淺談數據通信及其應用前景

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。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。分組型終端有計算機、數崐字傳真機、智能用戶電報終端（ＴｅＬｅｔｅｘ）、用戶分組裝拆設備（ＰＡＤ）崐、用戶分組交換機、專用電話交換機（ＰＡＢＸ）、可視圖文接入設備（ＶＡＰ）崐、局域網（ＬＡＮ）等各種專用終端設備；非分組型終端有個人計算機終端、可崐視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。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的作用是實現信號碼型與電平的轉換，以及線路接續控制等。崐傳輸信道除有模擬和數字的區分外，還有有線信道與無線信道、專用線路與交換崐網線路之分。交換網線路要通過呼叫過程建立連接，通信結束后再拆除；專線連崐接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。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路。中央處理器用來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，使用同一條實際的物理鏈路，崐通信中自始至終使用該鏈路進行信息傳輸，且不允許其它計算機或終端同時共亨崐該電路。

　　（２）報文交換

　　報文交換是將用戶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，再將該報文發往需接收的交換機或終端。這種存儲＿轉發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來的整份報文分割成若于個定長的數據塊（稱為分組或崐打包），將這些分組以存儲＿轉發的方式在網內傳輸。第一個分組信息都連有接崐收地址和發送地址的標識。在分組交換網中，不同用戶的分組數據均采用動態復崐用的技術傳送，即網絡具有路由選擇，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用于公用電話網、公用電報網及電路交換的公用數據崐網（ＣＳＰＤＮ）等通信網絡中。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網基本相似，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據交換。正由于它是專用的公用數據網，其接通率、工作速率、用戶線距離、崐線路均衡條件等均優于公用電話網。其優點是實時性強、延遲很小、交換成本較崐低；其缺點是線路利用率低。電路交換適用于一次接續后，長報文的通信。

　　（２）報文交換方式適用于實現不同速率、不同協議、不同代碼終端的終端間或崐一點對多點的同文為單位進行存儲轉發的數據通信。由于這種方式，網絡傳輸時崐延大，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、網崐絡時延較小的數據通信。

　　（３）分組交換是在存儲＿轉發方式的基礎上發展起來的，但它兼有電路交換及崐報文交換的優點。它適用于對話式的計算機通信，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，傳輸質量高、成本較低，并可在不同速崐率終端間通信。其缺點是不適宜于實時性要求高、信息量很大的業務使用。

　　二、數據通信的分類

　　１．有線數據通信

　　（1） 數字數據網（ＤＤＮ）

　　數字數據網由用戶環路、ＤＤＮ節點、數字信道和網絡控制管理中心組成，崐其網絡組成結構。ＤＤＮ是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道崐和數字交*復用設備組成的數字數據傳輸網。也可以說ＤＤＮ是把數據通信技術、崐數字通信技術、光遷通信技術以及數字交*連接技術結合在一起的數字通信網絡。崐數字信道應包括用戶到網絡的連接線路，即用戶環路的傳輸也應該是數字的，但崐實際上也有普通電纜和雙絞線，但傳輸質量不如前。ＤＤＮ的主要特點是：

　　傳輸質量高、誤碼率低：傳輸信道的誤碼率要求小。

　　信道利用率高。

　　要求全網的時鐘系統保持同步，才能保證ＤＤＮ電路的傳輸質量。

　　④ＤＤＮ的租用專線業務的速率可分為2.4-19.2kbit/s， Ｎ×６４ｋbit/s崐（Ｎ=1-32）；用戶入網速率最高不超過２Ｍbit/s。

　　⑤ＤＤＮ時延較小。

　　（2）分組交換網

　　分組交換網（ＰＳＰＤＮ）是以ＣＣＩＴＴ Ｘ．２５建議為基礎的，所以崐又稱為Ｘ.25網。它是采用存儲＿轉發方式，將用戶送來的報文分成具用一定長崐度的數據段，并在每個數據段上加上控制信息，構成一個帶有地址的分組組合群崐體，在網上傳輸。分組交換網最突出的優點是在一條電路上同時可開放多條虛通崐路，為多個用戶同時使用，網絡具有動態路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能，崐但網絡性能較差。

