淺談數據通信及其應用前景

摘要：本文介紹數據通信的構成原理、交換方式及其適用范圍；數據通信的分類(lèi)，并展望未來(lái)美好的應用前景。

主題詞數據通信構成原理適用范圍應用前景

數據通信是通信技術(shù)和計算機技術(shù)相結合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。要在崐兩地間傳輸信息必須有傳輸信道，根據傳輸媒體的不同，有有線(xiàn)數據通信與無(wú)線(xiàn)崐數據通信之分。但它們都是通過(guò)傳輸信道將數據終端與計算機聯(lián)結起來(lái)，而使不崐同地點(diǎn)的數據終端實(shí)現軟、硬件和信息資源的共享。

一、數據通信的構成原理、交換方式及適用范圍

１．數據通信的構成原理

數據通信的構成原理如框圖１所示。圖中ＤＴＥ是數據終端。數據終端有分崐組型終端（ＰＴ）和非分組型終端（ＮＰＴ）兩大類(lèi)。分組型終端有計算機、數崐字傳真機、智能用戶(hù)電報終端（ＴｅＬｅｔｅｘ）、用戶(hù)分組裝拆設備（ＰＡＤ）崐、用戶(hù)分組交換機、專(zhuān)用電話(huà)交換機（ＰＡＢＸ）、可視圖文接入設備（ＶＡＰ）崐、局域網(wǎng)（ＬＡＮ）等各種專(zhuān)用終端設備；非分組型終端有個(gè)人計算機終端、可崐視圖文終端、用戶(hù)電報終端等各種專(zhuān)用終端。數據電路由傳輸信道和數據電路終崐端設備（ＤＣＥ）組成，如果傳輸信道為模擬信道，ＤＣＥ通常就是調制解調器崐（ＭＯＤＥＭ），它的作用是進(jìn)行模擬信號和數字信號的轉換；如果傳輸信道為崐數字信道，ＤＣＥ的作用是實(shí)現信號碼型與電平的轉換，以及線(xiàn)路接續控制等。崐傳輸信道除有模擬和數字的區分外，還有有線(xiàn)信道與無(wú)線(xiàn)信道、專(zhuān)用線(xiàn)路與交換崐網(wǎng)線(xiàn)路之分。交換網(wǎng)線(xiàn)路要通過(guò)呼叫過(guò)程建立連接，通信結束后再拆除；專(zhuān)線(xiàn)連崐接由于是固定連接就無(wú)需上述的呼叫建立與拆線(xiàn)過(guò)程。計算機系統中的通信控制崐器用于管理與數據終端相連接的所有通信線(xiàn)路。中央處理器用來(lái)處理由數據終端崐設備輸入的數據。

２．數據通信的交換方式

通常數據通信有三種交換方式：

（１）電路交換

電路交換是指兩臺計算機或終端在相互通信時(shí)，使用同一條實(shí)際的物理鏈路，崐通信中自始至終使用該鏈路進(jìn)行信息傳輸，且不允許其它計算機或終端同時(shí)共亨崐該電路。

（２）報文交換

報文交換是將用戶(hù)的報文存儲在交換機的存儲器中（內存或外存），當所需崐輸出電路空閑時(shí)，再將該報文發(fā)往需接收的交換機或終端。這種存儲＿轉發(fā)的方崐式可以提高中繼線(xiàn)和電路的利用率。

（３）分組交換

分組交換是將用戶(hù)發(fā)來(lái)的整份報文分割成若于個(gè)定長(cháng)的數據塊（稱(chēng)為分組或崐打包），將這些分組以存儲＿轉發(fā)的方式在網(wǎng)內傳輸。第一個(gè)分組信息都連有接崐收地址和發(fā)送地址的標識。在分組交換網(wǎng)中，不同用戶(hù)的分組數據均采用動(dòng)態(tài)復崐用的技術(shù)傳送，即網(wǎng)絡(luò )具有路由選擇，同一條路由可以有不同用戶(hù)的分組在傳送，崐所以線(xiàn)路利用率較高。

３．各種交換方式的適用范圍

（１）電路交換方式通常應用于公用電話(huà)網(wǎng)、公用電報網(wǎng)及電路交換的公用數據崐網(wǎng)（ＣＳＰＤＮ）等通信網(wǎng)絡(luò )中。前兩種電路交換方式系傳統方式；后一種方式崐與公用電話(huà)網(wǎng)基本相似，但它是用四線(xiàn)或二線(xiàn)方式連接用戶(hù)，適用于較高速率的崐數據交換。正由于它是專(zhuān)用的公用數據網(wǎng)，其接通率、工作速率、用戶(hù)線(xiàn)距離、崐線(xiàn)路均衡條件等均優(yōu)于公用電話(huà)網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性強、延遲很小、交換成本較崐低；其缺點(diǎn)是線(xiàn)路利用率低。電路交換適用于一次接續后，長(cháng)報文的通信。

（２）報文交換方式適用于實(shí)現不同速率、不同協(xié)議、不同代碼終端的終端間或崐一點(diǎn)對多點(diǎn)的同文為單位進(jìn)行存儲轉發(fā)的數據通信。由于這種方式，網(wǎng)絡(luò )傳輸時(shí)崐延大，并且占用了大量的內存與外存空間，因而不適用于要求系統安全性高、網(wǎng)崐絡(luò )時(shí)延較小的數據通信。

