安 楊，孫 磊，馮 雷，房銳林

(69235部隊(duì)，新疆 烏蘇 833000)

0 引言

現(xiàn)代通信的廣義理解為信息傳遞與接收雙方或多方在不違背相互意愿的前提下，采用任意方法，經(jīng)由任一媒介，將特定的信息安全、準(zhǔn)確地傳遞到目標(biāo)接收區(qū)域的過(guò)程。在社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中，人們對(duì)通信過(guò)程的綜合要求越來(lái)越高，具體體現(xiàn)在：信息傳輸?shù)娜^(guò)程是否能夠保證穩(wěn)定性；單位時(shí)間內(nèi)傳輸信息的規(guī)模能否達(dá)到人們的預(yù)期；信息傳輸過(guò)程的加密程度是否能夠抵御多種入侵手段。只有在上述3個(gè)方面上不斷升級(jí)技術(shù)，才能使信息傳輸過(guò)程與結(jié)果符合人們的預(yù)期。

1 傳輸技術(shù)在現(xiàn)代信息通信工程中的基礎(chǔ)應(yīng)用展望

1.1 有線傳輸技術(shù)

現(xiàn)階段，有線信息傳輸技術(shù)依然是主流通信技術(shù)。這種信息傳輸模式的主要特點(diǎn)為，以光纜作為信息傳輸載體和通道，已經(jīng)全面取代了傳統(tǒng)的電纜[1]。在具體的應(yīng)用方面，以光纜為主的有線網(wǎng)絡(luò)支持電腦(主要是臺(tái)式電腦)、有線電視等設(shè)備，相較于過(guò)去，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、高速度信息傳輸。這種技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)為，可以實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)的融合。目前，有線傳輸技術(shù)又可以根據(jù)傳輸距離和信息傳輸交接方式進(jìn)一步地劃分。

1.1.1 遠(yuǎn)距離高速傳輸

以ULH DWDM技術(shù)為代表。所謂UHL是英文Ultra Long Haul的簡(jiǎn)稱，對(duì)應(yīng)的距離為“超過(guò)2 000 km”，意為“在至少達(dá)到2 000 km的區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)有線信息傳輸”。ULH DWDM技術(shù)是指在ULH的基礎(chǔ)上，結(jié)合DWDM復(fù)用器，構(gòu)成全光(纖)傳輸網(wǎng)絡(luò)?；诖?，ULH DWDM技術(shù)的中文全稱為超長(zhǎng)距離密集波分復(fù)用傳輸技術(shù)。這種全光網(wǎng)絡(luò)具備4個(gè)重要功能：其一，能夠支持超高速、大容量載入和傳遞信息比特——Tbit/s級(jí)的信息比特將會(huì)在未來(lái)成為發(fā)展光網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸起點(diǎn)速度。其二，光子網(wǎng)絡(luò)可以提供用戶信息上下化路以及靈活性極強(qiáng)的差分復(fù)用。其三，光子網(wǎng)絡(luò)能夠提供信息的快速交換與共享。其四，光子網(wǎng)絡(luò)具有更加高效的經(jīng)濟(jì)路由選擇。在上述4種功能的支持下，信息傳輸過(guò)程，用戶能夠享受到的體驗(yàn)會(huì)發(fā)生顛覆性的改變。直觀地說(shuō)明為：在寬帶網(wǎng)絡(luò)剛普及的時(shí)候，大眾使用電腦從網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下載各類資源的速度僅僅為Kb/s。隨著寬帶技術(shù)的升級(jí)，速度從Kb量級(jí)逐漸提升為Mb量級(jí)?，F(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商為用戶提供的寬帶帶寬值均為100 Mb量級(jí)，平均下載速度能夠達(dá)到10 Mb/s，下載以Gb為量級(jí)的大容量文件時(shí)，只需幾分鐘即可下載完成。而隨著ULH DWDM技術(shù)的應(yīng)用，有線信息傳輸帶寬會(huì)飛躍式地提升到Tb級(jí)別，屆時(shí)每秒下載速度同樣會(huì)發(fā)生顛覆性的改變，幾百G的文件可能只需1分鐘不到的時(shí)間便可以完成下載?？傮w而言，ULH DWDM有線信息傳輸技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)際上揭示了一個(gè)道理：信息傳輸過(guò)程符合相對(duì)論的框架——信息的傳輸速度越快、單位時(shí)間內(nèi)信息傳輸容量越大，信息傳遞過(guò)程的安全性便會(huì)越高。其中的道理類似于戰(zhàn)爭(zhēng)中的后勤補(bǔ)給，如果補(bǔ)給速度極快，在敵人尚未做出反應(yīng)時(shí)完成了補(bǔ)給，則敵人便無(wú)從下手。如果大量信息在極短時(shí)間內(nèi)完整地完成了傳遞，則信息失竊及信息在傳輸過(guò)程中損毀的發(fā)生率會(huì)大幅度降低[2]。

