安 楊，孫 磊，馮 雷，房銳林

(69235部隊，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、準確地傳遞到目標接收區(qū)域的過程。在社會發(fā)展的過程中，人們對通信過程的綜合要求越來越高，具體體現(xiàn)在：信息傳輸?shù)娜^程是否能夠保證穩(wěn)定性；單位時間內(nèi)傳輸信息的規(guī)模能否達到人們的預期；信息傳輸過程的加密程度是否能夠抵御多種入侵手段。只有在上述3個方面上不斷升級技術，才能使信息傳輸過程與結果符合人們的預期。

1 傳輸技術在現(xiàn)代信息通信工程中的基礎應用展望

1.1 有線傳輸技術

現(xiàn)階段，有線信息傳輸技術依然是主流通信技術。這種信息傳輸模式的主要特點為，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]。在具體的應用方面，以光纜為主的有線網(wǎng)絡支持電腦(主要是臺式電腦)、有線電視等設備，相較于過去，已經(jīng)實現(xiàn)了遠距離、高速度信息傳輸。這種技術在未來的發(fā)展趨勢為，可以實現(xiàn)電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)的融合。目前，有線傳輸技術又可以根據(jù)傳輸距離和信息傳輸交接方式進一步地劃分。

1.1.1 遠距離高速傳輸

以ULH DWDM技術為代表。所謂UHL是英文Ultra Long Haul的簡稱，對應的距離為“超過2 000 km”，意為“在至少達到2 000 km的區(qū)域范圍內(nèi)實現(xiàn)有線信息傳輸”。ULH DWDM技術是指在ULH的基礎上，結合DWDM復用器，構成全光(纖)傳輸網(wǎng)絡?；诖?，ULH DWDM技術的中文全稱為超長距離密集波分復用傳輸技術。這種全光網(wǎng)絡具備4個重要功能：其一，能夠支持超高速、大容量載入和傳遞信息比特——Tbit/s級的信息比特將會在未來成為發(fā)展光網(wǎng)絡的信息傳輸起點速度。其二，光子網(wǎng)絡可以提供用戶信息上下化路以及靈活性極強的差分復用。其三，光子網(wǎng)絡能夠提供信息的快速交換與共享。其四，光子網(wǎng)絡具有更加高效的經(jīng)濟路由選擇。在上述4種功能的支持下，信息傳輸過程，用戶能夠享受到的體驗會發(fā)生顛覆性的改變。直觀地說明為：在寬帶網(wǎng)絡剛普及的時候，大眾使用電腦從網(wǎng)絡平臺下載各類資源的速度僅僅為Kb/s。隨著寬帶技術的升級，速度從Kb量級逐漸提升為Mb量級?，F(xiàn)階段網(wǎng)絡運營商為用戶提供的寬帶帶寬值均為100 Mb量級，平均下載速度能夠達到10 Mb/s，下載以Gb為量級的大容量文件時，只需幾分鐘即可下載完成。而隨著ULH DWDM技術的應用，有線信息傳輸帶寬會飛躍式地提升到Tb級別，屆時每秒下載速度同樣會發(fā)生顛覆性的改變，幾百G的文件可能只需1分鐘不到的時間便可以完成下載?？傮w而言，ULH DWDM有線信息傳輸技術的應用，實際上揭示了一個道理：信息傳輸過程符合相對論的框架——信息的傳輸速度越快、單位時間內(nèi)信息傳輸容量越大，信息傳遞過程的安全性便會越高。其中的道理類似于戰(zhàn)爭中的后勤補給，如果補給速度極快，在敵人尚未做出反應時完成了補給，則敵人便無從下手。如果大量信息在極短時間內(nèi)完整地完成了傳遞，則信息失竊及信息在傳輸過程中損毀的發(fā)生率會大幅度降低[2]。

1.1.2 2 000 km以下的近距離接入技術——PON接入技術

PON技術是指無源光纖網(wǎng)絡技術。光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件，甚至連電源都不存在。這種技術下的組網(wǎng)系統(tǒng)全部由光分路器等無源器件組成，無需任何有源電子設備。在下行方向，交換機發(fā)出信號之后，會通過廣播的方式向所有用戶傳遞；在上行方向，多個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網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)，多個用戶可以基于一個物理鏈路，高效地完成資源共享的技術[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，當出現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)發(fā)送行為時，所有用戶已經(jīng)分配到的信道資源便不會受到影響，依然能夠保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。為了方便理解，筆者舉一個日常生活中常見的案例，一些有線寬帶運營商會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。如果在一段時間內(nèi)只有一名用戶使用，則該時段寬帶的所有信道資源便在事實上成為該用戶的個人獨享資源，網(wǎng)絡訪問及下載速度均可達到極高程度。但若單位時間內(nèi)同時使用網(wǎng)絡的用戶數(shù)量增多，則信道資源便會被平分。如果有人長期占用，則相當于其他人分到的信道資源必然會降低。多址接入?yún)f(xié)議中的固定多址能夠解決該問題，可以使每個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，共享傳輸通道信息訪問的模式便宣告完成，傳統(tǒng)近距離信息傳輸過程中存在的問題均可得到有效解決。

