換設備及元件,而通過對這些設備元件的改良,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進行,同時網絡節(jié)點間的信號交換也是采用全光網絡交換的方式［1］。 經過大量的市場應用分析可以發(fā)現(xiàn),相對于傳統(tǒng)的光纖通信技術,全光網絡通信技術通過波光實現(xiàn)信息傳遞的方式,具有更高的傳輸效率和穩(wěn)定性。 即全光網絡通信技術下的信號傳輸,由于基本上是在光域內傳輸,所以其損耗更少,受到的干擾也更小。

1.2 全光網絡通信管控模式

由于全光網絡通信技術在應用方面有較多優(yōu)勢,因此目前我國通信網絡領域將該技術作為未來發(fā)展研究的重點,全光網絡通信模式的構建勢在必行。 但由于我國目前在全光網絡通信技術研究和應用方面處于起步階段,全光網絡通信網絡的運行維護存在一定困難。 所以需要從技術和管理兩個角度,建立全光網絡通信管控模式,為該技術的應用及進一步研究創(chuàng)造可靠的環(huán)境。 針對全光網絡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)通信網絡模式下比較常見的網絡管理協(xié)議；其二是針對性設計和構建的TMN 電信網絡管理模式。 目前基于網絡管理協(xié)議的管控模式具有較好的實用性,尤其可以適配技術過渡階段的管控。 眾所周知,電信網絡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,網絡管理協(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)信號數據的快速傳輸。

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

2 全光網絡通信的管理規(guī)范

作為現(xiàn)代通信網絡技術進一步發(fā)展的大趨勢,關于全光網絡通信技術的研究工作引起了廣泛關注。 如前文所述,全光網絡通信是建立在波分復用技術的基礎上的,這說明全光網絡通信技術是未來高速寬帶網絡系統(tǒng)建設的基礎。 在全光網絡通信技術研究中,確保網絡通信系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性是重中之重,而實現(xiàn)通信網絡系統(tǒng)自檢、自愈及自我成長能力是凸顯全光網絡通信技術優(yōu)越性的關鍵。 在對全光網絡通信技術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)展更高水平的網絡通信業(yè)務。 為此,需要組建具有更強重組功能的全光網絡通信系統(tǒng)。

首先,需要注重對全光網絡通信模式下網絡管理規(guī)范標準的選擇。 目前,行業(yè)內通行的標準有簡單網絡管理協(xié)議(Simple Network Management Protocol,SNMP ) 和電信網絡管理 ( Telecommunication Management Network,TMN)兩種。 全光網絡通信背景下,這兩種管理規(guī)范的應用各有利弊。 正常情況下,電信網絡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,簡單網絡管理協(xié)議的應用更注重效率和質量,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)化應用。 在全光網絡通信系統(tǒng)背景下,需要科學應用這兩種管理規(guī)范,進而實現(xiàn)對網絡系統(tǒng)優(yōu)化配置、網絡計費以及網絡監(jiān)測等方面的有效管理。

3 信息技術時代下全光網絡通信的管控思路及實現(xiàn)策略

3.1 基本思路

針對全光網絡通信管控模式的構建和應用,目前比較成熟的理念是對全網進行精細化管理。 為實現(xiàn)該管理機制,業(yè)界引入了光層的技術概念,即通過對光層的劃分,實現(xiàn)對全網的全覆蓋、精細化管理。 在全網光層內,光信號是交叉連接且被放大的模擬信號,過程中沒有處理數字信號。 為此,需要利用信息技術,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上,實現(xiàn)對網絡系統(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,結合實際管理應用需求,全光網絡通信管控模塊可以主要劃分為以下幾個功能域。

3.2.1 網絡配置管理

在全光網絡通信環(huán)境下,根據設定的標準或實際通信情況,對通信資源機械優(yōu)化配置,在滿足各個用戶需求的基礎上,提升網絡應用體驗。 具體而言,在設計配置該模塊時,要注重對編號節(jié)點的科學設置,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、偏壓等參數閾值進行配置,另外對可調衰減器VCB 參考功率的配置也很重要。