1.1.2 2 000 km以下的近距離接入技術(shù)——PON接入技術(shù)

PON技術(shù)是指無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件，甚至連電源都不存在。這種技術(shù)下的組網(wǎng)系統(tǒng)全部由光分路器等無(wú)源器件組成，無(wú)需任何有源電子設(shè)備。在下行方向，交換機(jī)發(fā)出信號(hào)之后，會(huì)通過(guò)廣播的方式向所有用戶傳遞；在上行方向，多個(gè)用戶端之間可以基于多址接入?yún)f(xié)議(Multiple Access Protocol，MAP)，多種模式是指在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)，多個(gè)用戶可以基于一個(gè)物理鏈路，高效地完成資源共享的技術(shù)[3]?，F(xiàn)階段的“多址”一般采用“固定多址”模式，可以為系統(tǒng)內(nèi)的所有用戶，按照一定比例固定分配一定量的資源。如此，當(dāng)出現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)發(fā)送行為時(shí)，所有用戶已經(jīng)分配到的信道資源便不會(huì)受到影響，依然能夠保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。為了方便理解，筆者舉一個(gè)日常生活中常見(jiàn)的案例，一些有線寬帶運(yùn)營(yíng)商會(huì)以住宅單元作為單位，提供一整條寬帶，這條寬帶供該單元內(nèi)所有住戶使用。如果在一段時(shí)間內(nèi)只有一名用戶使用，則該時(shí)段寬帶的所有信道資源便在事實(shí)上成為該用戶的個(gè)人獨(dú)享資源，網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)及下載速度均可達(dá)到極高程度。但若單位時(shí)間內(nèi)同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量增多，則信道資源便會(huì)被平分。如果有人長(zhǎng)期占用，則相當(dāng)于其他人分到的信道資源必然會(huì)降低。多址接入?yún)f(xié)議中的固定多址能夠解決該問(wèn)題，可以使每個(gè)用戶享受到的信道資源都處于“比較充分，不影響他人”的狀態(tài)。如此一來(lái)，共享傳輸通道信息訪問(wèn)的模式便宣告完成，傳統(tǒng)近距離信息傳輸過(guò)程中存在的問(wèn)題均可得到有效解決。

1.2 無(wú)線傳輸技術(shù)

無(wú)線信息傳輸技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用范圍更加廣泛，已經(jīng)超過(guò)了有線信息傳輸技術(shù)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因在于：(1)智能手機(jī)的普及。(2)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道的開(kāi)發(fā)及5G通信技術(shù)的成熟。在現(xiàn)代通信過(guò)程中，人們對(duì)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)較為熟悉——以無(wú)線傳輸技術(shù)為核心，構(gòu)建出無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)。其中，第一層一般為物理層，第二層為數(shù)據(jù)連接層，第三層為網(wǎng)絡(luò)層。盡管無(wú)線信息傳輸技術(shù)在智能手機(jī)得到普及之后具有較為廣泛的應(yīng)用，但由于無(wú)線信道的不可控性較大，現(xiàn)階段只能作為有線信息傳輸模式的補(bǔ)充[4]。比如用于傳輸一些總?cè)萘枯^小的文件信息，而不是用于傳遞大容量信息——很多人都有一種經(jīng)歷，使用智能手機(jī)下載幾個(gè)G容量的文件信息時(shí)，即使所在區(qū)域的無(wú)線寬帶信號(hào)較為穩(wěn)定(如果智能手機(jī)連接WiFi，則實(shí)際上應(yīng)用的是有線寬帶網(wǎng)絡(luò)，只不過(guò)是寬帶總線接入路由器之后，由路由器對(duì)寬帶信道進(jìn)行局域性分離，在一定范圍內(nèi)創(chuàng)造出無(wú)線通信信道)，也會(huì)經(jīng)常面臨信息傳輸中斷的情況。誠(chéng)然，這種情況與路由器的質(zhì)量有關(guān)，但若對(duì)路由器等設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，則投入的成本會(huì)大幅度增加。因此，綜合考慮之下，現(xiàn)階段的無(wú)線傳輸技術(shù)只能作為有線傳輸技術(shù)的補(bǔ)充，否則無(wú)法保證信息傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

