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【關鍵詞】通信網絡光通信前沿技術

隨著技術的不斷更新發展，通信網絡行業也取得了前所未有的發展成果。傳統的由傳輸、交換和終端組成的通信網絡已發展成為以通信設備和相關程序有機建立起來的通信系統網絡。

一、光通信技術的概念和具體分類

1、光通信技術的概念。光通信是一種重要的通信技術，它是以光波為傳輸介質的通信方式。光通信技術就是以光通信為基礎的通信技術。光通信技術在通信網絡中占據著巨大的作用。

2、光通信技術的分類。根據光波波長的長短，可以分為紫外線光、可見光以及紅外線光。不可見光（紫外線光和紅外線光）同樣也可以像可見光一樣用來傳輸信息。其次，按照光源的不同，可分為激光通信和非激光通信；按照傳輸介質的不同又可以分為有線光通信和無線光通信，無線光通信又叫做大氣光通信。就目前而言，常用的光通信有光纖通信、藍綠光通信、大氣激光通信、紫外線通信以及紅外線通信。

二、光通信前沿技術

在通信網絡中，光通信是其重要的組成部分。它的發展在一定程度上直接決定了通信網絡的發展前景。由此可見光通信技術的重要性，接下來就對光通信領域前沿技術中的ASON、OADM、ROADM做定性的分析和介紹。

1、ASON。ASON是指一種具有高可擴展性以及靈活性并且能直接在光層上按需提供服務的光網絡，是由光傳送網和管理控制光傳送網的光信令控制網絡構成。ASON主要包括傳輸設備和光交叉連接設備OXC，傳輸設備是其主要的傳輸載體，而光交叉設備OXC則是ASON中的核心硬件設備，并為ASON提供交換平臺。ASON的具體實現主要依賴于控制平面的完善以及智能化光層網絡節點比如OXC、OADM以及波長路由器的實現。此外，在ASON這一技術中，還提出了全新的概念CP，CP主要是涉及信令、接口以及協議這三個方面的問題，其主要是負責網絡資源的管理、連接的提供以及維護。

2、OADM。OADM也就是光分插復用器的英文簡稱，其主要是功能是實現支路信號的復用和分插，OADM主要的技術是WDM、O-CDMA和OTDM，光分插復用器是全光網絡的關鍵點設備之一，在全光網絡技術中占據著重要的作用。

OADM最主要的功能就是在多波長信道中插入或分出一個或者多個波長，根據不同的特征可以分為可重構型以及固定型兩種。OADM技術不僅要求操作力求方便和簡單，而且還要求能實現較高的性價比。就目前的OADM技術而言，可重構的OADM技術已經成為了發展方向，無論是國際上還是國內在這方面的研究都取得了相當可觀的成果。下面就對可重構的光分插復用器即ROADM技術做一定的介紹。

3、ROADM。ROADM也就是重構的光分插復用器，它是指通過遠程的重新配置從而可以動態上下業務的波長，并且還可以管理業務波長的一種網絡元素或者可以稱為節點。ROADM技術的組成模塊根據具體應用的不同而不同，而ROADM節點的主要功能模塊基本上都包括9個大的模塊，這就說明了在不同模塊中仍然存在著共性。雖然ROADM系統可以為服務提供商提供一系列的好處，諸如更加自動化管理等等優點，但是就目前而言ROADM仍然處于二線的位置上，造成這種現象的主要原因就是在ROADM的價格上，由于其昂貴的費用而在一定程度上限制了ROADM的發展。

隨著社會的不斷進步、科技的不斷發展，通信網絡也得到了較快的發展，傳統的通信網絡已發展成為了互聯網這一新型的、巨大的通信網絡。在新型通信網絡中，光通信占據著重要的位置，本文主要是在介紹了光通信技術的概念和具體分類的基礎上，對目前通信網絡中光通信領域的前沿技術ASON、OADM、ROADM的具體概念以及相關的技術做了一定的介紹和分析。

參考文獻

[1]秦玉娟.無線光通信的技術研究[J].考試周刊，2008，（17）：21-23.

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【關鍵詞】計算機通信技術 網絡安全防護 數據加密 身份識別

計算機通信網絡的安全性不僅關系著通信效率和通信質量，而且對于用戶自身信息的安全性和社會秩序的穩定性也具有重要影響。在當前互聯網時代下，如何在了解和掌握計算機通信技術與通信網絡安全內涵的基礎上，加大對計算機通信網絡的安全防護力度已成為計算機及各行業領域需要著重開展的關鍵工作。

1 計算機通信技術概述

對計算機通信進行分析可知，其是一種以數據通信形式為依托，對計算機和終端設備以及計算機和計算機間傳遞信息提供支持的技術形式，是通信技術和計算機技術融合的產物。以傳輸連接方式為依據，可將計算機通信技術劃分為直接計算機通信和間接計算機通信，其中，前者是將兩臺或多臺計算機直接相連進行的通信，相應的通信方式包括了點對點和多點同播，而后者則則是通信方基于交換網絡下的信息傳輸技術。

2 計算機通信網絡安全內涵

對計算機通信網絡進行分析可知，其最關鍵的內容為基于互聯網的大量信息，此類信息既包括了互聯網用戶自身的私人信息和上傳的全部資料，而且還包括了各大互聯網運營商所提供的各類服務功能，從這一層面來看，計算機通信網絡安全則并非只包括網絡系統的安全，而且還包括了以互聯網為依托的各類信息的安全。因此，在建設計算機通信網絡系統過程中，除了應從多角度了解誒計算機通信網絡構造外，還應以通信信息的具體特點為依據制定出相應的安全策略，從整體上確保計算機通信網絡的安全性和可靠性。

