基于云計(jì)算技術(shù)的光纖通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化對(duì)策分析

張欣然

（解放軍31401部隊(duì)，山東濟(jì)南，250002）

1 光纖傳輸技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)

1.1 光纖傳輸技術(shù)

我國(guó)現(xiàn)階段通信工程中主要采用的傳輸技術(shù)為光纖傳輸技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值明顯優(yōu)于其他通信技術(shù)，這和光纖傳輸信號(hào)傳遞的速度、效率較高有著直接關(guān)系。光纖傳輸技術(shù)能夠盡可能地匹配大量的傳輸內(nèi)容，有助于信息的大量整合利用，有助于為使用者提供海量數(shù)據(jù)信息，并且可以在特定條件先將信號(hào)傳遞的范圍不斷擴(kuò)大，有助于提高偏遠(yuǎn)地區(qū)信號(hào)質(zhì)量，并且突破了傳統(tǒng)信號(hào)傳遞過(guò)程中外界因素的諸多干擾，將信號(hào)中斷發(fā)生的概率大大降低，達(dá)到信息傳輸效率和質(zhì)量同步提升的效果。相較于其他信號(hào)傳輸技術(shù)，光纖傳輸技術(shù)有著更加迅速的傳輸速度，能夠?qū)⒊霈F(xiàn)通信卡頓的問(wèn)題大大降低，其抗干擾能力較強(qiáng)，能夠保證長(zhǎng)距離傳輸時(shí)信號(hào)傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量，有助于整體通信工程建設(shè)質(zhì)量的提升，有助于將通信服務(wù)質(zhì)量?jī)?yōu)化。

1.2 云計(jì)算技術(shù)

所謂云計(jì)算技術(shù)，主要是將網(wǎng)絡(luò)服務(wù)虛擬化，也就是在應(yīng)用云計(jì)算過(guò)程中需要虛擬化所有資源，并且存儲(chǔ)好虛擬化資源，用戶獲取自身需要資源時(shí)可以利用客戶端即云端服務(wù)獲取，然后在不同領(lǐng)域中應(yīng)用各類資源。互聯(lián)網(wǎng)是云計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)，只有在互聯(lián)網(wǎng)條件下才能保證用戶有效應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)。同時(shí)也是各類云平臺(tái)造就了云計(jì)算技術(shù)，所以，云計(jì)算技術(shù)可以充分利用云平臺(tái)中的虛擬軟件、硬件資源等，比如利用云辦公軟件調(diào)度云計(jì)算技術(shù)，將大量虛擬資源導(dǎo)入，并且利用軟件中某項(xiàng)功能計(jì)算大量虛擬資源，將資源特征確認(rèn)并且利于識(shí)別。

2 云計(jì)算基本功能

2.1 虛擬化

我們將物力資源到數(shù)字資源轉(zhuǎn)化的過(guò)程稱為虛擬化，虛擬化后的資源可以流通于網(wǎng)絡(luò)之中，所以虛擬化功能是云計(jì)算最為顯著因素。虛擬化過(guò)程主要是模擬物理資源，保證生成線上資源和物理資源一致。接口和功能一致可以體現(xiàn)出虛擬化資源和物理資源一致性，也就是在虛擬化資源和物理資源中可以應(yīng)用相同行為，可以得到相同結(jié)果，所以虛擬化資源有著較高準(zhǔn)確性。

2.2 自動(dòng)化部署

在現(xiàn)代信息化社會(huì)中，有著十分龐大且與日俱增的數(shù)據(jù)流通量，在實(shí)際中如果想要高效處理并且利用這些數(shù)據(jù)信息就要采取一定的輔助措施。當(dāng)前存在很多數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)，但是較為突出的問(wèn)題就是處理效率有待進(jìn)一步提升。云計(jì)算技術(shù)憑借其簡(jiǎn)化邏輯處理方式能夠快速自動(dòng)計(jì)算大量數(shù)據(jù)信息，并且簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)信息代表的任務(wù)，將數(shù)據(jù)信息處理效率顯著提高，保證在較短的時(shí)間內(nèi)用戶能夠獲取更多的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)完整資源應(yīng)用環(huán)境的構(gòu)建，這也充分體現(xiàn)了云計(jì)算自動(dòng)化部署功能。