（３）分組交換是在存儲＿轉發(fā)方式的基礎上發(fā)展起來(lái)的，但它兼有電路交換及崐報文交換的優(yōu)點(diǎn)。它適用于對話(huà)式的計算機通信，如數據庫檢索、圖文信息存取、崐電子郵件傳遞和計算機間通信等各方面，傳輸質(zhì)量高、成本較低，并可在不同速崐率終端間通信。其缺點(diǎn)是不適宜于實(shí)時(shí)性要求高、信息量很大的業(yè)務(wù)使用。

二、數據通信的分類(lèi)

１．有線(xiàn)數據通信

（1） 數字數據網(wǎng)（ＤＤＮ）

數字數據網(wǎng)由用戶(hù)環(huán)路、ＤＤＮ節點(diǎn)、數字信道和網(wǎng)絡(luò )控制管理中心組成，崐其網(wǎng)絡(luò )組成結構如框圖２所示。ＤＤＮ是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道崐和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網(wǎng)。也可以說(shuō)ＤＤＮ是把數據通信技術(shù)、崐數字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數字交叉連接技術(shù)結合在一起的數字通信網(wǎng)絡(luò )。崐數字信道應包括用戶(hù)到網(wǎng)絡(luò )的連接線(xiàn)路，即用戶(hù)環(huán)路的傳輸也應該是數字的，但崐實(shí)際上也有普通電纜和雙絞線(xiàn)，但傳輸質(zhì)量不如前。ＤＤＮ的主要特點(diǎn)是：

①傳輸質(zhì)量高、誤碼率低：傳輸信道的誤碼率要求小。

②信道利用率高。

③要求全網(wǎng)的時(shí)鐘系統保持同步，才能保證ＤＤＮ電路的傳輸質(zhì)量。

④ＤＤＮ的租用專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)的速率可分為2.4-19.2kbit/s，Ｎ×６４ｋbit/s崐（Ｎ=1-32）；用戶(hù)入網(wǎng)速率最高不超過(guò)２Ｍbit/s。

⑤ＤＤＮ時(shí)延較小。

（2）分組交換網(wǎng)

分組交換網(wǎng)（ＰＳＰＤＮ）是以ＣＣＩＴＴＸ．２５建議為基礎的，所以崐又稱(chēng)為Ｘ.25網(wǎng)。它是采用存儲＿轉發(fā)方式，將用戶(hù)送來(lái)的報文分成具用一定長(cháng)崐度的數據段，并在每個(gè)數據段上加上控制信息，構成一個(gè)帶有地址的分組組合群崐體，在網(wǎng)上傳輸。分組交換網(wǎng)最突出的優(yōu)點(diǎn)是在一條電路上同時(shí)可開(kāi)放多條虛通崐路，為多個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用，網(wǎng)絡(luò )具有動(dòng)態(tài)路由選擇功能和先進(jìn)的誤碼檢錯功能，崐但網(wǎng)絡(luò )性能較差。

（3） 幀中繼網(wǎng)

 幀中繼網(wǎng)絡(luò )通常由幀中繼存取設備、幀中繼交換設備和公共幀中繼服務(wù)網(wǎng)3崐部分組成，如框圖３所示。幀中繼網(wǎng)是從分組交換技術(shù)發(fā)展起來(lái)的。幀中繼技術(shù)崐是把不同長(cháng)度的用戶(hù)數據組均包封在較大的幀中繼幀內，加上尋址和控制信息后崐在網(wǎng)上傳輸。其功能特點(diǎn)為：

①使用統計復用技術(shù)，按需分配帶寬，向用戶(hù)提供共亨的的網(wǎng)絡(luò )資源，每一條崐線(xiàn)路和網(wǎng)絡(luò )端口都可由多個(gè)終點(diǎn)按信息流共亨，大大提高了網(wǎng)絡(luò )資源的利用率。

②采用虛電路技術(shù)，只有當用戶(hù)準備好數據時(shí)，才把所需的帶寬分配給指定的虛崐電路，而且帶寬在網(wǎng)絡(luò )里是按照分組動(dòng)態(tài)分配，因而適合于突發(fā)性業(yè)務(wù)的使用。

③幀中繼只使用了物理層和鏈路層的一部分來(lái)執行其交換功能，利用用戶(hù)信息和崐控制信息分離的Ｄ信道連接來(lái)實(shí)施以幀為單位的信息傳送，簡(jiǎn)化了中間節點(diǎn)的處崐理。幀中繼采用了可靠的ＩＳＤＮＤ信道的鏈路層（ＬＡＰＤ）協(xié)議，將流量崐控制、糾錯等功能留給智能終端去完成，從而大大簡(jiǎn)化了處理過(guò)程，提高了效率。崐當然，幀中繼傳輸線(xiàn)路質(zhì)量要求很高，其誤碼率應小于１０的負８次方。

④幀中繼通常的幀長(cháng)度比分組交換長(cháng)，達到1024-4096字節/幀，因而其吞吐量崐非常高，其所提供的速率為2048Ｍbit/s。用戶(hù)速率一般為9.6、4.4、19.2、Ｎ崐×64kbist/

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