3 計算機通信網絡安全防護的相關方法

3.1 數據加密技術的應用

數據加密技術，即信息發送發以加密密鑰與加密函數對信息明文進行加密，將其轉變為無意義的信息密文，信息接收方利用解密密鑰和解密函數對加密的密文進行解密，使其轉變為信息明文額技術。數據加密技術是當前提高計算機通信網絡安全的關鍵技術。以鏈路加密和節點加密為例對這一技術的應用進行說明。鏈路加密對計算機通信網絡中的信息進行加密的原理為，在發送方發送信息前對全部信息進行加密處理，信息在各節點的傳輸過程中被解密后，繼續利用下一個鏈路密鑰加密相應節點的信息，而后，將信息傳送至信息接收方。通信網絡的鏈路加密使得信息的源點和終點得到了較好地覆蓋，從而有效提高了計算機通信網絡的安全性。節點加密是通過與節點機相連的密碼裝置進行信息加密與解密的通信網絡安全技術，與鏈路加密相似，其會在計算機通信鏈路內為需要傳送的信息提供信息源點和終點的安全保障，但節點加密技術在對信息加密時，不允許信息以明文形式在各節點顯露出來，由此，進一步提升了計算機通信網絡的安全性。

3.2 身份識別技術的應用

身份識別技術是當前計算機通信網絡安全防護應用的另一重要技術，該技術主要包括基于口令的身份識別和基標記的身份識別兩種，其中，基于口令的身份識別通過設置長度為5-8、由數字和字母構成的字符串來形成對用戶身份的驗證；而基于標記的身份識別則以個人持有物為辨別依據，在將電子設備啟動后，計算機則通過對其中包含的個人信息進行識別來進行身份驗證。通常情況下，身份識別技術大都以基于口令的形式為主，信息發送或查閱方在進入計算機系統前，應先接受系統的身份識別，待驗證成功后，才能夠進入相應的數據庫當中進行信息的查找和發送。身份識別以其便利、高效的技術特點被廣泛應用到計算機通信網絡的安全防護當中，從而使得非法用戶難以隨意查閱當前的系統信息，有效提高了計算機通信網絡的安全性。

3.3 防火墻的應用

防火墻技術是現階段計算機通信網絡安全防護中應用最為廣泛的技術，據相關部門統計，2015年，我國應用防火墻技術的事業單位占全國事業單位數量的85.3%，而應用防火墻技術的企業則占到全國企業總量的90.5%。目前，防火墻技術在計算機通信網絡安全防護中的應用主要體現在兩方面：一是邊界防火墻的應用，即當網絡聯入Internet后，為確保內網安全，在內網和Internet間設置一中介系統，將來自外部網絡的安全威脅予以阻隔，形成對內部通信網絡的保護；二是分布式防火墻的應用，即對合法鏈接的安全策略予以集中定義，并由部分節點獨立實施這一安全策略，對于每一節點，均有與其對應的證書，即同該節點網絡公鑰相對應的數字證書，在此種情況下，網絡管理人員既可以同本地系統管理員同為一人，也可與本地系統管理員不同，因為網絡管理員可借助其所持有的數字證書來證明自身身份，并將現有的網絡拓撲結構的限制予以突破，以此來提高計算機通信網絡的安全防護效果。

4 結論

本文通過對計算機通信技術的概念與計算機通信網絡安全內涵進行說明，進而分別從數據加密技術、身份識別技術和防火墻技術等方面對計算機通信網絡安全防護的技術方法作出了系統探究。研究結果表明，當前互聯網信息背景下，計算機通信技術和網絡安全是各生產、生活領域發展的重要影響因素，未來，還應進一步加大對計算機通信技術和網絡安全防護技術策略的研究力度，為提高計算機通信網絡的安全性和可靠性提供良好的技術保障。

參考文獻

[1]唐景麗.現代通信網絡安全防護技術分析[J].電子測試，2015，07（14）：101-103.

[2]喬冠禹.淺析計算機通信網絡安全問題及防護措施[J].自動化與儀器儀表，2016，09（09）：148-149.

[3]梅擁軍.計算機通信的安全問題及防護探析[J].信息與電腦（理論版），2013，11（19）：71-72.

作者簡介

管江紅（1969-），男，陜西省大縣人。學士學位，大學本科學歷。實驗師。研究方向為電子信息技術及應用。

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配電網光纖通信技術可靠性評估

近年來，隨著我國光纖通信網絡技術的快速發展，大大改變了以往由于配電網的點多面廣、線路多、控制變化復雜等缺陷，提高了電網系統的信息化和自動化水平，但是，受安裝條件的限制，國內的通信技術運用電纜傳輸的質量較差，經常導致數據結果傳輸失敗等問題，可靠性差，使得建設完善的配電網通信系統困難重重，光纖通信技術的應用和普及為建設一個高品質的智能配電網系統創造了可能性，在具有抗強電磁干擾的特性的優點外，還表現出信息數據誤碼率低，傳輸速率快，信息數據的保密性高等性能。因此，對配電網光纖通信可靠性的評估具有重要工程和理論意義，由于配電網通信網絡技術的元件的可靠性受到其在網絡系統拓撲結構中的配置位置和元件可靠性參數的影響，配電網中光纖通信網絡技術，既存在一般通信系統的共性，因其自身的特點發揮著不同領域上的優勢，針對配電網中光纖通信網絡的可靠性評估問題，我國研究領域尚沒有完善的評估理論和方法，所以，本文采用一種基于最小路集和布爾代數的方法來評估光纖網絡可靠性。

