传输技术在信息通信工程中的应用

安 杨，孙 磊，冯 雷，房锐林

(69235部队，新疆 乌苏 833000)

0 引言

现代通信的广义理解为信息传递与接收双方或多方在不违背相互意愿的前提下，采用任意方法，经由任一媒介，将特定的信息安全、准确地传递到目标接收区域的过程。在社会发展的过程中，人们对通信过程的综合要求越来越高，具体体现在：信息传输的全过程是否能够保证稳定性；单位时间内传输信息的规模能否达到人们的预期；信息传输过程的加密程度是否能够抵御多种入侵手段。只有在上述3个方面上不断升级技术，才能使信息传输过程与结果符合人们的预期。

1 传输技术在现代信息通信工程中的基础应用展望

1.1 有线传输技术

现阶段，有线信息传输技术依然是主流通信技术。这种信息传输模式的主要特点为，以光缆作为信息传输载体和通道，已经全面取代了传统的电缆[1]。在具体的应用方面，以光缆为主的有线网络支持电脑(主要是台式电脑)、有线电视等设备，相较于过去，已经实现了远距离、高速度信息传输。这种技术在未来的发展趋势为，可以实现电信网、互联网、广电网的融合。目前，有线传输技术又可以根据传输距离和信息传输交接方式进一步地划分。

1.1.1 远距离高速传输

以ULH DWDM技术为代表。所谓UHL是英文Ultra Long Haul的简称，对应的距离为“超过2 000 km”，意为“在至少达到2 000 km的区域范围内实现有线信息传输”。ULH DWDM技术是指在ULH的基础上，结合DWDM复用器，构成全光(纤)传输网络。基于此，ULH DWDM技术的中文全称为超长距离密集波分复用传输技术。这种全光网络具备4个重要功能：其一，能够支持超高速、大容量载入和传递信息比特——Tbit/s级的信息比特将会在未来成为发展光网络的信息传输起点速度。其二，光子网络可以提供用户信息上下化路以及灵活性极强的差分复用。其三，光子网络能够提供信息的快速交换与共享。其四，光子网络具有更加高效的经济路由选择。在上述4种功能的支持下，信息传输过程，用户能够享受到的体验会发生颠覆性的改变。直观地说明为：在宽带网络刚普及的时候，大众使用电脑从网络平台下载各类资源的速度仅仅为Kb/s。随着宽带技术的升级，速度从Kb量级逐渐提升为Mb量级。现阶段网络运营商为用户提供的宽带带宽值均为100 Mb量级，平均下载速度能够达到10 Mb/s，下载以Gb为量级的大容量文件时，只需几分钟即可下载完成。而随着ULH DWDM技术的应用，有线信息传输带宽会飞跃式地提升到Tb级别，届时每秒下载速度同样会发生颠覆性的改变，几百G的文件可能只需1分钟不到的时间便可以完成下载。总体而言，ULH DWDM有线信息传输技术的应用，实际上揭示了一个道理：信息传输过程符合相对论的框架——信息的传输速度越快、单位时间内信息传输容量越大，信息传递过程的安全性便会越高。其中的道理类似于战争中的后勤补给，如果补给速度极快，在敌人尚未做出反应时完成了补给，则敌人便无从下手。如果大量信息在极短时间内完整地完成了传递，则信息失窃及信息在传输过程中损毁的发生率会大幅度降低[2]。

