計算機網絡通信技術和光纖通信技術的研究

施向榮

江蘇省江陰中等專業學校，江蘇 無錫 214433

0 引言

計算機通信網絡是一個復雜的專業系統，主要由交換設備和傳輸設備等組成，這些設備的合理應用既能保障通信網絡的暢通，還能夠在一定程度上降低通信系統的應用成本，充分彰顯現代智能化網絡科技的應用價值[1]。計算機通信網絡已經成為當下數據信息通信傳輸的重要方式。

光纖通信技術是一種典型的現代化通信技術，其實際應用效果十分顯著。在計算機和光纖通信技術的支撐下，現代計算機通信網絡得到十分迅速的發展[2]。

1 計算機網絡通信技術

計算機網絡通信技術利用網絡渠道，通過交換設備和傳輸設備將不同區域的系統終端用戶進行有效的連接，這種網絡通信模式相對復雜，但為不同用戶之間的信息資源的交換和共享提供了重要渠道[3]。在通信技術的使用中，兩個通信點之間的對接通信過程需要依靠相應的傳輸介質，傳輸介質在轉換傳輸數據信息的同時可以有效傳遞數據信息，從而實現不同終端用戶信息設備之間的連接，構建相互交織的信息通信網絡。

1.1 常見的計算機網絡通信模式

單工、半雙工和全雙工是當前較常見三種通信模式[4]。單工通信模式下的信息數據傳輸在方向上呈現為單向，具有較強的固定屬性，常見的遙控設備通信便屬于這種通信模式；半雙工通信模式下，信息數據傳輸是雙向的，發送與被發送角色可以相互轉換，但是雙向傳輸不能同時進行；全雙工通信模式下，發送者和接收者之間的信息傳輸是雙向的，而且能夠同時進行。綜上，全雙工網絡通信模式是最具應用前景的通信模式，其典型應用代表是手機。

1.2 計算機網絡通信的主要技術

1.2.1 數據通信技術

數據通信技術能夠實現信號的傳輸，為各個領域的信號傳輸提供了重要的渠道，其典型的應用領域有資源探測、自動化技術領域等。數據通信系統由硬件和軟件系統組成，兩者除了獨立完成自身的功能，還可以相互配合實現數據傳輸，數據通信在很大程度上改變了人們的工作和生活方式。

1.2.2 網絡連接技術

網絡連接技術可以借助相應的介質有效連接不同的通信設備。網絡連接的結構體系龐大且復雜，整個網絡結構中包含介質、設備等多種系統因素。通過不同因素的共同作用可以實現網絡的有效連接，其中任何一種因素的變化都可能對網絡連接效果產生不同程度上的影響。例如，網絡連接體系中的不同介質材料的功能特性存在區別，需要結合網絡結構的實際需求來選擇介質材料。同時，因為介質材料的傳輸性能直接關系網絡連接的應用效果，所以需要不斷優化、改善網絡連接的介質材料。

1.2.3 網絡協議技術

在計算機網絡通信中，網絡協議技術是保障網絡運行穩定性的重要基礎，其包括具體的網絡應用形式和應用方法。計算機網絡通信的結構形式與網絡協議的選擇相互關聯，為了實現特定的計算機網絡通信的連接，針對不同的結構形式，采用的網絡協議不同。因此，網絡協議在計算機網絡體系中的作用需要引起重視。設計人員需要根據網絡結構、網絡介質等確定合理的網絡協議，以實現不同終端設備之間的有效連接。

1.2.4 安全防護技術

為了實現對整個通信系統的安全防護，確保其具有較高的安全性，在全面了解計算機性質的基礎上，需要采取科學有效的安全防護措施。計算機通信的網絡安全防護需要借助軟件和硬件設備共同實現，以避免異常用戶對計算機系統進行干擾與破壞，確保系統的正常使用。