首先，基于對光纖網絡可靠性評估的體系的了解，要熟悉關于通信網絡可靠性評估的相關概念：①光纖通信網絡設備的可靠度：在規定條件和時間內網絡中節點或鏈路正常工作的概率；②光纖網絡通信連通性的可靠度：在規定條件和時間網絡保持連通的概率；③光纖網絡通信設備故障率：網絡節點或鏈路在單位時間內發生系統故障的幾率；④光纖網絡通信平均壽命：網絡失效前平均工作時間或平均故障概率出現的間隔時間；⑤光纖網絡通信加權可靠度等。以上都是進行光纖網絡技術評估的概念，把握評估可靠性的指標，從而根據評估模型對可靠性全面科學地進行評估。

網絡可靠性算法的基本原理為：光纖網絡中能使源宿點連通的一組鏈路的集合稱為網絡的一個路集。這時，只要某個路集中任意一條鏈路發生故障便會使得其它源宿點不能正常進行連通，那么此路集是一個系統中的最小路集，但不是唯一的。根據配電網中光纖通信網絡可靠性評估的原理，建立對配電網光纖通信網絡模型：首先，光纖通信網絡交換節點和鏈路組成的線性標，進行繪圖描述，而且明確每條網絡鏈路的可靠性和容量大小；其次，光纖網絡通信中的節點分別處于正常工作或故障這兩種狀態，每個節點和鏈路相互獨立不影響，這意味這在節點和線路發生故障是相互獨立的，當個別借點或鏈路出現故障時，其他節點或鏈路不會因此受到影響；

再次，要避免光纖網絡各個交換節點出現定向循環鏈路，并且用最小路集和布爾代數的方法來評估網絡節點的可用度，用數據的形式表現出來，直觀形象。用最小路集的方法表示配電網絡的正常工作模式，從而對配電網中光纖通信網絡進行了可靠性評估，建立了配電通信網絡元件的可靠性模型，準確地確定光纖網絡通信監測節點和鏈路的可靠度，這種方法彌補了以往忽略網絡節點對系統可靠性的影響，更能真實地、準確地反映光通信纖網絡系統的可靠性程度，達到網絡通信系統的良好通用性、能夠迅速定位障礙位置以便及時進行系統故障分析和解決，是一種有效的評估光纖網通信的方法。

配電網光纖通信網絡可靠性評估的意義及未來發展趨勢

配電網光纖通信網絡的評估具有重要的現實意義，隨著我國經濟信息化的不斷發展和推進，數字通信的水平大大提高，現代化的通信網絡正朝著光纜化和數字化的全方位發展和進步，光纖通信的應用和普及已成為現代網絡技術發展的一種必然趨勢，極大的發展和支持數字信息化通信網絡的進步，對配電網光纖通信可靠性的評估具有重要工程和理論意義，配電網通信網絡技術的元件的可靠性受到其在網絡系統拓撲結構中的配置位置和元件可靠性參數的影響，準確地評估出光纖網絡系統的可靠性對于配電網絡技術發展具有重要意義。

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【關鍵詞】智能電網；云南電力；通信系統；初步構思

0.引言

云南的石龍壩水電站是中國第一座水電站，他見證了中國電力的發展歷程。近年來，隨著我國社會經濟高速發展，電力在經濟社會發發展中扮演越來越重要的角色。最早，美國電力科學研究院（EPRI）于2001年提出了“Intelligrid”，也就是所謂的智能電網概念，隨后，其還就《智能電網研究框架》展開進一步的研究。歐洲在“智能電網歐洲技術論壇”上提出了智能電網（smart grids）概念。雖然，智能電網概念在我國提出較晚，但是在智能電網領域的研究早已經開始。我國智能電網概念“數字電力系統（Digital Power Systems，DPS）”是清華大學盧強院士于1999年首次提出的；2007年10月，華東電網規劃了智能電網2008年—2030年的“三步驟”戰略；2012年12月，南方電網有限公司《南方電網發展智能電網的戰略與規劃研究》，確定了“需求引導，整體規劃，有序推進，重點突破”的建設原則。

1.智能電網的概念

1.1智能電網的定義

各方對智能電網的理解都不盡相同，比如美國將智能電網稱為“Intelligrid”，歐洲將其稱為“Smart Grids”，而我國則將智能電網稱為“數字電力系統（Digital Power Systems，DPS）。雖然各方對智能電網的叫法不同，但是在智能電網概念上理解是大同小異的，這里引用清華大學孫云章教授的智能電網演講稿，做出如下定義：所謂智能電網，就是以物理電網為基礎（中國的智能電網是以特高壓電網為骨干網架，各電壓等級電網協調發展的堅強電網為基礎），將先進的傳感器測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術以及控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。

1.2智能電網的特點

智能電網應該具備以下幾個方面的特性：

（1）安全、可靠性。在發生故障后極短的時間內，智能電網能夠對故障做出應對，防止故障大面積的擴大，影響整個電網的運行穩定性。在提高供電可靠率上，智能電網發揮重要角色，有效的避免發生大面積的連鎖故障，極大的提高供電的可靠性，減少用戶停電。

（2）電網管理的精益化。電力系統是一個技術密集型、資金密集型的企業，電力企業的電力設備繁多，價格昂貴，智能電網能夠有效的進行設備的狀態管理。通信網絡系統是智能電網的重要組成部分，其能夠實現電網數據管理、信息運行維護綜合監管、電網空間信息服務、生產和調度應用集成等多項功能，進而實現電網的精益化管理。