1.1.2 2 000 km以下的近距离接入技术——PON接入技术

PON技术是指无源光纤网络技术。光配线网中不含有任何电子器件，甚至连电源都不存在。这种技术下的组网系统全部由光分路器等无源器件组成，无需任何有源电子设备。在下行方向，交换机发出信号之后，会通过广播的方式向所有用户传递；在上行方向，多个用户端之间可以基于多址接入协议(Multiple Access Protocol，MAP)，多种模式是指在一个网络系统内，多个用户可以基于一个物理链路，高效地完成资源共享的技术[3]。现阶段的“多址”一般采用“固定多址”模式，可以为系统内的所有用户，按照一定比例固定分配一定量的资源。如此，当出现用户数据发送行为时，所有用户已经分配到的信道资源便不会受到影响，依然能够保证信息传输的稳定性。为了方便理解，笔者举一个日常生活中常见的案例，一些有线宽带运营商会以住宅单元作为单位，提供一整条宽带，这条宽带供该单元内所有住户使用。如果在一段时间内只有一名用户使用，则该时段宽带的所有信道资源便在事实上成为该用户的个人独享资源，网络访问及下载速度均可达到极高程度。但若单位时间内同时使用网络的用户数量增多，则信道资源便会被平分。如果有人长期占用，则相当于其他人分到的信道资源必然会降低。多址接入协议中的固定多址能够解决该问题，可以使每个用户享受到的信道资源都处于“比较充分，不影响他人”的状态。如此一来，共享传输通道信息访问的模式便宣告完成，传统近距离信息传输过程中存在的问题均可得到有效解决。

1.2 无线传输技术

无线信息传输技术在现代社会的应用范围更加广泛，已经超过了有线信息传输技术。产生这种现象的主要原因在于：(1)智能手机的普及。(2)无线网络信道的开发及5G通信技术的成熟。在现代通信过程中，人们对蜂窝移动通信系统已经较为熟悉——以无线传输技术为核心，构建出无线接入网络。其中，第一层一般为物理层，第二层为数据连接层，第三层为网络层。尽管无线信息传输技术在智能手机得到普及之后具有较为广泛的应用，但由于无线信道的不可控性较大，现阶段只能作为有线信息传输模式的补充[4]。比如用于传输一些总容量较小的文件信息，而不是用于传递大容量信息——很多人都有一种经历，使用智能手机下载几个G容量的文件信息时，即使所在区域的无线宽带信号较为稳定(如果智能手机连接WiFi，则实际上应用的是有线宽带网络，只不过是宽带总线接入路由器之后，由路由器对宽带信道进行局域性分离，在一定范围内创造出无线通信信道)，也会经常面临信息传输中断的情况。诚然，这种情况与路由器的质量有关，但若对路由器等设备进行升级，则投入的成本会大幅度增加。因此，综合考虑之下，现阶段的无线传输技术只能作为有线传输技术的补充，否则无法保证信息传输的安全性和稳定性。

2 现代通信工程中信息传输技术的升级应用

2.1 信息传输系统及网络的搭建——基于ASON技术的传输系统

上文对现代通信工程中有线传输技术和无线传输技术的基础应用方式进行了介绍。如果要实现深层升级应用，则需要引入一些技术。首个关键技术为ASON(Automatically Switched Optical Network)技术[5]。该技术是指在信令网的控制下，能够构建出自动交换功能，且能够对网络信道资源进行“按需动态配置”的光传送网络——核心内容为“在光传送网络中引入控制平面”。在此基础上，通信网络对WDM网络波长资源的使用过程会得到进一步优化。ASON技术引入后，主要替代传统信息传输网络中的SDH环网模式。SDH环网模式在当前的信息传输过程中存在以下问题：(1)网络的整体可靠性较低。SDH环网过于依赖“环保护机制”，一旦多点发生故障，则整个信息传输网络的稳定性会大幅度降低，信息传输过程会受到严重影响。特别是，一旦出现多环串接、嵌套等情况时，安全性会进一步下降，令很多重要信息在传输过程中受到干扰，诸多保护和恢复工具均无法有效发挥作用。(2)SDH环网的资源利用率极低。数据表明，为了保证有线宽带传输模式的整体稳定性，尽可能在同一时刻满足更多的用户接入网络，全网宽带会额外设置50%的带宽，将之设置为备用资源。这种模式应用于比较复杂的大型网络时，中跨环节点特别容易出现瓶颈，导致资源的利用率进一步降低。(3)SDH环网技术存在较大的服务局限性，针对不同业务、用户提供的保护服务没有明显区分。应用ASON技术之后，有线信息传输组网系统中便具备了“信息动态交换”的功能。在此基础上，信息传输网络会为用户提供更加多样化的数据保护与恢复方式。当网络中出现较多的运行故障时，可以为用户提供针对性较强、区分度更高的“信息找回服务”。用户构建信息定向渠道之后，成功传输的文件信息便处于“空置”状态。这种“空置”状态的特性如下：(1)提供文件信息传送渠道的网络/通信软件运营商在某种程度上已经“截获”了该文件(这在很多用户非常容易忽视的软件应用协议中有明确显示，且从技术角度来看，这也是必须具备的功能)，如此，针对该文件的处理权利在一定程度上移交给了运营商。(2)运营商可以利用这种权利，为定向接收文件信息的用户提供多种服务。比如信息在云端的存储时间可以付费延长。在未充值消费的状态下，定向成功传递的信息一般在云端有7天的暂时保管权，在7天之内，由于文件保存在云端，无论是文件信息的发出者还是接收者，都可以在网络运营商提供服务的网络范围之内，使用任何网络设备登录相关账号，对该文件信息进行自由下载；超出7天之后，云端服务商考虑到运营成本方面的因素，会将带有“临时性”标志的文件全部清除，在此种情况下，该文件信息的传递者与接收者都会在历史记录中看到“该文件已失效(过期)”的提示。至此阶段，云端仅仅剩余“痕迹”，实质性的内容已经不复存在，无法再次下载。