2.3 應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)展

在云儲(chǔ)存環(huán)境中聚集著大量的網(wǎng)絡(luò)資源，我們可以將云平臺(tái)看做龐大的資源池，所有用戶通過(guò)云平臺(tái)對(duì)接資源池并且從中獲取想要得到的資源，如果用戶較多，那么就會(huì)出現(xiàn)負(fù)載周期這一新的問(wèn)題。如果有著較大的用戶量，同時(shí)間資源池就會(huì)產(chǎn)生較長(zhǎng)負(fù)載周期，如果用戶量不多，那么資源池的負(fù)載周期也會(huì)隨之變短。工作人員可以通過(guò)利用云計(jì)算技術(shù)分析平臺(tái)的當(dāng)前負(fù)載周期，從而對(duì)實(shí)際負(fù)載運(yùn)行情況有客觀真實(shí)的了解，并且根據(jù)實(shí)際秦光動(dòng)態(tài)伸縮調(diào)整應(yīng)用資源。如果負(fù)載周期較長(zhǎng)可以將多余資源釋放出來(lái)，將資源利用率提升，避免發(fā)生負(fù)載過(guò)高的問(wèn)題。

3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的問(wèn)題

3.1 局限性

交換技術(shù)、無(wú)線技術(shù)等是優(yōu)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中都要涉及的技術(shù)領(lǐng)域，此外，在優(yōu)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中往往需要專業(yè)人員來(lái)完成。在傳統(tǒng)優(yōu)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)中更多的是依賴技術(shù)人員的工作經(jīng)驗(yàn)，人工方式是最為主要的方法，但是受到不同使用設(shè)備、軟件等因素的影響，處理設(shè)備和軟件的方式也會(huì)存在較大的差異，這就造成在優(yōu)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中需要掌握多種技術(shù)。不過(guò)當(dāng)前所用優(yōu)化軟件在分析處理光纖通信網(wǎng)絡(luò)一些問(wèn)題時(shí)往往只針對(duì)一種性能，這就造成無(wú)法全面地優(yōu)化處理光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，局限性較強(qiáng)，這也是未來(lái)需要改進(jìn)之處。

3.2 數(shù)據(jù)管理受限

國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)國(guó)民生活水平及素質(zhì)水平提升，國(guó)民對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用量也處于持續(xù)增加狀態(tài)，這就促使網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有著更高復(fù)雜程度，設(shè)備也更加多樣，這造成優(yōu)化光纖工作需要考慮的因素更多，當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)無(wú)法滿足傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，企業(yè)需要加強(qiáng)創(chuàng)新改變優(yōu)化方式。龐大數(shù)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息是優(yōu)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，為此，工作人員需要深入分析研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)存儲(chǔ)好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，提升云平臺(tái)儲(chǔ)存量。但是當(dāng)前持續(xù)增加的基礎(chǔ)信息導(dǎo)致優(yōu)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)工作過(guò)程中有很大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)被占用，導(dǎo)致軟件無(wú)法高效運(yùn)行，數(shù)據(jù)管理工作也較為困難。

4 光網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)化策略

云計(jì)算技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵平臺(tái)就是大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心。在云計(jì)算平臺(tái)下光纖網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)交互模型構(gòu)建中需要以云計(jì)算平臺(tái)和光網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)傳輸為基礎(chǔ)。在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，光網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)、光網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用都發(fā)揮著非常重要的作用，可以說(shuō)，光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是云計(jì)算平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和處理能力。在優(yōu)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，需要構(gòu)建模型，具體如下：

4.1 云計(jì)算技術(shù)下光網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)能耗模型

光纖網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)能耗模型的構(gòu)建需要以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)，用云計(jì)算技術(shù)支持光纖網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，將系統(tǒng)可靠性提升。當(dāng)前主要按照如下能耗模型進(jìn)行通信節(jié)點(diǎn)計(jì)算：

其中：

θ——光纖網(wǎng)絡(luò)協(xié)議感染常數(shù)項(xiàng)和硬件配置取值；

e——光纖網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸長(zhǎng)度；

R——線路能量消耗；

ε——光纖網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)常數(shù)。

可以按照公式（2）計(jì)算通信信道容量，明確光纖網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)傳輸速度、通信道容量干擾節(jié)點(diǎn)能量消耗情況：

ξi——光網(wǎng)絡(luò)通信信道；

f1——通信數(shù)據(jù)發(fā)射功率；

c——通信信道帶寬；

n0——高斯白噪聲密度。

光網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)間相互傳輸數(shù)據(jù)在該情況下最小通信信道能量計(jì)算公式為（3）：

υ——通信節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)速度；

h——光通信路徑條數(shù)總和；

T——傳輸時(shí)間；

l——通信數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度。

按照式（4）計(jì)算寬數(shù)據(jù)傳輸速度：

按照式（5）計(jì)算整體光纖網(wǎng)絡(luò)通信路徑能耗：

光纖網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)能耗模型以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)達(dá)到網(wǎng)絡(luò)通信能力提升的效果。