（3）互動性。用戶的感受是智能電網提高電網服務水平的重要指標，智能電網將建設智能用電互動平臺，完善用戶需求側管理，提供更多高品質，人性化的電力服務。由于智能電網強大的電網結構和智能的通信網絡，電動汽車等一系列新科技將得到廣泛的推廣應用。

（4）節約性。我國雖有豐富的水利資源和煤炭資源，但分布不合理，內陸地區（如云南、山西）資源豐富但用電量少，沿海地區資源較少但用電量大，發電側與需求側的不平衡也造成了大量的資源浪費。再次，儲能設備、太陽能板等小型發電設備廣泛分布于用戶側，用戶側發電會緩解部分用電需求。智能電網的建設，將提供遠距離輸電，資源的優化配置，以達到削峰填谷，電價智能調節等功效。

2.云南建設智能電網通信的基礎條件

南方電網公司以“提高電力系統安全穩定運行水平，提高系統和資產利用效率，提高對用戶供電的服務水平，提高對各類電源特別是可再生能源靈活接入的適應能力，促進資源節約型、環境友好型社會的建設”為目標進行智能電網研究和建設。云南電網按照南方電網建設智能電網的思路積極的展開研究和建設，先后已建成大風壩風電場、者磨山風電場、馬鞍山風電場、羅平山風電場等，同時也對云南智能電網的發展做了很多工作。

首先，云南電網的信息化水平已初步達到建設智能電網的要求。通信發展是智能電網的基礎，截至2012年12月，云南電網電力通信網光纜總長21596公里，通信設備共計6256套。光纖通信主網已成環。省、地調度機構、220kV及以上變電站的光纜覆蓋率已達100%；110kV站和中調直調電廠光纜覆蓋率較高，分別為86.21%和98%，而35kV站、營業所和地調直調電廠光纜覆蓋率偏低，分別為25.16%、6.97%和53.21%。透過以上數據可以看出，經過“十一五”期間的大力發展，云南電網通信基礎設施已成規模，為智能電網的發展奠定了堅實的基礎。

其次，云南電網近幾年陸續啟動了多個項目支持智能電網建設。2010年初，云南電網啟動云南電網綜合業務網建設項目，該項目涉及云南16個地州，覆蓋每一個地州供電局，設計公司總部、科技園到地區局的傳輸速率按40×10G考慮，將來可平滑過渡到80X10G。網絡速率為地州萬兆上聯至省公司，千兆到桌面。通過此項目的實施極大的提高了云南電力通信網的傳輸能力。在云南電網“十二五”規劃中，還將建設一張覆蓋全省的傳輸光網絡，為智能電網的建設提供骨干通信網絡支持。這一系列的項目，都為云南建設智能電網提供了基礎性設施。

3.云南建設智能電網通信建設的意義

云南水利資源豐富，有怒江、金沙江、瀾滄江流經，而且各江河的支流水系分布廣泛，云南的水電開發潛能是巨大的。目前，云南在滿足本省經濟發展和人民生活用電外，建立了多條輸電通道，將多余的電量輸送到東部沿海地區。智能電網在云南的建設，可以高效合理的利用云南水資源，加固電網的可靠性，為全國人民提供更好的高品質用電服務。

智能電網要求具備高速、智能互動的通信系統，只有這樣的通信系統才能顯現出智能電網的優勢。智能電網的數據獲取、保存和控制都需要強有力的通信系統做支撐。因此智能通信系統是邁向智能電網的第一步。

4.云南智能電網通信建設的幾點思路

借鑒發達國家智能電網建設的經驗，結合云南的實際情況，通信是智能電網發展的基礎，必須要先于電網建設的步伐，提前謀劃，提前準備，提前實施。云南省發展智能電網需要通信分為三個階段建設。

第一階段：打基礎。

一方面，大容量的傳輸通道是智能電網建設的必要條件，是智能電網建設的基礎。目前，云南光纜覆蓋率雖然覆蓋率較高，局部等級已經實現全覆蓋，但還需解決2個問題。一是實現光纜的全覆蓋，智能電網要求根據客戶需求智能的調度電量和電價，這就需要光纜不僅覆蓋所有不同等級的變電站，還需要覆蓋每一個臺變。二是提高光纜覆蓋的質量。目前云南電力光纜還存在路徑不合理，纖芯資源緊張，成環率較低的問題。從而導致通信通道自愈能力較低，無法實現智能調度，用戶與電網之間便捷的互動。針對以上問題，云南需開展以下技術的研究：光纜實時監測分析技術，支撐堅強智能電網的電力光纜線路預警及主動防御技術，電力光纜線路故障遠程專家協同診斷技術。

另一方面，智能電網的特點決定了：一是通信網絡系統必須建設成具有強大自愈和自適應功能，可以通過遠程設備在線監視和系統信息分析，實時掌握通信網絡運行情況，及時發現、預測、診斷和處置系統故障和隱患，快速應對突發風險，保證通信網絡系統的堅強與可靠；二是通信網絡系統資源優化配置，實現全網的資源優化配置，將空閑的資源及時有效的運用到需要通信資源的地方，提高資源的利用效率，保證通信網絡系統可靠、靈活的運行。三是電力通信要積極探索大容量、大顆粒光傳輸網的建設，滿足智能電網對大量信息傳送的需求。

第二階段：求發展。

首先，智能電網的通信網絡系統的拓撲應該建設成三層的網絡，即地州之間需建設大容量、大顆粒傳輸的骨干層；地州中心局要建設匯聚各縣區信息業務的匯聚層；各縣局要建設靈活的接入層。在第一階段骨干層已經建立起來，在第二階段需要建立匯聚層和接入層。統一的標準有利于繁多的接入點按照統一的要求進行接入，有利于設備與設備之間通信，提高通信網絡的兼容性。