2 光纖通信技術

2.1 光纖通信技術的優缺點

光纖通信技術是一種重要的通信應用技術，而光纖材料是其中的關鍵應用材料，這是因為光纖材料的傳輸能力較強，尤其是具備較強的數據傳輸能力[5]。

2.1.1 光纖通信技術的優點

（1）抗干擾。在實際應用中，光纖通信技術具有強大的抗磁干擾性能。這是因為光纖通信材料以石英為主，這種材料能夠有效抵抗外界的電磁干擾，使光纖通信傳輸的數據信息流更加穩定，有效避免外部因素對光纖通信的干擾。此外，使用光纖通信還能夠避免外界電纜等因素的干擾。

（2）容量大、傳輸速度快。光纖通信的通信容量相當大，這是因為光纖的帶寬比電纜或者銅線等材料更廣，使光纖通信技術具備超大容量、超快傳輸速度等特點。

（3）良好的保密性。光纖通信技術還具有良好的保密性，這主要是因為在光纖通信傳輸過程中不會發生串擾現象，信息不會發生泄漏，從而在信息傳輸過程中不會發生信息盜竊或者丟失等問題，可以有效保證信息的傳輸安全。

2.1.2 光纖通信技術的缺點

光纖通信技術在實際應用中也存在一定的局限性，這主要是受網絡體系中終端設備的影響，尤其是在單波長光纖通信系統中，光纖通信的應用弊端表現得尤為突出。對此，需要進一步加強相關試驗與研究，以攻克光纖通信技術在實際應用中遇到的難題，推動光纖通信技術的發展。

2.2 光纖材料

光纖通信技術中使用的光纖材料主要是光導纖維。光導纖維的制作原材料以玻璃、塑料為主[6]。光導纖維主要包括普通的階躍型纖維、光子晶體纖維等。在光纖材料中，最實用的光纖材料由石英制成。石英光纖的損耗率最低，而且產生的中繼距離較遠。光子晶體纖維的主要構成材料是硅晶體，其結構以晶體結構為主，該材料的典型結構特點是存在大量的空氣孔洞。

2.3 光纖通信技術的應用意義和分類

隨著計算機在人們的工作和生活中的使用頻率越來越高，用戶開始要求網絡通信具有更高的傳輸運行速度[7]。同時，隨著應用人群的逐漸增多，通信網絡中接入的設備類型和數量顯著增加。因此，需要不斷優化、完善整個網絡系統，并根據光纖通信傳輸技術的實際應用環境來優化其性能。例如，在軍事領域應用光纖通信技術時，需要格外注重加強信息容量和保密性能的優化。應用光纖接入技術能夠有效提升計算機網絡的速度，同時能夠在一定程度上拓展傳輸帶寬。光纖通信傳輸技術的應用能夠有效保障通信網絡的穩定性，減少故障的發生頻率，使用戶在使用過程中的體驗感有所提升[8]。

現階段，我國的光纖通信傳輸技術主要包括單纖傳輸和雙纖傳輸兩大類[9]。單纖傳輸技術的信號傳輸在同一根光纖內實現，但是需要經過特定的調波處理；雙纖傳輸技術的信號傳輸在不同的光纖內進行。顯然，單纖傳輸的光纖材料的用量相對較少，能夠有效節省光纖資源的使用量，實際應用成本相對較低。但是，單纖傳輸的應用性能仍然需要進一步的提升與改善。

2.4 光纖通信技術的具體應用

隨著光纖通信技術的發展，其在許多領域和行業得到了較為廣泛的應用，如在物聯網、云計算等方面得到了不同程度上的應用[10]。在信息技術和網絡通信技術高速發展的社會背景下，光纖通信技術成為通信領域的主流技術，尤其在遠距離通信方面，光纖通信技術的應用尤為廣泛。光纖通信技術還具備輔助電力系統的功能，目前，部分電力系統已經使用了光纖通信技術，逐步構建了相對完善的專用通信網。此外，光纖通信技術因為具備眾多優勢，被廣泛應用在廣播電視領域，可以有效保障信息傳播的穩定性，并在一定程度上促進了廣播電視行業的發展。

2.5 光纖通信信號的衰弱和再生

隨著距離不斷增加，光纖通信信號會不斷衰弱，這是通信信號傳輸中不可避免的重要問題，也是長距離信號傳輸需要解決的主要問題。當前，在相關問題的處理上，主要應用信號放大器來增強光波信號，這可以在一定程度上抵消信號傳輸過程中的信號衰減，但不能從根本上解決信號衰弱問題。