　　（3） 幀中繼網

　　幀中繼網絡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網3崐部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術崐是把不同長度的用戶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上傳輸。其功能特點為：

　　使用統計復用技術，按需分配帶寬，向用戶提供共亨的的網絡資源，每一條崐線路和網絡端口都可由多個終點按信息流共亨，大大提高了網絡資源的利用率。

　　采用虛電路技術，只有當用戶準備好數據時，才把所需的帶寬分配給指定的虛崐電路，而且帶寬在網絡里是按照分組動態分配，因而適合于突發性業務的使用。

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

　　幀中繼通常的幀長度比分組交換長，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。用戶速率一般為9.6、4.4、19.2、Ｎ崐×64kbist/s（Ｎ＝1-31），以及2Ｍbit/s。

　　⑤ 幀中繼沒有采用存儲＿轉發功能，因而具有與快速分組交換相同的一些優崐點。其時延小于15ms。

　　２．無線數據通信

　　無線數據通信也稱移動數據通信，它是在有線數據通信的基礎上發展起來的。崐有線數據通信依賴于有線傳輸，因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的崐通信。而移動數據通信是通過無線電波的傳播來傳送數據的，因而有可能實現移崐動狀態下的移動通信。狹義地說，移動數據通信就是計算機間或計算機與人之間崐的無線通信。它通過與有線數據網互聯，把有線數據網路的應用擴展到移動和便崐攜用戶。

　　三、網絡及其協議

　　１．計算機網絡

　　計算機網絡（Computer Network)，就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線崐信道將兩臺以上計算機互聯的集合。通過網絡各用戶可實現網絡資源共享，如文崐檔、程序、打印機和調制解調器等。計算機網絡按地理位置劃分，可分為網際網、崐廣域網、城域網、和局域網四種。Internet是世界上最大的網際網；廣域網一般崐指連接一個國家內各個地區的網絡，全國公安系統的信息中心互聯起來，也是一崐個廣域網。廣域網一般分布距離在１００－１０００公里之間；城域網又稱為都崐市網，它的覆蓋范圍一般為一個城市，方圓不超過１０－１００公里；局域網的崐地理分布則相對較小，如一棟建筑物，或一個單位、一所學校，甚至一個大房間崐等。

　　局域網是目前使用最多的計算機網絡，一個單位可使用多個局域網，如財務崐部門使用局域網來管理財務帳目，勞動人事部門使用局域網來管理人事檔案、各崐種人才信息，公安刑偵部門使用局域網來管理犯罪信息系統、交警部門使用局域網來管理機動車輛、崐駕駛員信息等等。

　　２．網絡協議

　　網絡協議是兩臺計算機之間進行網絡對話所使用的語言，網絡協議很多，有崐面向字符的協議、面向比特的協議，還有面向字節計數的協議，但最常用的是崐TCP/IP協議。它適用于由許多ＬＡＮ組成的大型網絡和不需要路由選擇的小型網崐絡。ＴＣＰ／ＩＰ協議的特點是具有開放體系結構，并且非常容易管理。

　　ＴＣＰ／ＩＰ實際上是一種標準網絡協議，是有關協議的集合，它包括傳輸崐控制協議（Ｔransport Control ｐro-tocol)和因特網協議（Ｉnternet崐 Protocol）。ＴＣＰ協議用于在應用程序之間傳送數據，ＩＰ協議用于在程序崐與主機之間傳送數據。由于ＴＣＰ／ＩＰ具有跨平臺性，現已成為Internet的標崐準連接協議。網絡協議分為如下四層：

　　網絡接口層：負責接收和發送物理幀；

　　網絡層：負責相鄰節點之間的通信；

　　傳輸層：負責起點到終端的通信；

　　應用層：提供諸如文件傳輸、電子郵件等應用程序要把數據以ＴＣＰ／Ｉ崐Ｐ協議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機，數據需經過上述四層通信軟件的崐處理才能在物理網絡中傳輸。

　　目前的ＩＰ協議是由３２位二進制數組成的，如２０２．０．９６．１３３崐就表示連接到因特網上的計算機使用的ＩＰ地址，在整個因特網上ＩＰ地址是唯崐一的。

[1]

[2]