其次，網絡建設好以后，還需要確立一套適用于所有接入點可用的應用模式。一是目前在用的農網設備陳舊，要進行必要的改造后接入智能通信網絡系統。智能通信網絡需要實現多種通信方式統一接入、統一接口規范和統一管理。支持以太網、RS232/RS485/RS422等接口，并能提供標準網管接口，支持本地網管和遠程網管。二是通信網絡尚不能支撐用電采集系統和營銷信息系統等營銷核心業務運行，面向用戶側的通信網絡資源不足。必須提高通信網接入能力的綜合適用性（包括通用性、適應性、便捷性、經濟性等），為各類接入技術系統提供通用的建設模式和分工界面，便于各類業務應用系統能夠根據實際情況選擇經濟、適用、便捷的技術和方式實現接入需求。

第三階段：爭一流。

通過前面兩個階段的實施，云南省的智能電網通信網絡系統已基本成型，第三階段需要把相關的研究成果推廣應用，將目前電力通信網絡系統平滑的過渡為智能電網通信網絡系統，力爭打造國內先進，世界一流的智能電網。

5.對云南智能電網建設通信方面的幾點建議

為了更好，更快的建設智能電網通信網絡系統，結合前面本文探討的情況，下面提出幾點云南建設智能電網通信系統的建議：

（1）加快頂層設計，對云南智能電網通信網絡系統建設做統一的戰略規劃研究，加快部署實施智能電網通信網絡系統的發展戰略，抓緊組織科研究機構對相關問題進行專題的研究開發。

（2）智能電網通信系統接入層的建設工作較為瑣碎，可以先對智能電網通信系統的骨干層和匯聚層進行研究，對于成熟的技術盡快的開展項目運作。

（3）云南省全省實現智能電網通信網絡系統建設的難度較大，可以先選擇幾個通信網絡基礎較好，智能電網前期建設準備較充分的地州開展試點工作，對新技術新成果先試先用。

（4）智能電網通信網絡系統在世界范圍內還沒有較為成熟的案例，云南所有的智能電網網絡系統的研究開發需要不同程度的創新，云南智能電網建設組織者需要統籌兼顧，建設內容既要符合客觀邏輯，又要適度的超前，在探索的道路上與他省他國多對標學習，防止智能電網通信網絡系統發展過程中出現大的偏差。

6.結束語

云南建設智能電網通信網絡系統的思路要清晰，全省組織者要統籌兼顧，自上而下的規劃設計，對于有基礎的地州供電企業要發揮本地區的通信基礎優勢，超前進行研究和嘗試，全員動員，結合云南實際情況，學習國內外先進建設經驗，力爭走出一條適合云南的智能電網通信網絡系統建設道路，提高電網運行的安全性、可靠性，使智能電網的高效化、多元化和人性化服務于廣大人民。 [科]

【參考文獻】

[1]謝開，劉永奇，朱治中，于爾鏗等.面向未來的智能電網[J].中國電力，2008，41（6）：19-22.

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關鍵詞：計算機網絡；可靠性；設計

信息技術飛速發展，全球進入信息化時代，計算機技術的應用也與國家發展和現代化進程有著重要關系，同時也在為人們的生活提供更加豐富多彩的網絡體驗。就目前計算機網絡通訊技術的發展狀況來看，還存在一些不穩定因素，整體網絡還不夠系統化，使得計算機通訊的可靠性大大降低，這對整個網絡通信技術的發展產生了嚴重的威脅。

一、計算機通信網絡的可靠性

人們在使用計算機通信網絡進行溝通時，最基本的要求就是通信的安全性，計算機通信網絡的可靠性一方面是要保證使用中的安全問題，還要保證使用過程中有足夠的處理效率。計算機通信網絡的安全可靠主要包括不被破壞性、不預性、隱私保密性、穩定運行性，系統各組成部分協調統一保證網絡運行的生命力，首要前提就是用戶在使用通信網絡時要能夠獲得可靠的網絡連接，不會無故中斷也不會無故擁堵，以此來提高網絡的整體運行可靠性。

在實際的網絡環境中，計算機通信網絡的可靠性可以具體分為網絡的可靠性和網絡的可靠度。網絡可靠性主要是指通信網絡持續連通，用戶隨時使用都能滿足網絡通信功能，主要在信息通信網絡設計時對使用要求進行規劃。計算機通信網絡的可靠度指的是通信網絡在使用過程中的功能效率，用戶在使用通信網絡在進行溝通的時候能夠確保信息的時效性和準確性。

二、計算機通信網絡的可靠性因素

計算機通信網絡的可靠性是網絡綜合實力的關鍵技術指標，目前我國對于通信網絡的安全性研究也得到了進一步的發展，如何優化并提高通信網絡的可靠性成為技術研發的核心，對于計算機通信網絡的發展有著健康的指導意義。為了更好的優化計算機通信網絡，首先要對影響網絡可靠性的因素進行分析，從根本上找到問題所在，再確定計算機通信網絡可靠性應當如何優化，向著怎樣的方向進行發展，有序促進計算機通信網絡可靠性設計的實現。

（一）用戶端與可靠性的關系。用戶用于接入計算機通信網絡的設備是整個網絡關系的重要組成，其可靠性和安全性也直接關系到整個網絡的安全和穩定。如何確保健康的計算機用健康的方式接入網絡很關鍵，存在安全隱患的計算機在接入計算機網絡中時會對同一網絡中的其他計算機產生威脅，正確的接入策略也直接影響到整個網絡互聯效率。計算機通信網絡運行服務器的日常工作，確保用戶計算機接入的正常使用，用戶端與服務器的連接交互能力越高，整個網絡的連通性也越好。