4.2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)信道優(yōu)化

云計(jì)算技術(shù)的計(jì)算能力十分強(qiáng)大，利用這一特點(diǎn)，以鏈路節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)方法為基礎(chǔ)對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)通信信道配線進(jìn)行優(yōu)化控制，將調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸信道、通信配線進(jìn)行均衡以及改善，按照?qǐng)D1所示結(jié)構(gòu)配置通信鏈路節(jié)點(diǎn)，通過(guò)圖1能夠充分展示出鏈路節(jié)點(diǎn)、鏈路計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。

圖1 云計(jì)算平臺(tái)下光網(wǎng)絡(luò)通信鏈路節(jié)點(diǎn)配置

光纖網(wǎng)絡(luò)通信信道優(yōu)化需要以鏈路節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)手法方法進(jìn)行控制，具體步驟為：

在云計(jì)算平臺(tái)下，將光纖網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)資源分給為多個(gè)數(shù)據(jù)子集，通信配線信道模型按照式（7）所示公式進(jìn)行描述，實(shí)現(xiàn)均衡分配數(shù)據(jù)傳輸信道：

其中：

n——模型極窄脈沖帶寬數(shù)量；

m——輸出控制參量；

x=(x1，x2，…，xn)——光網(wǎng)絡(luò)通信配線信道分簇單元集合；

y=F(x) ——聯(lián)合時(shí)間-尺度函數(shù)。

光纖網(wǎng)絡(luò)通信終端調(diào)度屬性集的種類用g、j標(biāo)識(shí)，平面調(diào)度多徑信道優(yōu)化組合輸出用P(ni)表示，以加權(quán)充足船舶衰減系數(shù)為前提進(jìn)行數(shù)據(jù)任務(wù)交流的排序。在云計(jì)算平臺(tái)下，存儲(chǔ)光纖通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。在光纖通信網(wǎng)路正常運(yùn)行時(shí)可以完成LFM信號(hào)的發(fā)送，狀態(tài)空間頻率和時(shí)間相關(guān)性集合用FN×1表示，節(jié)點(diǎn)鏈路矩陣用SN×L表示，光纖網(wǎng)絡(luò)先導(dǎo)節(jié)點(diǎn)時(shí)隙調(diào)頻時(shí)長(zhǎng)影響著SN×L矩陣情況，此時(shí)，光纖網(wǎng)絡(luò)通信終端接收信道船舶規(guī)則可以用S={si|i=1，2，…，Ns}，S∈C表示，光纖網(wǎng)絡(luò)通信配線通道節(jié)的兩種集合分別為規(guī)則集和實(shí)例集。按照式（8）表示節(jié)時(shí)間轉(zhuǎn)換下節(jié)點(diǎn)信道結(jié)構(gòu)可信度指標(biāo)。

可以利用優(yōu)化組合多徑光纖網(wǎng)絡(luò)通信信號(hào)獲取光纖網(wǎng)絡(luò)通信信道傳輸節(jié)點(diǎn)的碼間負(fù)面作用，利用探測(cè)信號(hào)和光纖網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行結(jié)果的計(jì)算，并且光纖網(wǎng)絡(luò)通信信息可以用鏈路節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)收發(fā)控制模型進(jìn)行調(diào)控。鏈路節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)收發(fā)控制模型如公式（9）所示：

利用 M×N 維矩陣標(biāo)記光網(wǎng)絡(luò)資源接收與發(fā)送數(shù)據(jù)特征，用跳鄰節(jié)點(diǎn)在相同時(shí)間、相位疊加光網(wǎng)絡(luò)通信資源之前安排前導(dǎo)時(shí)隙、自相關(guān)卷積通信信道的沖激響應(yīng)函數(shù)，繼節(jié)點(diǎn)符合∨m∈M，此時(shí)可以按照公式(10)約束任務(wù)次數(shù)：

通過(guò)利用時(shí)隙安排能夠?qū)⒐饫w網(wǎng)絡(luò)通信中均衡信道碼負(fù)面作用成功地清理干凈，保證合理分配和使用多徑信號(hào)能量。在云計(jì)算平臺(tái)下，通過(guò)優(yōu)化光纖網(wǎng)絡(luò)通信信道能夠更好地控制鏈路節(jié)點(diǎn)自適應(yīng)性收發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同接收陣元的在某時(shí)間段內(nèi)的單獨(dú)控制。

通過(guò)利用云計(jì)算技術(shù)優(yōu)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)能夠提高通信水平，保證通信質(zhì)量，更好地滿足用戶的需求，解決以往光纖通信中存在的工作效率不高、卡頓等問(wèn)題，有助于推動(dòng)通信行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在未來(lái)發(fā)展中，需要進(jìn)一步加大云計(jì)算等先進(jìn)信息技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。