2.2 ASON技术应用过程中的相关注意事项

现阶段，ASON技术应用依然存在一些问题。(1)标准协议的确定性不足。在自动发现、域间路由、恢复算法设计方面依然有可提升之处。(2)不同厂商之间的互联互通无法即时完成，一些企业用户在部署ASON产品时，只能选择一个厂家的设备。(3)ASON技术由于应用时间较短，尚未接受大规模网络长期应用的检验，很多恢复机制的安全性尚未有充分的数据进行验证。

为了提高ASON技术的应用稳定性，通信运营商需要做好下列准备工作。(1)考虑到ASON的网络必须构建在网状分布式结构模型之上才能充分发挥优势(如果网络信息传输结构为星型集中式或者是汇聚式则无法响应)。以移动话音业务为例，在交换端局方面，常规采用全网状的电路模型(很多基站电路以局端的集中型为主)；移动交换端局通常集中在少数几个枢纽局之内，其中可能只存在ASON相关需求。总体而言，不同的信息通信运营商构建的业务模型存在一定的差距，对ASON的需求存在差异，在应用之前必须充分考虑。(2)光缆网状多路由的真实性。现阶段，物理光缆网被视为ASON的基础，如果光缆网资源无法完全到位(比如无法保证节点具备超过3个的光缆维度)，则引入ASON技术时会受到一定的限制。不仅如此，这种情况下不能引入ASON技术，否则保护机制便形同虚设，反而会因为同路由中增加大量的隐患，导致维护成本与管理难度也会随之增加。(3)网络规模。如果运营商的业务量较小，则对应的信息传输节点较少。这种情况下，ASON技术的很多优势会处于“被搁置”状态，盲目引入只会导致成本增加。临界参考值为：当信息传输节点数量超过15个之后，ASON技术的引入才真正具备性价比，此时才能真正发挥优势。

3 结语

综上所述，现阶段的通信工程中，有线传输技术依然是主流技术，无线传输技术由于通信信道极其容易受到干扰，稍有不慎便会导致信息传输中断或是被人为窃取信息，故只能作为有线信息传输模式的补充。但与大众的常规认知不同，有线信息传输技术发展至今，不仅具备了传输距离远(如远距离高速传输范围已经超过2 000 km)、信息传输稳定性强等特点，在传输速度方面甚至会提升至匪夷所思的高度(如每秒传递速度高达几百Gb字节)。而使用ASON等技术，移动通信运营商还能够为广大用户提供多种信息传输服务，足以满足用户的各种需求。总体而言，信息传输技术在现代通信工程中的应用稳定性十足、未来可期待性更高。