（二）傳輸設備與可靠性的關系。計算機網絡在構建過程中負責全網溝通的設備也很重要，傳輸設備的速度、安全性、暢通性和容錯性都與網絡工作效率有關系，在設計和選擇傳輸設備時更要考慮其自身的可發展性，先進實現并行工作。傳輸設備不能僅僅局限于單一通路，如果設備故障會使得連接中斷，十分影響網絡的運行效率，如果采用多路并行，故障自查，一條線路出現問題，及時通過其他路線繼續工作，取保網絡穩定連通，這樣大大的增加全網的運行效率。另外，傳輸設備還具備將多個用戶設備集中接入網絡，并與其他無關網絡進行隔離，為用戶在使用通信網絡是提供一個相對獨立的可靠環境。

（三）網絡管理與可靠性的關系。計算機通信網絡結構復雜，用戶龐大，如果不加以管理很容易出現網絡混亂，鏈路擁堵，丟包錯包等問題。采用先進的網絡管理技術，對全網的運行信息進行統籌管理，降低連接故障發生率，實時監管網絡運行狀態，及時發現問題，及時解決問題，使網絡始終處于一個穩定運行狀態。

（四）網絡結構與可靠性的關系。網絡拓撲結構是計算機通信網絡構建的主要參考，從根本上決定著通信網絡的運行關系。因為拓撲關系不確定，可以根據具體的需要對拓撲關系進行調整，所以科學合理的拓撲關系與網絡穩定性也有著直接的關系。計算機通信網絡的建立過程中，通信有效性和準確性是比較重要的指標，有效和準確則與網絡拓撲的連通度和連接直徑有關。目前針對優化網絡拓撲關系的研究也逐漸開展起來，不斷提出新的網絡拓撲結構，也運用更多網絡圖論等新概念優化整個網絡的容錯性和運行可靠性。

三、計算機通信網絡可靠性設計

計算機通信網絡的可靠性設計要首先考慮網絡系統運行的安全性，促進網絡向著安全健康的方向發展。就當下網絡環境來看，網絡系統化建設有些落后，通信安全問題還是比較突出，這給計算機通信網絡發展帶來了巨大的威脅。盡管網絡構建時可以采用先進的連接設備，可以選擇更加優化的網絡結構的拓撲關系，網絡運行的穩定性得到了一定的保證，可是安全性問題仍亟待解決。安全問題要從接入網絡的計算機設備入手，將網絡設備、軟硬件安全、安全協議等統籌考慮，設計更好的安全性系統優化方案。

（一）優化選擇。生物多樣性決定了生態環境的穩定性，安全策略的多樣性和網絡穩定性也有著類似的關系。先不提提高網絡安全性的專業技術，從網絡構建設計開始，安全性設計方案不能過于單一，單一的安全方案存在的漏洞更多更難以發現，單一的安全方案擴展性也比較差，安全技術也相對較小。如果網絡建設設計過程中，有足夠多的安全方案可選，綜合多種安全策略，優先考慮可能的未知隱患，形成一個綜合性的安全運行策略，漏洞少、技術多、可擴展性強，在未來的運行工作中安全監管更加方便，強化安全技術的擴展工作也有更多的入口。

（二）容錯設計。網絡安全平穩的運行，主要表現在發現問題并及時解決問題，發現問題需要時間，解決問題則需要更長的時間，這樣的延遲在通信網絡中的表現是很明顯的，那為什么不能在網絡出現故障時，規避掉一些可以延后解決的問題來優先保證網絡的正常運行呢？這樣我們就需要在通信網絡中建立起一個合理的容錯系統，增強網絡系統的容錯性，在出現一些小問題時網絡可以自行繞過并繼續運行，等到空閑時間再進行處理，這極大的增強了網絡的工作效率和使用可靠性，不至于因為網絡要解決一個問題而出現大面積臨時中斷的問題。多級容錯是網絡容錯策略的新概念，這種容錯模式將故障和問題在內部進行智能分析，細化到網絡結構中的具體部分，一方面降低了對于網絡全面監控和維護的工作量，一方面也增強了網絡內部保護和自我修復的能力。多級容錯，每個網絡環節都可以允許一定的錯誤產生，再通過整個網絡系統進行協同處理，這樣網絡中斷更少，效率更高。

總而言之，面對網絡技術普遍使用的今天，對于安全性的要求越來越高，對于網絡可靠性的要求也越來越高，為了使網絡運行效率更高，運行成本更低，就需要我們開動腦筋，積極尋找新的安全策略，探索新的技術和網絡模式，推動計算機通信網絡的發展。

參考文獻：

[1]符軍.基于遺傳算法的計算機通信網絡可靠性分析及優化[J]. 才智. 2009（12）

[2]張曉杰，姜同敏，王曉峰. 提高計算機網絡可靠性的方法研究[J]. 計算機工程與設計. 2010（05）

[3]劉端增，于涌源.計算機網絡可靠性設計[J]. 電腦學習. 2010（01）

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關鍵詞：數據通信;網絡;教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）42-0140-02

數據通信與網絡技術的飛速發展，數據通信網絡已成為人們生活的必需品，需要學習這門課程的人也在不斷地增加。而目前傳統的數據通信課程的教學通常以理論課為主，與實際數據通信網絡運營狀況脫節。學生無法將學到的網絡基礎知識和實際的數據通信網絡結合起來。為了使學生在掌握通信基本原理和技術的前提下，掌握數據通信網絡實際運行機理，本文提出了結合企業級數據通信網絡平臺的《數據通信》課程教學改革方案，建立《數據通信》課程教學實踐課程體系，使理論教學與實踐教學相結合的教學改進措施，在具體的教學實踐中，取得了較明顯的效果。