通信信號衰弱與通信介質材料、通信環境、通信技術等都有直接關系。以石英光纖為例，盡管其具有良好的使用性能，但是石英光纖材料中會含有不同含量的雜質材料，這些雜質材料的比例會直接影響石英材料的通信傳輸性能，并對光波能耗損失產生影響。此外，如果光纖材料在使用過程中發生不同程度的變形，會造成光波能耗的損失，影響通信信號的穩定性；光纖材料的連接處處理不當等，也會導致通信信號衰減。

為了解決通信信號減弱的問題，需要應用通信信號再生技術，確保通信信號的正常傳輸，避免信號傳輸事故的進一步擴大。通信信號再生技術主要用于彌補通信信號的衰弱，以降低通信網絡系統的實際運行和使用成本。例如，在海底光纖上應用通信信號再生技術，不僅能夠保證通信信號的正常傳輸，還能夠降低海底光纖的維護成本。

2.6 光纖通信技術的發展

光纖通信技術在數據配置、網絡維護、網絡故障診斷方面的應用效果十分顯著。光纖傳輸具備容量大的特點，尤其將其應用在主干網時其容量巨大，因此光纖通信技術的應用潛能十分可觀。根據光纖通信技術的實際應用情況和社會的發展需求，光纖通信系統必然朝著智能化和集成化的方向發展。光纖通信的智能化發展必然會進一步提高計算機通信網絡的通信質量和通信效率；光纖通信的集成化發展會在合理范圍內實現計算機網絡通信的壓縮和再優化，使光纖通信網絡的建設費用得到一定程度上的壓縮，有利于建設成本的優化。現階段，我國光纖通信技術的智能化和集成化應用仍然處于初步發展階段，這是多方因素造成的，如硬件設備性能、技術難題等。此外，光纖通信技術集成化的優化處理需要重點解決相位和偏振態恢復難度較大的問題，這也導致光纖通信技術集成化的推進難度相對較大。

全光網絡和光弧子通信技術是光纖通信技術發展中的主流應用技術。全光網絡的應用能夠充分發揮光纖通信的優勢，全面提升通信網絡中各個通信節點的傳輸效率，并有效規避傳統通信介質和器件在實際應用中容易受外界因素干擾的弊端。傳統通信介質和器件在實際使用過程中經常會發生信號衰減的問題，而全光網絡能夠有效克服這一弱點，顯著提升光纖通信的工作質量，從而提升用戶的業務處理體驗。現階段，常用的光弧子通信技術主要有光纖技術、放大技術、源技術、開關技術等。光弧子通信技術的傳輸介質以光弧子為主，這種介質材料在通信系統遠距離信號傳輸方面的應用效果十分顯著，在遠距離傳輸過程中應用光弧子能夠有效減少信號丟失或者信號畸變等問題，使信號傳輸的穩定性更強。總體而言，光弧子通信技術的傳輸容量是目前傳統光纖通信的幾十倍，且中繼距離能夠達到數百千米，這極大地滿足了各個行業的高質量通信要求。盡管光弧子通信技術具有十分可觀的應用優勢，但是作為一種前沿的先進技術，光弧子通信技術的也有一定的局限性，主要集中在光纖損耗、光弧子相互作用、高階色散效應、單模光纖中的雙折射現象等方面。鑒于光弧子通信技術的應用優勢，需要進一步研究以提升光弧子通信技術的應用性能，重點解決光弧子通信技術的應用難題，以拓展光弧子通信技術的應用范圍，提升其應用質量。

3 結束語

綜上所述，隨著科學技術的不斷發展，計算機網絡通信技術和光纖通信技術的應用范圍越來越廣，在為人們的工作和生活提供便利條件的同時，也極大地促進了我國通信技術的發展。當前，我國仍然需要加大對計算機網絡通信技術和光纖通信技術的研究與應用，為我國通信事業提供重要的發展基礎。