基于人工智能技術的光通信網絡應用研究

呂林紅

摘要：人工智能技術領域的起源很早，在日常生活的各個領域都可以看到人工智能的身影，但是之前它一直不太起眼，自從機器人AlphaGo戰勝中韓兩國圍棋重量級選手消息被人們廣泛了解后，它才開始引起人們的特殊關注。研究學者們將實驗焦點聚集在人工智能技術中，想將它的長處極致發揮，在各行各業中都能大放異彩，為我們的生活提供便利，推動科技領域邁上新臺階。

關鍵詞：人工智能;通信網絡;潛在風險;預測準確性

前言：光通信網絡自然包含在這其中。通過美國光通信網絡會議（OFC， optical fiber communication）和歐洲光通信會議（ECOC， European conference of optical communication），就能看出人工智能非同一般的重要地位，這兩個重量級會議中有大約20個議題是有關人工智能的。我在這里有必要做一下聲明，盡管人工智能技術范圍十分廣泛，本文中所指的 AI 技術主要是神經網絡類技術。人工智能技術之所以受到研究者重點關注，主要是因為人工智能對初學者來說比較友好，易于上手，入門要求相對較低。

一、光通信網絡中 AI 技術的應用

通信網絡與我們日常生活密切相關，它采用黑盒子的方式對系統進行數據建模分析，黑盒子在大量學習樣本數據后可以完成自己去連接神經元的任務，并且自動合理分配好神經元間的連接占比，使用者不必自己花時間花精力了解神經元間具體的連接情況和分配權重，人工智能的預測能力便能得到有效提高，預測準確性更加可靠。網絡的控制以及網絡的管理和維護是它的主要任務。網絡控制就是管理者盡可能在通信網絡中把資源合理分配，使用戶獲得更好的體驗感受。網絡管理和維護是在理解網絡需求的基礎上，將網絡設計和調配進行最優化處理，并實時監控網絡運行狀況，將故障及時掃清。未來人工智能的控制基本實現自動化，不在需要太多人為干預。人工智能的熱潮比互聯網持續時間還要長，一浪接一浪，最終這個領域必然會研究收獲累累。本文介紹 AI 技術在光通信網絡中的幾種代表性的應用。1） 因為接收端結合先進AI 技術的數字信號處理方法，黑盒子對光信號檢查的靈敏度可以明顯看到提高，并且最大程度優化光纖傳輸系統的產品特性，提高網絡的頻譜使用效率2） 通過不斷分析學習光網絡中的故障事件，黑盒子將故障輸入后分析故障原因后再對其進行輸出，實現對故障原因的精準分析，當檢測到可能有故障存在時，及時發出提示預警。3） 結合網絡安全的環境來看，AI技術也可用于預警和識別光層的網絡攻擊。

二、光通信網絡中AI 應用的潛在風險

1.社會疏離

在通信網絡如此智能的環境中，人們對虛擬網絡的依賴急劇上升，虛擬網絡通信讓人與人的交流有了更多的想象與神秘，現實中羞澀緘默的人也可能在網絡中侃侃而談，但我們必須認識到它與真是世界是有本質區別的，對它過度依賴勢必會導致與現實生活產生巨大的心理落差，從而導致我們中的一些人或多或少有社會疏離心理。在不久以后的人工智能時代里，虛擬世界有了進一步的延伸和發展，各種虛擬現實與人工智能交互更加緊密，人類對虛擬網絡的依賴性勢必隨之增加，社會中真實的人際互動更加疏離，人與人面對面的真誠情感交流越來越少，甚至開始稀缺，從而催生出更多的社會問題，社會不穩定因素由此發酵。

2.AI 技術可能面臨網絡安全的威脅

主要依賴大量的樣本學習以形成用于預測的系統參數，這個特點可能會為非法網絡入侵提供機會，對網絡造成安全威脅。例如，一個用戶刻意對系統進行不正當訓練，可以主觀影響甚至對整個網絡中的資源分配決策進行惡意控制，來獲取不正當利益，嚴重破壞了和諧的網絡秩序，對其他用戶的網絡性能帶來惡劣影響。現實生活中，一大批用戶通過這一方面的漏洞，提高一些商品和貨物在知名網站上的排行位置，或者為其提供更多的推薦機會為自己獲取利益。

三、光通信網絡中關于 AI 應用的一些建議

不得不承認，AI 技術可以推動光通信網絡的實質性進步，幫助其規劃操作運營順利，但它也不是萬能的。本文客觀性地對為避免其漏洞，UI比風險提出了以下幾點建議。首先，AI 技術依據其特性比較適合在輔助性的場景中發揮預測作用，如網絡中某些信號的出現預示著可能未來會在某些特定部位出現網絡故障，管理者收到預警，對網絡和傳輸系統進行提前人為干預，及時排查故障，避免故障的發生。只要保證大部分預警是正確的，即使存在少量的預警錯誤，網絡的可靠性也能得到顯著提高，改善網絡資源的使用效率，使用戶獲得更優網絡使用體驗。其次，由于光通信網絡具有宏觀規模和極度的開放性的顯著特點，AI 技術應做到盡量不把全部光通信網絡當做一個巨大的“黑盒子”來進行模仿學習，盡管理論上該類方法對于方法性探索研究來說是切實可行的，但在實際工程性應用情景中，存在著巨大的漏洞。一定會有一些場景是它無法正確及時預測到的，因為沒有遵守SLA 的必要準則，最終面臨巨額的經濟賠償問題。但是事實是，AI技術極大地提升了光通信網絡的效率，為其節約的經濟成本和人力成本也是不可忽視的，它為通信網絡帶來的優化遠遠比這些賠償和相關聯的由此造成的財產損失重要的多。

結束語：

社會在飛速發展，科技水平也有了質的飛躍，人工智能與通信網絡的結合是大勢所趨，我們只要深入了解其規律，審慎分析，必然能將其優點得到最大發揮，為人民生活謀福祉。

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