3.2.2 網絡性能管理

結合全光網絡通信系統(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。 在網絡性能管理功能模塊方面,通常強調對光層傳輸性能的控制,其關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 網絡故障管理

網絡故障管理即利用傳感器及信息技術,對網絡運行狀況進行實時監(jiān)測,通過數據分析預測故障風險,或通過直接的故障警報進行及時的故障干預。 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,或制定相應的應急措施。 在信息技術進一步發(fā)展的背景下,全光網絡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,兼顧故障風險預測、故障緊急處理、系統(tǒng)輔助優(yōu)化等功能［5］。

3.2.4 網絡安全管理

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

3.2.5 網絡計費管理

計費管理是現(xiàn)代市場經濟環(huán)境下通信網絡領域發(fā)展的基礎,基于信息化技術實現(xiàn)對用戶用網情況的實時記錄,自動計算并生成賬單,結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,我國對全光網絡通信管控模式的設計、構建和實施應用研究比較深入,分布式網絡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上發(fā)展而來的,其關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絡通信管控模式規(guī)避了網絡響應而產生的過高延遲問題,同時也可以適應未來智能化管理的技術要求。 其次,當前技術條件下,一般可以將集中式和分布式管理機制有效結合起來,以滿足不同網絡條件、設施基礎下的精細化工管理需求。 另外,可以通過光控信道的應用對時間、流量進行優(yōu)化配置。 最后,可以在網絡節(jié)點監(jiān)控盤中應用智能化技術,強化管理者對節(jié)點狀態(tài)的監(jiān)控和管理,促進全光網絡通信環(huán)境下各個節(jié)點的互通互聯(lián),在滿足全光網絡通信需求的同時,便于實現(xiàn)智能管理。

4 全光網絡通信管控問題的解決措施——以安全管理為例

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

4.1 全光網絡通信系統(tǒng)安全管理存在的問題

4.1.1 物理特性缺陷

眾所周知,全光網絡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。 但是隨著全光網絡通信技術的研究和應用不斷加深,人們發(fā)現(xiàn)如果光纖材料本身在生產或使用中出現(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生交互感應,這種感應也可能被信息竊取者利用。

4.1.2 惡意攻擊

全光網絡通信系統(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,而弱信號進一步變弱。 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,引起全光網絡通信荷載大幅度提升,導致網絡癱瘓。

4.2 全光網絡通信系統(tǒng)安全管理思路

4.2.1 強化硬件基礎質量

顯然,為了保證全光網絡通信的通信質量,對基礎硬件質量的把控尤為重要。 首先,需要強化光纖材料質量管理,通過原材料、工藝優(yōu)化,全面保證其質量,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,結合高質量的安裝質量管理,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施的保護,結合常態(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

為了有效防止全光網絡通信系統(tǒng)受到惡意攻擊,要對加密技術進行升級優(yōu)化。 其中,光包加密是一種被看好的技術。 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,在全光網絡通信系統(tǒng)中應用光包加密技術,可以科學結合共鑰和私鑰兩種形式,進一步提升加密等級。

5 結語

綜上所述,現(xiàn)代社會快速發(fā)展,信息化技術給人們的生產生活產生了巨大的影響。 在該背景下,全光網絡通信技術的應用和發(fā)展成為信息網絡領域的整體趨勢。 為此,全光網絡通信管控模式的構建,需要在傳統(tǒng)集中式管理模式的基礎上,科學結合分布式管理機制,結合現(xiàn)代信息技術、智能技術的應用,實現(xiàn)全覆蓋、精細化的人機結合管理體系。 在該體系下,要注重對信息技術的進一步應用,確保全光網絡通信管控模塊中的網絡配置、網絡性能、網絡故障、網絡安全及網絡計費服務等環(huán)節(jié)都能夠得到有效管理,為通信網絡技術的進一步發(fā)展奠定基礎。