基于人工智能技术的光通信网络应用研究

吕林红

摘要：人工智能技术领域的起源很早，在日常生活的各个领域都可以看到人工智能的身影，但是之前它一直不太起眼，自从机器人AlphaGo战胜中韩两国围棋重量级选手消息被人们广泛了解后，它才开始引起人们的特殊关注。研究学者们将实验焦点聚集在人工智能技术中，想将它的长处极致发挥，在各行各业中都能大放异彩，为我们的生活提供便利，推动科技领域迈上新台阶。

关键词：人工智能;通信网络;潜在风险;预测准确性

前言：光通信网络自然包含在这其中。通过美国光通信网络会议（OFC， optical fiber communication）和欧洲光通信会议（ECOC， European conference of optical communication），就能看出人工智能非同一般的重要地位，这两个重量级会议中有大约20个议题是有关人工智能的。我在这里有必要做一下声明，尽管人工智能技术范围十分广泛，本文中所指的 AI 技术主要是神经网络类技术。人工智能技术之所以受到研究者重点关注，主要是因为人工智能对初学者来说比较友好，易于上手，入门要求相对较低。

一、光通信网络中 AI 技术的应用

通信网络与我们日常生活密切相关，它采用黑盒子的方式对系统进行数据建模分析，黑盒子在大量学习样本数据后可以完成自己去连接神经元的任务，并且自动合理分配好神经元间的连接占比，使用者不必自己花时间花精力了解神经元间具体的连接情况和分配权重，人工智能的预测能力便能得到有效提高，预测准确性更加可靠。网络的控制以及网络的管理和维护是它的主要任务。网络控制就是管理者尽可能在通信网络中把资源合理分配，使用户获得更好的体验感受。网络管理和维护是在理解网络需求的基础上，将网络设计和调配进行最优化处理，并实时监控网络运行状况，将故障及时扫清。未来人工智能的控制基本实现自动化，不在需要太多人为干预。人工智能的热潮比互联网持续时间还要长，一浪接一浪，最终这个领域必然会研究收获累累。本文介绍 AI 技术在光通信网络中的几种代表性的应用。1） 因为接收端结合先进AI 技术的数字信号处理方法，黑盒子对光信号检查的灵敏度可以明显看到提高，并且最大程度优化光纤传输系统的产品特性，提高网络的频谱使用效率2） 通过不断分析学习光网络中的故障事件，黑盒子将故障输入后分析故障原因后再对其进行输出，实现对故障原因的精准分析，当检测到可能有故障存在时，及时发出提示预警。3） 结合网络安全的环境来看，AI技术也可用于预警和识别光层的网络攻击。

二、光通信网络中AI 应用的潜在风险

1.社会疏离

在通信网络如此智能的环境中，人们对虚拟网络的依赖急剧上升，虚拟网络通信让人与人的交流有了更多的想象与神秘，现实中羞涩缄默的人也可能在网络中侃侃而谈，但我们必须认识到它与真是世界是有本质区别的，对它过度依赖势必会导致与现实生活产生巨大的心理落差，从而导致我们中的一些人或多或少有社会疏离心理。在不久以后的人工智能时代里，虚拟世界有了进一步的延伸和发展，各种虚拟现实与人工智能交互更加紧密，人类对虚拟网络的依赖性势必随之增加，社会中真实的人际互动更加疏离，人与人面对面的真诚情感交流越来越少，甚至开始稀缺，从而催生出更多的社会问题，社会不稳定因素由此发酵。

2.AI 技术可能面临网络安全的威胁

主要依赖大量的样本学习以形成用于预测的系统参数，这个特点可能会为非法网络入侵提供机会，对网络造成安全威胁。例如，一个用户刻意对系统进行不正当训练，可以主观影响甚至对整个网络中的资源分配决策进行恶意控制，来获取不正当利益，严重破坏了和谐的网络秩序，对其他用户的网络性能带来恶劣影响。现实生活中，一大批用户通过这一方面的漏洞，提高一些商品和货物在知名网站上的排行位置，或者为其提供更多的推荐机会为自己获取利益。

三、光通信网络中关于 AI 应用的一些建议

不得不承认，AI 技术可以推动光通信网络的实质性进步，帮助其规划操作运营顺利，但它也不是万能的。本文客观性地对为避免其漏洞，UI比风险提出了以下几点建议。首先，AI 技术依据其特性比较适合在辅助性的场景中发挥预测作用，如网络中某些信号的出现预示着可能未来会在某些特定部位出现网络故障，管理者收到预警，对网络和传输系统进行提前人为干预，及時排查故障，避免故障的发生。只要保证大部分预警是正确的，即使存在少量的预警错误，网络的可靠性也能得到显著提高，改善网络资源的使用效率，使用户获得更优网络使用体验。其次，由于光通信网络具有宏观规模和极度的开放性的显著特点，AI 技术应做到尽量不把全部光通信网络当做一个巨大的“黑盒子”来进行模仿学习，尽管理论上该类方法对于方法性探索研究来说是切实可行的，但在实际工程性应用情景中，存在着巨大的漏洞。一定会有一些场景是它无法正确及时预测到的，因为没有遵守SLA 的必要准则，最终面临巨额的经济赔偿问题。但是事实是，AI技术极大地提升了光通信网络的效率，为其节约的经济成本和人力成本也是不可忽视的，它为通信网络带来的优化远远比这些赔偿和相关联的由此造成的财产损失重要的多。

结束语：

社会在飞速发展，科技水平也有了质的飞跃，人工智能与通信网络的结合是大势所趋，我们只要深入了解其规律，审慎分析，必然能将其优点得到最大发挥，为人民生活谋福祉。

参考文献：

[1]张云波，赵璇.IPTV网络技术发展研究[J].数字传媒研究，2016，33（9）：66-68.

[2]成宇龙.IPTV网络技术发展研究[J].科学与财富，2018，（32）：239.

[3]郭碧波.对4G移动通讯网络技术的研究[J].信息与电脑，2017，（6）：163-165.

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