2 現(xiàn)代通信工程中信息傳輸技術(shù)的升級(jí)應(yīng)用

2.1 信息傳輸系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的搭建——基于ASON技術(shù)的傳輸系統(tǒng)

上文對(duì)現(xiàn)代通信工程中有線傳輸技術(shù)和無(wú)線傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)應(yīng)用方式進(jìn)行了介紹。如果要實(shí)現(xiàn)深層升級(jí)應(yīng)用，則需要引入一些技術(shù)。首個(gè)關(guān)鍵技術(shù)為ASON(Automatically Switched Optical Network)技術(shù)[5]。該技術(shù)是指在信令網(wǎng)的控制下，能夠構(gòu)建出自動(dòng)交換功能，且能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)信道資源進(jìn)行“按需動(dòng)態(tài)配置”的光傳送網(wǎng)絡(luò)——核心內(nèi)容為“在光傳送網(wǎng)絡(luò)中引入控制平面”。在此基礎(chǔ)上，通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)WDM網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)資源的使用過(guò)程會(huì)得到進(jìn)一步優(yōu)化。ASON技術(shù)引入后，主要替代傳統(tǒng)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)中的SDH環(huán)網(wǎng)模式。SDH環(huán)網(wǎng)模式在當(dāng)前的信息傳輸過(guò)程中存在以下問(wèn)題：(1)網(wǎng)絡(luò)的整體可靠性較低。SDH環(huán)網(wǎng)過(guò)于依賴“環(huán)保護(hù)機(jī)制”，一旦多點(diǎn)發(fā)生故障，則整個(gè)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性會(huì)大幅度降低，信息傳輸過(guò)程會(huì)受到嚴(yán)重影響。特別是，一旦出現(xiàn)多環(huán)串接、嵌套等情況時(shí)，安全性會(huì)進(jìn)一步下降，令很多重要信息在傳輸過(guò)程中受到干擾，諸多保護(hù)和恢復(fù)工具均無(wú)法有效發(fā)揮作用。(2)SDH環(huán)網(wǎng)的資源利用率極低。數(shù)據(jù)表明，為了保證有線寬帶傳輸模式的整體穩(wěn)定性，盡可能在同一時(shí)刻滿足更多的用戶接入網(wǎng)絡(luò)，全網(wǎng)寬帶會(huì)額外設(shè)置50%的帶寬，將之設(shè)置為備用資源。這種模式應(yīng)用于比較復(fù)雜的大型網(wǎng)絡(luò)時(shí)，中跨環(huán)節(jié)點(diǎn)特別容易出現(xiàn)瓶頸，導(dǎo)致資源的利用率進(jìn)一步降低。(3)SDH環(huán)網(wǎng)技術(shù)存在較大的服務(wù)局限性，針對(duì)不同業(yè)務(wù)、用戶提供的保護(hù)服務(wù)沒(méi)有明顯區(qū)分。應(yīng)用ASON技術(shù)之后，有線信息傳輸組網(wǎng)系統(tǒng)中便具備了“信息動(dòng)態(tài)交換”的功能。在此基礎(chǔ)上，信息傳輸網(wǎng)絡(luò)會(huì)為用戶提供更加多樣化的數(shù)據(jù)保護(hù)與恢復(fù)方式。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)較多的運(yùn)行故障時(shí)，可以為用戶提供針對(duì)性較強(qiáng)、區(qū)分度更高的“信息找回服務(wù)”。用戶構(gòu)建信息定向渠道之后，成功傳輸?shù)奈募畔⒈闾幱凇翱罩谩睜顟B(tài)。這種“空置”狀態(tài)的特性如下：(1)提供文件信息傳送渠道的網(wǎng)絡(luò)/通信軟件運(yùn)營(yíng)商在某種程度上已經(jīng)“截獲”了該文件(這在很多用戶非常容易忽視的軟件應(yīng)用協(xié)議中有明確顯示，且從技術(shù)角度來(lái)看，這也是必須具備的功能)，如此，針對(duì)該文件的處理權(quán)利在一定程度上移交給了運(yùn)營(yíng)商。(2)運(yùn)營(yíng)商可以利用這種權(quán)利，為定向接收文件信息的用戶提供多種服務(wù)。比如信息在云端的存儲(chǔ)時(shí)間可以付費(fèi)延長(zhǎng)。在未充值消費(fèi)的狀態(tài)下，定向成功傳遞的信息一般在云端有7天的暫時(shí)保管權(quán)，在7天之內(nèi)，由于文件保存在云端，無(wú)論是文件信息的發(fā)出者還是接收者，都可以在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)范圍之內(nèi)，使用任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備登錄相關(guān)賬號(hào)，對(duì)該文件信息進(jìn)行自由下載；超出7天之后，云端服務(wù)商考慮到運(yùn)營(yíng)成本方面的因素，會(huì)將帶有“臨時(shí)性”標(biāo)志的文件全部清除，在此種情況下，該文件信息的傳遞者與接收者都會(huì)在歷史記錄中看到“該文件已失效(過(guò)期)”的提示。至此階段，云端僅僅剩余“痕跡”，實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容已經(jīng)不復(fù)存在，無(wú)法再次下載。