1.2 無線傳輸技術

無線信息傳輸技術在現(xiàn)代社會的應用范圍更加廣泛，已經(jīng)超過了有線信息傳輸技術。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因在于：(1)智能手機的普及。(2)無線網(wǎng)絡信道的開發(fā)及5G通信技術的成熟。在現(xiàn)代通信過程中，人們對蜂窩移動通信系統(tǒng)已經(jīng)較為熟悉——以無線傳輸技術為核心，構建出無線接入網(wǎng)絡。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)絡層。盡管無線信息傳輸技術在智能手機得到普及之后具有較為廣泛的應用，但由于無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充[4]。比如用于傳輸一些總容量較小的文件信息，而不是用于傳遞大容量信息——很多人都有一種經(jīng)歷，使用智能手機下載幾個G容量的文件信息時，即使所在區(qū)域的無線寬帶信號較為穩(wěn)定(如果智能手機連接WiFi，則實際上應用的是有線寬帶網(wǎng)絡，只不過是寬帶總線接入路由器之后，由路由器對寬帶信道進行局域性分離，在一定范圍內(nèi)創(chuàng)造出無線通信信道)，也會經(jīng)常面臨信息傳輸中斷的情況。誠然，這種情況與路由器的質(zhì)量有關，但若對路由器等設備進行升級，則投入的成本會大幅度增加。因此，綜合考慮之下，現(xiàn)階段的無線傳輸技術只能作為有線傳輸技術的補充，否則無法保證信息傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

2 現(xiàn)代通信工程中信息傳輸技術的升級應用

2.1 信息傳輸系統(tǒng)及網(wǎng)絡的搭建——基于ASON技術的傳輸系統(tǒng)

上文對現(xiàn)代通信工程中有線傳輸技術和無線傳輸技術的基礎應用方式進行了介紹。如果要實現(xiàn)深層升級應用，則需要引入一些技術。首個關鍵技術為ASON(Automatically Switched Optical Network)技術[5]。該技術是指在信令網(wǎng)的控制下，能夠構建出自動交換功能，且能夠對網(wǎng)絡信道資源進行“按需動態(tài)配置”的光傳送網(wǎng)絡——核心內(nèi)容為“在光傳送網(wǎng)絡中引入控制平面”。在此基礎上，通信網(wǎng)絡對WDM網(wǎng)絡波長資源的使用過程會得到進一步優(yōu)化。ASON技術引入后，主要替代傳統(tǒng)信息傳輸網(wǎng)絡中的SDH環(huán)網(wǎng)模式。SDH環(huán)網(wǎng)模式在當前的信息傳輸過程中存在以下問題：(1)網(wǎng)絡的整體可靠性較低。SDH環(huán)網(wǎng)過于依賴“環(huán)保護機制”，一旦多點發(fā)生故障，則整個信息傳輸網(wǎng)絡的穩(wěn)定性會大幅度降低，信息傳輸過程會受到嚴重影響。特別是，一旦出現(xiàn)多環(huán)串接、嵌套等情況時，安全性會進一步下降，令很多重要信息在傳輸過程中受到干擾，諸多保護和恢復工具均無法有效發(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，盡可能在同一時刻滿足更多的用戶接入網(wǎng)絡，全網(wǎng)寬帶會額外設置50%的帶寬，將之設置為備用資源。這種模式應用于比較復雜的大型網(wǎng)絡時，中跨環(huán)節(jié)點特別容易出現(xiàn)瓶頸，導致資源的利用率進一步降低。(3)SDH環(huán)網(wǎng)技術存在較大的服務局限性，針對不同業(yè)務、用戶提供的保護服務沒有明顯區(qū)分。應用ASON技術之后，有線信息傳輸組網(wǎng)系統(tǒng)中便具備了“信息動態(tài)交換”的功能。在此基礎上，信息傳輸網(wǎng)絡會為用戶提供更加多樣化的數(shù)據(jù)保護與恢復方式。當網(wǎng)絡中出現(xiàn)較多的運行故障時，可以為用戶提供針對性較強、區(qū)分度更高的“信息找回服務”。用戶構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/通信軟件運營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用協(xié)議中有明確顯示，且從技術角度來看，這也是必須具備的功能)，如此，針對該文件的處理權利在一定程度上移交給了運營商。(2)運營商可以利用這種權利，為定向接收文件信息的用戶提供多種服務。比如信息在云端的存儲時間可以付費延長。在未充值消費的狀態(tài)下，定向成功傳遞的信息一般在云端有7天的暫時保管權，在7天之內(nèi)，由于文件保存在云端，無論是文件信息的發(fā)出者還是接收者，都可以在網(wǎng)絡運營商提供服務的網(wǎng)絡范圍之內(nèi)，使用任何網(wǎng)絡設備登錄相關賬號，對該文件信息進行自由下載；超出7天之后，云端服務商考慮到運營成本方面的因素，會將帶有“臨時性”標志的文件全部清除，在此種情況下，該文件信息的傳遞者與接收者都會在歷史記錄中看到“該文件已失效(過期)”的提示。至此階段，云端僅僅剩余“痕跡”，實質(zhì)性的內(nèi)容已經(jīng)不復存在，無法再次下載。

