计算机网络通信技术和光纤通信技术的研究

施向荣

江苏省江阴中等专业学校，江苏 无锡 214433

0 引言

计算机通信网络是一个复杂的专业系统，主要由交换设备和传输设备等组成，这些设备的合理应用既能保障通信网络的畅通，还能够在一定程度上降低通信系统的应用成本，充分彰显现代智能化网络科技的应用价值[1]。计算机通信网络已经成为当下数据信息通信传输的重要方式。

光纤通信技术是一种典型的现代化通信技术，其实际应用效果十分显著。在计算机和光纤通信技术的支撑下，现代计算机通信网络得到十分迅速的发展[2]。

1 计算机网络通信技术

计算机网络通信技术利用网络渠道，通过交换设备和传输设备将不同区域的系统终端用户进行有效的连接，这种网络通信模式相对复杂，但为不同用户之间的信息资源的交换和共享提供了重要渠道[3]。在通信技术的使用中，两个通信点之间的对接通信过程需要依靠相应的传输介质，传输介质在转换传输数据信息的同时可以有效传递数据信息，从而实现不同终端用户信息设备之间的连接，构建相互交织的信息通信网络。

1.1 常见的计算机网络通信模式

单工、半双工和全双工是当前较常见三种通信模式[4]。单工通信模式下的信息数据传输在方向上呈现为单向，具有较强的固定属性，常见的遥控设备通信便属于这种通信模式；半双工通信模式下，信息数据传输是双向的，发送与被发送角色可以相互转换，但是双向传输不能同时进行；全双工通信模式下，发送者和接收者之间的信息传输是双向的，而且能够同时进行。综上，全双工网络通信模式是最具应用前景的通信模式，其典型应用代表是手机。

1.2 计算机网络通信的主要技术

1.2.1 数据通信技术

数据通信技术能够实现信号的传输，为各个领域的信号传输提供了重要的渠道，其典型的应用领域有资源探测、自动化技术领域等。数据通信系统由硬件和软件系统组成，两者除了独立完成自身的功能，还可以相互配合实现数据传输，数据通信在很大程度上改变了人们的工作和生活方式。

1.2.2 网络连接技术

网络连接技术可以借助相应的介质有效连接不同的通信设备。网络连接的结构体系庞大且复杂，整个网络结构中包含介质、设备等多种系统因素。通过不同因素的共同作用可以实现网络的有效连接，其中任何一种因素的变化都可能对网络连接效果产生不同程度上的影响。例如，网络连接体系中的不同介质材料的功能特性存在区别，需要结合网络结构的实际需求来选择介质材料。同时，因为介质材料的传输性能直接关系网络连接的应用效果，所以需要不断优化、改善网络连接的介质材料。

1.2.3 网络协议技术

在计算机网络通信中，网络协议技术是保障网络运行稳定性的重要基础，其包括具体的网络应用形式和应用方法。计算机网络通信的结构形式与网络协议的选择相互关联，为了实现特定的计算机网络通信的连接，针对不同的结构形式，采用的网络协议不同。因此，网络协议在计算机网络体系中的作用需要引起重视。设计人员需要根据网络结构、网络介质等确定合理的网络协议，以实现不同终端设备之间的有效连接。

1.2.4 安全防护技术

为了实现对整个通信系统的安全防护，确保其具有较高的安全性，在全面了解计算机性质的基础上，需要采取科学有效的安全防护措施。计算机通信的网络安全防护需要借助软件和硬件设备共同实现，以避免异常用户对计算机系统进行干扰与破坏，确保系统的正常使用。

2 光纤通信技术

2.1 光纤通信技术的优缺点

光纤通信技术是一种重要的通信应用技术，而光纤材料是其中的关键应用材料，这是因为光纤材料的传输能力较强，尤其是具备较强的数据传输能力[5]。

2.1.1 光纤通信技术的优点

（1）抗干扰。在实际应用中，光纤通信技术具有强大的抗磁干扰性能。这是因为光纤通信材料以石英为主，这种材料能够有效抵抗外界的电磁干扰，使光纤通信传输的数据信息流更加稳定，有效避免外部因素对光纤通信的干扰。此外，使用光纤通信还能够避免外界电缆等因素的干扰。

（2）容量大、传输速度快。光纤通信的通信容量相当大，这是因为光纤的带宽比电缆或者铜线等材料更广，使光纤通信技术具备超大容量、超快传输速度等特点。

（3）良好的保密性。光纤通信技术还具有良好的保密性，这主要是因为在光纤通信传输过程中不会发生串扰现象，信息不会发生泄漏，从而在信息传输过程中不会发生信息盗窃或者丢失等问题，可以有效保证信息的传输安全。

2.1.2 光纤通信技术的缺点

光纤通信技术在实际应用中也存在一定的局限性，这主要是受网络体系中终端设备的影响，尤其是在单波长光纤通信系统中，光纤通信的应用弊端表现得尤为突出。对此，需要进一步加强相关试验与研究，以攻克光纤通信技术在实际应用中遇到的难题，推动光纤通信技术的发展。

2.2 光纤材料

光纤通信技术中使用的光纤材料主要是光导纤维。光导纤维的制作原材料以玻璃、塑料为主[6]。光导纤维主要包括普通的阶跃型纤维、光子晶体纤维等。在光纤材料中，最实用的光纤材料由石英制成。石英光纤的损耗率最低，而且产生的中继距离较远。光子晶体纤维的主要构成材料是硅晶体，其结构以晶体结构为主，该材料的典型结构特点是存在大量的空气孔洞。