一、教學現狀

《數據通信》課程通常以理論教學為主，常選用的經典參考教材有Berouz A. Forouzan編著的《Data Communications and Networking》和William Stallings編著的《Data and Computer Communications》等。主要講述數據通信的基礎知識，包括網絡模型、數據傳輸、編解碼技術、交換、復用等;網絡協議各層功能;局域網、廣域網的工作方式和原理等。學生在學習該課程時，感覺知識點繁多，內容瑣碎，無從下手，學習效果較差。由此可見，積極進行教學改革，引入實踐教學機制，引發學生的學習興趣，幫助學生理解和掌握課程中的各種網絡原理，提高學生分析問題和解決問題的能力，迫在眉睫。

二、優化教學內容

《數據通信》課程的內容可以分為兩部分，一部分是數據通信基礎理論和知識，這部分內容具有概念抽象、專業術語過多等特點;另一部分為數據通信網絡技術，這部分內容具有更新換代快，新概念、新技術層出不窮的特點。首先，針對本課程的特點和學生學習時遇到的問題，需對原有教學大綱進行調整，增加數據通信基礎理論和知識的講解，并增加對當前采用的最新數據通信網絡技術的內容。其次，在對數據通信基礎知識和協議的講解中，內容較為抽象，學生不容易理解，需輔助動畫。動畫是理解網絡協議的復雜機制的強有力的工具，能夠使學生在協議交換的每一步直觀地觀察到協議的工作原理。最后，增加實踐和討論課等調動學生興趣的內容，使學生增加學習的主觀能動性。

本課程內容雖然很多，但是很多內容具有連貫性和相似性，通過有重點、有層次的學習，更利于學生做到融會貫通，節省學習時間。通過這些方法，不斷整合優化教學內容，適時調整教學重點，鼓勵學生發揮想象力和創造力，提高學生時間動手能力。

三、更新教學手段

目前，各高校對理論課程的講解多采用多媒體教學的方法，教師準備課程主題相關的ppt文檔，通過在文檔中集成圖像、文字、聲音和動畫技術，使抽象的內容形象化、生動化，易于理解和接受，教學效果較好。但是僅采用幻燈片的方式，學生反映對一些公式推導和分析效果不好，對某些抽象概念理解不深入。針對這類問題，本文采用板書教學和多媒體教學相輔助的原則，并引如對時間問題解決方法的實際操作演示。例如：在講解基于TCP協議的進程的通信過程時，通常根據圖1，用語言來描述。這種講解，學生只是從概念上明白了，但還是無法深入理解，也很難著手自己去實現。如果教師在課堂上，直接通過編寫一個簡單的基于TCP的進程通信的程序，可以直接有效地讓學生理解整個通信過程，并且為后面自己動手設計通信程序奠定了基礎。

四、增加實踐教學

實踐教學是教學的重要環節，可以增加學生的見識，培養學生的動手能力，是應用型人才培養的重要手段。但傳統的實踐教學通常側重于實驗教學，由于實驗設備相對落后，實驗學時數有限，實驗內容驗證性較多等，很難達到預期效果。為了改善教學中的這一問題，本課程對實踐教學進行了改進。

首先，增加案例實踐。案例教學主要指在教學過程中以典型的案例為對象，教師和學生共同參與分析，并尋求解決辦法。這種教學可以充分調動學生的主觀能動性，加強師生之間的互動，培養學生分析問題和解決問題的能力，具有良好的教學效果和教學價值。

其次，引進三層交換機、全千兆匯聚交換機、企業路由器、企業語音路由器和網絡語音終端等設備，搭建數據通信實訓室，以“分-總”的方式提供數據通信技術實訓。所謂“分”是指學生可以通過實訓室組內的設備進行分項技術的實訓。例如：在VLAN技術實訓課程中，學生只使用交換機設備進行VLAN技術方面的實訓;在OSPF課程上，只使用路由器設備進行學習實訓。教師可以通過配套的實訓課程搭建實驗，也可以根據具體需求靈活搭建實驗網絡。“總”是指學生在了解并掌握數據通信網絡各個層級技術基礎上，在網絡架構上形成整體概念，能夠把握高層技術，通過對企業網絡的模擬實訓，對各個層級技術的融會貫通，使學生掌握數據通信網絡的規劃及搭建技能。實訓室網絡設備總體拓撲圖如圖2所示。

五、考核辦法

傳統的考核辦法以試卷考核為主，這種方法只適用于基礎理論課的考核，對于《數據通信》課程這類理論與實踐相結合的課程不適合。為了激勵學生更好地掌握這門課程，提高動手能力，考核需分為2步完成：一部分以試卷的方式考核理論部分，占總成績的50%;另一部分由教師師根據學生對實踐部分的完成情況，給出成績，占總成績的50%。

本文提到《數據通信》課程的教學改革內容和方法已應用于具體的教學實踐中，取得了較明顯的教學效果，學生們的學習熱情明顯提高，自主思考和動手能力也有所提高。

參考文獻：

[1]William Stallings. Data and Computer Communications[M].New Jersey：Pearson Education，Inc，2011.

[2]Behrouz A.Forouzan. Data Communications and Networking[M].New Jork：McGraw-Hill，2013.

[3]李琦，等.“數據通信與計算機網絡”精品課程建設的思考[J].中國電力教育，2013，（7）.