2.2 ASON技術應用過程中的相關注意事項

現(xiàn)階段，ASON技術應用依然存在一些問題。(1)標準協(xié)議的確定性不足。在自動發(fā)現(xiàn)、域間路由、恢復算法設計方面依然有可提升之處。(2)不同廠商之間的互聯(lián)互通無法即時完成，一些企業(yè)用戶在部署ASON產(chǎn)品時，只能選擇一個廠家的設備。(3)ASON技術由于應用時間較短，尚未接受大規(guī)模網(wǎng)絡長期應用的檢驗，很多恢復機制的安全性尚未有充分的數(shù)據(jù)進行驗證。

為了提高ASON技術的應用穩(wěn)定性，通信運營商需要做好下列準備工作。(1)考慮到ASON的網(wǎng)絡必須構建在網(wǎng)狀分布式結構模型之上才能充分發(fā)揮優(yōu)勢(如果網(wǎng)絡信息傳輸結構為星型集中式或者是匯聚式則無法響應)。以移動話音業(yè)務為例，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)；移動交換端局通常集中在少數(shù)幾個樞紐局之內(nèi)，其中可能只存在ASON相關需求?？傮w而言，不同的信息通信運營商構建的業(yè)務模型存在一定的差距，對ASON的需求存在差異，在應用之前必須充分考慮。(2)光纜網(wǎng)狀多路由的真實性?，F(xiàn)階段，物理光纜網(wǎng)被視為ASON的基礎，如果光纜網(wǎng)資源無法完全到位(比如無法保證節(jié)點具備超過3個的光纜維度)，則引入ASON技術時會受到一定的限制。不僅如此，這種情況下不能引入ASON技術，否則保護機制便形同虛設，反而會因為同路由中增加大量的隱患，導致維護成本與管理難度也會隨之增加。(3)網(wǎng)絡規(guī)模。如果運營商的業(yè)務量較小，則對應的信息傳輸節(jié)點較少。這種情況下，ASON技術的很多優(yōu)勢會處于“被擱置”狀態(tài)，盲目引入只會導致成本增加。臨界參考值為：當信息傳輸節(jié)點數(shù)量超過15個之后，ASON技術的引入才真正具備性價比，此時才能真正發(fā)揮優(yōu)勢。

3 結語

綜上所述，現(xiàn)階段的通信工程中，有線傳輸技術依然是主流技術，無線傳輸技術由于通信信道極其容易受到干擾，稍有不慎便會導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充。但與大眾的常規(guī)認知不同，有線信息傳輸技術發(fā)展至今，不僅具備了傳輸距離遠(如遠距離高速傳輸范圍已經(jīng)超過2 000 km)、信息傳輸穩(wěn)定性強等特點，在傳輸速度方面甚至會提升至匪夷所思的高度(如每秒傳遞速度高達幾百Gb字節(jié))。而使用ASON等技術，移動通信運營商還能夠為廣大用戶提供多種信息傳輸服務，足以滿足用戶的各種需求?？傮w而言，信息傳輸技術在現(xiàn)代通信工程中的應用穩(wěn)定性十足、未來可期待性更高。