淺談數(shù)據(jù)通信及其應(yīng)用前景

摘要：本文介紹數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理、交換方式及其適用范圍；數(shù)據(jù)通信的分類(lèi)，并展望未來(lái)美好的應(yīng)用前景。

主題詞數(shù)據(jù)通信構(gòu)成原理適用范圍應(yīng)用前景

數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)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(jù)傳輸媒體的不同，有有線數(shù)據(jù)通信與無(wú)線崐數(shù)據(jù)通信之分。但它們都是通過(guò)傳輸信道將數(shù)據(jù)終端與計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)起來(lái)，而使不崐同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)終端實(shí)現(xiàn)軟、硬件和信息資源的共享。

一、數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理、交換方式及適用范圍

１．?dāng)?shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理

數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理如框圖１所示。圖中ＤＴＥ是數(shù)據(jù)終端。數(shù)據(jù)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(jì)算機(jī)、數(shù)崐字傳真機(jī)、智能用戶電報(bào)終端（ＴｅＬｅｔｅｘ）、用戶分組裝拆設(shè)備（ＰＡＤ）崐、用戶分組交換機(jī)、專用電話交換機(jī)（ＰＡＢＸ）、可視圖文接入設(shè)備（ＶＡＰ）崐、局域網(wǎng)（ＬＡＮ）等各種專用終端設(shè)備；非分組型終端有個(gè)人計(jì)算機(jī)終端、可崐視圖文終端、用戶電報(bào)終端等各種專用終端。數(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終崐端設(shè)備（ＤＣＥ）組成，如果傳輸信道為模擬信道，ＤＣＥ通常就是調(diào)制解調(diào)器崐（ＭＯＤＥＭ），它的作用是進(jìn)行模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換；如果傳輸信道為崐數(shù)字信道，ＤＣＥ的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)碼型與電平的轉(zhuǎn)換，以及線路接續(xù)控制等。崐傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外，還有有線信道與無(wú)線信道、專用線路與交換崐網(wǎng)線路之分。交換網(wǎng)線路要通過(guò)呼叫過(guò)程建立連接，通信結(jié)束后再拆除；專線連崐接由于是固定連接就無(wú)需上述的呼叫建立與拆線過(guò)程。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的通信控制崐器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來(lái)處理由數(shù)據(jù)終端崐設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。

２．?dāng)?shù)據(jù)通信的交換方式

通常數(shù)據(jù)通信有三種交換方式：

（１）電路交換

電路交換是指兩臺(tái)計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)或終端同時(shí)共亨崐該電路。

（２）報(bào)文交換

報(bào)文交換是將用戶的報(bào)文存儲(chǔ)在交換機(jī)的存儲(chǔ)器中（內(nèi)存或外存），當(dāng)所需崐輸出電路空閑時(shí)，再將該報(bào)文發(fā)往需接收的交換機(jī)或終端。這種存儲(chǔ)＿轉(zhuǎn)發(fā)的方崐式可以提高中繼線和電路的利用率。

（３）分組交換

分組交換是將用戶發(fā)來(lái)的整份報(bào)文分割成若于個(gè)定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊（稱為分組或崐打包），將這些分組以存儲(chǔ)＿轉(zhuǎn)發(fā)的方式在網(wǎng)內(nèi)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(biāo)識(shí)。在分組交換網(wǎng)中，不同用戶的分組數(shù)據(jù)均采用動(dòng)態(tài)復(fù)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的分組在傳送，崐所以線路利用率較高。

３．各種交換方式的適用范圍

（１）電路交換方式通常應(yīng)用于公用電話網(wǎng)、公用電報(bào)網(wǎng)及電路交換的公用數(shù)據(jù)崐網(wǎng)（ＣＳＰＤＮ）等通信網(wǎng)絡(luò)中。前兩種電路交換方式系傳統(tǒng)方式；后一種方式崐與公用電話網(wǎng)基本相似，但它是用四線或二線方式連接用戶，適用于較高速率的崐數(shù)據(jù)交換。正由于它是專用的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)，其接通率、工作速率、用戶線距離、崐線路均衡條件等均優(yōu)于公用電話網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性強(qiáng)、延遲很小、交換成本較崐低；其缺點(diǎn)是線路利用率低。電路交換適用于一次接續(xù)后，長(zhǎng)報(bào)文的通信。

（２）報(bào)文交換方式適用于實(shí)現(xiàn)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(duì)多點(diǎn)的同文為單位進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)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(nèi)存與外存空間，因而不適用于要求系統(tǒng)安全性高、網(wǎng)崐絡(luò)時(shí)延較小的數(shù)據(jù)通信。

（３）分組交換是在存儲(chǔ)＿轉(zhuǎn)發(fā)方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但它兼有電路交換及崐報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)。它適用于對(duì)話式的計(jì)算機(jī)通信，如數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、圖文信息存取、崐電子郵件傳遞和計(jì)算機(jī)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(shù)據(jù)通信的分類(lèi)

１．有線數(shù)據(jù)通信

（1） 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（ＤＤＮ）

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)由用戶環(huán)路、ＤＤＮ節(jié)點(diǎn)、數(shù)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(jié)構(gòu)如框圖２所示。ＤＤＮ是利用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道崐和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說(shuō)ＤＤＮ是把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、崐數(shù)字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)結(jié)合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。崐數(shù)字信道應(yīng)包括用戶到網(wǎng)絡(luò)的連接線路，即用戶環(huán)路的傳輸也應(yīng)該是數(shù)字的，但崐實(shí)際上也有普通電纜和雙絞線，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(tǒng)保持同步，才能保證ＤＤＮ電路的傳輸質(zhì)量。

④ＤＤＮ的租用專線業(yè)務(wù)的速率可分為2.4-19.2kbit/s，Ｎ×６４ｋbit/s崐（Ｎ=1-32）；用戶入網(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(chǔ)的，所以崐又稱為Ｘ.25網(wǎng)。它是采用存儲(chǔ)＿轉(zhuǎn)發(fā)方式，將用戶送來(lái)的報(bào)文分成具用一定長(zhǎng)崐度的數(shù)據(jù)段，并在每個(gè)數(shù)據(jù)段上加上控制信息，構(gòu)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(cuò)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(shè)備、幀中繼交換設(shè)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(zhǎng)度的用戶數(shù)據(jù)組均包封在較大的幀中繼幀內(nèi)，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(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)，按需分配帶寬，向用戶提供共亨的的網(wǎng)絡(luò)資源，每一條崐線路和網(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(dāng)用戶準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)時(shí)，才把所需的帶寬分配給指定的虛崐電路，而且?guī)�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(zhí)行其交換功能，利用用戶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(jié)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(cuò)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(dāng)然，幀中繼傳輸線路質(zhì)量要求很高，其誤碼率應(yīng)小于１０的負(fù)８次方。

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

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