[4]左春波.大學課堂教學質量管理探析[J].哈爾濱師范法學社會科學學報，2012，（5）.

The Research and Application on the Improved Teaching Methods of Data Communication

LI Jie，WU Zhi-gang，ZHANG Chen-guang，WANG Xue-jing

（School of electronics and information Engineering，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China）

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【關鍵詞】 數據挖掘 移動通信技術 網絡優化

3G網絡的快速發展衍生了數據挖掘技術，而隨著通信網絡開始從3G時代轉向4G時代，移動運營商之間的競爭更加激烈。保證移動通信網絡的安全、穩定與快速性就是當下的主要任務。要了解網絡特征，就需要數據挖掘，對龐大的網絡數據進行分析，以便于確定安全隱患，解決安全隱患。

一、數據挖掘技術的概念

數據挖掘是一種新的技術，是大數據時代和移動網絡快速發展的一種必然產物。數據挖掘是將信息進行重新整理，針對不同的行業，不同的目的，數據挖掘的方向應存在差異。數據挖掘還注重數據之間的關系，或者數據與事件之間的關系。基于數據挖掘的分析方法主要包括：關聯分析法主要是對給定數據集的分析，找到其與組之間的關系，挖掘數據的潛在價值。分類分析法是基于不同類別的數據的劃分，主要用于網絡監測。序列分析方法與關聯分析方法相似，是利用數據之間的關聯性來發現入侵移動終端的信息，及時查找網絡故障，完成移動通信網絡的優化過程。

二、數據挖掘應用于移動通信網絡優化的原則

數據挖掘技術的使用要遵循一定的原則。包括通信網絡的智能性原則、分布式處理原則等。網絡優化是一個復雜的過程，采用傳統的技術很難完成任務，基于此的人工智能對其優化完成有著重要的作用，因此人工智能的應用是必要的。另外，大數據時期，將數據分析和挖掘集中在一個服務器上，容易導致系統故障，網絡優化要進行多方面考慮，做到分層次優化，全面性優化。從數據采集到數據處理過程都要保證移動通信網絡的運行安全。龐大的數據庫是現代網絡的特點，因此實現全盤分析是不可能的，要對數據進行分析，可以利用分層法先找到有效信息。大數據時期，移動通信網絡的優化需要保證智能性和分層性。

三、移動通信網絡優化中數據挖掘的應用

1、移動通信優化的內容。數據挖掘技術對于移動通信網絡的作用毋庸置疑，4G網時代的到來，移動通信網絡的優化主要體現在話務分析、干擾控制、掉話處理、切換問題以及網絡覆蓋問題等。只有確保移動通信整體的運行安全和穩定，才能保C其順利發展。其中移動站點的選擇，要綜合考慮幾種影響因素。包括信號覆蓋是否滿足要求，基站的建設是否可行，周邊建筑物和環境是否對網絡造成較大影響。目前，在移動站點的選擇中，數據挖掘技術主要采用的是禁忌搜索算法、遺傳算法、模擬退火算法和神經網算法。通過幾種算法的單獨使用和交叉使用，可以有效的實現站點的合理選擇，使基站的建設更加合理。

2、基于數據挖掘的移動通信故障解決。首先，移動無線網常見的故障形式之一就是鏈路丟失，俗稱斷線。基于數據挖掘的故障解決方式如下：手機信道、基站等可能產生掉話的數據信息，并對數據進行集中分析，分析掉話產生的原因。當然，要根據移動鏈路表現形式采取優先測量的方式，一般在GSM網運行中，賦予數據參數值，如以120s為期限值。在規定時間內，完成連接證明無故障。如連接失敗，則應對數據進一步分析，并通過實驗來判斷的原因。在測試過程中，規定S=0時，為斷線。其次，干擾分析和掉話處理是移動通信系統網絡優化的核心問題。基站在建立過程中，由于多種原因會受到干擾，干擾一般分為內部干擾和互相干擾兩種，其中內部干擾是移動通信網絡信道自身造成，互相干擾則是來自宏站的周邊建設，或者宏站與微小區之間的干擾。移動通信掉話經常出現，控制移動掉話采用的是綜合性數據挖掘方法。掉話的原因有多種，采用關聯分析或者神經網分析都能夠更快的查出掉話的原因。話務分析是對某一時間段的話務規律進行預測，了解話務特征，制定話務分析原則，話務分析是防止掉話的前提。第三，對于網絡覆蓋的解決。由于4G網等在建設過程中，基站位置不合理，后期的用戶增加等原因都會造成移動通信信號覆蓋不足。解決這一問題要基于數據挖掘技巧，對不同網絡制式和地區網絡需求進行分析。4G網由于采用了MIMO多天線技術，建立PRRU覆蓋方式并采用大寬帶技術來實現組網覆蓋。將數據收集重點應放在流量上，制定不同的解決方案，針對不同的小區制定不同的寬帶容量，并且采用并行運行原則，提高網絡質量。在業務量少的情況下，設置較小的寬帶容量，促進資源的合理利用，滿足用戶需求，也促進無線網的可持續發展。

總結：移動通信在發展的同時存在著掉話、切換等問題。為了處理這一問題，網絡優化是必要的。數據挖掘是對網絡通信狀態、運行過程中的數據進行合理的收集、整理和處理，對于網絡優化具有促進作用。總之，移動通信網絡優化迫在眉睫，應對數據挖掘策略具體進行解決。

參 考 文 獻

[1]李勇進，包杰.GSM無線網絡優化中的掉話分析與研究[J].網規網優，2013（9）.