2.2 ASON技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的相關(guān)注意事項(xiàng)

現(xiàn)階段，ASON技術(shù)應(yīng)用依然存在一些問(wèn)題。(1)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的確定性不足。在自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、域間路由、恢復(fù)算法設(shè)計(jì)方面依然有可提升之處。(2)不同廠商之間的互聯(lián)互通無(wú)法即時(shí)完成，一些企業(yè)用戶在部署ASON產(chǎn)品時(shí)，只能選擇一個(gè)廠家的設(shè)備。(3)ASON技術(shù)由于應(yīng)用時(shí)間較短，尚未接受大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期應(yīng)用的檢驗(yàn)，很多恢復(fù)機(jī)制的安全性尚未有充分的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。

為了提高ASON技術(shù)的應(yīng)用穩(wěn)定性，通信運(yùn)營(yíng)商需要做好下列準(zhǔn)備工作。(1)考慮到ASON的網(wǎng)絡(luò)必須構(gòu)建在網(wǎng)狀分布式結(jié)構(gòu)模型之上才能充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)(如果網(wǎng)絡(luò)信息傳輸結(jié)構(gòu)為星型集中式或者是匯聚式則無(wú)法響應(yīng))。以移動(dòng)話音業(yè)務(wù)為例，在交換端局方面，常規(guī)采用全網(wǎng)狀的電路模型(很多基站電路以局端的集中型為主)；移動(dòng)交換端局通常集中在少數(shù)幾個(gè)樞紐局之內(nèi)，其中可能只存在ASON相關(guān)需求?？傮w而言，不同的信息通信運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建的業(yè)務(wù)模型存在一定的差距，對(duì)ASON的需求存在差異，在應(yīng)用之前必須充分考慮。(2)光纜網(wǎng)狀多路由的真實(shí)性?，F(xiàn)階段，物理光纜網(wǎng)被視為ASON的基礎(chǔ)，如果光纜網(wǎng)資源無(wú)法完全到位(比如無(wú)法保證節(jié)點(diǎn)具備超過(guò)3個(gè)的光纜維度)，則引入ASON技術(shù)時(shí)會(huì)受到一定的限制。不僅如此，這種情況下不能引入ASON技術(shù)，否則保護(hù)機(jī)制便形同虛設(shè)，反而會(huì)因?yàn)橥酚芍性黾哟罅康碾[患，導(dǎo)致維護(hù)成本與管理難度也會(huì)隨之增加。(3)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。如果運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)量較小，則對(duì)應(yīng)的信息傳輸節(jié)點(diǎn)較少。這種情況下，ASON技術(shù)的很多優(yōu)勢(shì)會(huì)處于“被擱置”狀態(tài)，盲目引入只會(huì)導(dǎo)致成本增加。臨界參考值為：當(dāng)信息傳輸節(jié)點(diǎn)數(shù)量超過(guò)15個(gè)之后，ASON技術(shù)的引入才真正具備性價(jià)比，此時(shí)才能真正發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段的通信工程中，有線傳輸技術(shù)依然是主流技術(shù)，無(wú)線傳輸技術(shù)由于通信信道極其容易受到干擾，稍有不慎便會(huì)導(dǎo)致信息傳輸中斷或是被人為竊取信息，故只能作為有線信息傳輸模式的補(bǔ)充。但與大眾的常規(guī)認(rèn)知不同，有線信息傳輸技術(shù)發(fā)展至今，不僅具備了傳輸距離遠(yuǎn)(如遠(yuǎn)距離高速傳輸范圍已經(jīng)超過(guò)2 000 km)、信息傳輸穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，在傳輸速度方面甚至?xí)嵘练艘乃嫉母叨?如每秒傳遞速度高達(dá)幾百Gb字節(jié))。而使用ASON等技術(shù)，移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商還能夠?yàn)閺V大用戶提供多種信息傳輸服務(wù)，足以滿足用戶的各種需求。總體而言，信息傳輸技術(shù)在現(xiàn)代通信工程中的應(yīng)用穩(wěn)定性十足、未來(lái)可期待性更高。