2.3 光纤通信技术的应用意义和分类

随着计算机在人们的工作和生活中的使用频率越来越高，用户开始要求网络通信具有更高的传输运行速度[7]。同时，随着应用人群的逐渐增多，通信网络中接入的设备类型和数量显著增加。因此，需要不断优化、完善整个网络系统，并根据光纤通信传输技术的实际应用环境来优化其性能。例如，在军事领域应用光纤通信技术时，需要格外注重加强信息容量和保密性能的优化。应用光纤接入技术能够有效提升计算机网络的速度，同时能够在一定程度上拓展传输带宽。光纤通信传输技术的应用能够有效保障通信网络的稳定性，减少故障的发生频率，使用户在使用过程中的体验感有所提升[8]。

现阶段，我国的光纤通信传输技术主要包括单纤传输和双纤传输两大类[9]。单纤传输技术的信号传输在同一根光纤内实现，但是需要经过特定的调波处理；双纤传输技术的信号传输在不同的光纤内进行。显然，单纤传输的光纤材料的用量相对较少，能够有效节省光纤资源的使用量，实际应用成本相对较低。但是，单纤传输的应用性能仍然需要进一步的提升与改善。

2.4 光纤通信技术的具体应用

随着光纤通信技术的发展，其在许多领域和行业得到了较为广泛的应用，如在物联网、云计算等方面得到了不同程度上的应用[10]。在信息技术和网络通信技术高速发展的社会背景下，光纤通信技术成为通信领域的主流技术，尤其在远距离通信方面，光纤通信技术的应用尤为广泛。光纤通信技术还具备辅助电力系统的功能，目前，部分电力系统已经使用了光纤通信技术，逐步构建了相对完善的专用通信网。此外，光纤通信技术因为具备众多优势，被广泛应用在广播电视领域，可以有效保障信息传播的稳定性，并在一定程度上促进了广播电视行业的发展。

2.5 光纤通信信号的衰弱和再生

随着距离不断增加，光纤通信信号会不断衰弱，这是通信信号传输中不可避免的重要问题，也是长距离信号传输需要解决的主要问题。当前，在相关问题的处理上，主要应用信号放大器来增强光波信号，这可以在一定程度上抵消信号传输过程中的信号衰减，但不能从根本上解决信号衰弱问题。

通信信号衰弱与通信介质材料、通信环境、通信技术等都有直接关系。以石英光纤为例，尽管其具有良好的使用性能，但是石英光纤材料中会含有不同含量的杂质材料，这些杂质材料的比例会直接影响石英材料的通信传输性能，并对光波能耗损失产生影响。此外，如果光纤材料在使用过程中发生不同程度的变形，会造成光波能耗的损失，影响通信信号的稳定性；光纤材料的连接处处理不当等，也会导致通信信号衰减。

为了解决通信信号减弱的问题，需要应用通信信号再生技术，确保通信信号的正常传输，避免信号传输事故的进一步扩大。通信信号再生技术主要用于弥补通信信号的衰弱，以降低通信网络系统的实际运行和使用成本。例如，在海底光纤上应用通信信号再生技术，不仅能够保证通信信号的正常传输，还能够降低海底光纤的维护成本。

2.6 光纤通信技术的发展

光纤通信技术在数据配置、网络维护、网络故障诊断方面的应用效果十分显著。光纤传输具备容量大的特点，尤其将其应用在主干网时其容量巨大，因此光纤通信技术的应用潜能十分可观。根据光纤通信技术的实际应用情况和社会的发展需求，光纤通信系统必然朝着智能化和集成化的方向发展。光纤通信的智能化发展必然会进一步提高计算机通信网络的通信质量和通信效率；光纤通信的集成化发展会在合理范围内实现计算机网络通信的压缩和再优化，使光纤通信网络的建设费用得到一定程度上的压缩，有利于建设成本的优化。现阶段，我国光纤通信技术的智能化和集成化应用仍然处于初步发展阶段，这是多方因素造成的，如硬件设备性能、技术难题等。此外，光纤通信技术集成化的优化处理需要重点解决相位和偏振态恢复难度较大的问题，这也导致光纤通信技术集成化的推进难度相对较大。

全光网络和光弧子通信技术是光纤通信技术发展中的主流应用技术。全光网络的应用能够充分发挥光纤通信的优势，全面提升通信网络中各个通信节点的传输效率，并有效规避传统通信介质和器件在实际应用中容易受外界因素干扰的弊端。传统通信介质和器件在实际使用过程中经常会发生信号衰减的问题，而全光网络能够有效克服这一弱点，显著提升光纤通信的工作质量，从而提升用户的业务处理体验。现阶段，常用的光弧子通信技术主要有光纤技术、放大技术、源技术、开关技术等。光弧子通信技术的传输介质以光弧子为主，这种介质材料在通信系统远距离信号传输方面的应用效果十分显著，在远距离传输过程中应用光弧子能够有效减少信号丢失或者信号畸变等问题，使信号传输的稳定性更强。总体而言，光弧子通信技术的传输容量是目前传统光纤通信的几十倍，且中继距离能够达到数百千米，这极大地满足了各个行业的高质量通信要求。尽管光弧子通信技术具有十分可观的应用优势，但是作为一种前沿的先进技术，光弧子通信技术的也有一定的局限性，主要集中在光纤损耗、光弧子相互作用、高阶色散效应、单模光纤中的双折射现象等方面。鉴于光弧子通信技术的应用优势，需要进一步研究以提升光弧子通信技术的应用性能，重点解决光弧子通信技术的应用难题，以拓展光弧子通信技术的应用范围，提升其应用质量。

3 结束语

综上所述，随着科学技术的不断发展，计算机网络通信技术和光纤通信技术的应用范围越来越广，在为人们的工作和生活提供便利条件的同时，也极大地促进了我国通信技术的发展。当前，我国仍然需要加大对计算机网络通信技术和光纤通信技术的研究与应用，为我国通信事业提供重要的发展基础。