数据通信及其应用前景

作为一种通信业务，数据通信为实现广义的远程信息处理提供服务。随着计算机与各种具有处理功能的智能设备在各领域的日益广泛使用，数据通信的应用范围也日益扩大。其典型应用有：文件传输、电子信箱、话音信箱、可视图文、目录查词、智能用户电报及遥测遥控等。对于每种具体应用，在远程信息处理系统或计算机网内部均须相应地实现与该应用相关的通信功能，这些功能也都通过分层协议的形式来加以规定。

一、数据通信的基本概念、交换方式

1.数据通信的基本概念

（1）信息、数据和信号

①信息（Information）是客观事物属性和相互联系特性的表征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。

②数据（Data）一般可以理解为“信息的数字化形式”或“数字化的信息形式”。狭义的“数据”通常是指具有一定数字特性的信息，如统计数据、气象数据、测量数据及计算机中区别于程序的计算数据等。但在计算机网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。

③信号（Signal）简单地讲就是携带信息的传输介质。在通信系统中我们常常使用的电信号、电磁信号、光信号、载波信号、脉冲信号、调制信号等术语就是指携带某种信息的具有不同形式或特性的传输介质。

（2）数据通信系统的模型

通信系统模型

2.数据通信的交换方式

2.1通常数据通信有三种交换方式

①电路交换

电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时，使用同一条实际的物理链路，通信中自始至终使用该链路进行信息传输，且不允许其它计算机或终端同时共亨该电路。

②报文交换

报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中（内存或外存），当所需输出电路空闲时，再将该报文发往需接收的交换机或终端。这种存储转发的方式可以提高中继线和电路的利用率。

③分组交换

分组交换是将用户发来的整份报文分割成若于个定长的数据块（称为分组或打包），将这些分组以存储转发的方式在网内传输。

2.2各种交换方式的适用范围

①电路交换方式通常应用于公用电话网、公用电报网及电路交换的公用数据网（CSPDN）等通信网络中。前两种电路交换方式系传统方式；后一种方式与公用电话网基本相似，但它是用四线或二线方式连接用户，适用于较高速率的数据交换。正由于它是专用的公用数据网，其接通率、工作速率、用户线距离、线路均衡条件等均优于公用电话网。其优点是实时性强、延迟很小、交换成本较低；其缺点是线路利用率低。电路交换适用于一次接续后，长报文的通信。

②报文交换方式适用于实现不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间或一点对多点的同文为单位进行存储转发的数据通信。由于这种方式，网络传输时延大，并且占用了大量的内存与外存空间，因而不适用于要求系统安全性高、网络时延较小的数据通信。

③分组交换是在存储转发方式的基础上发展起来的，但它兼有电路交换及报文交换的优点。

二、数据通信的分类

1.有线数据通信

1.1数字数据网（DDN）

数字数据网由用户环路、DDN数字信道和网络控制管理中心组成。DDN光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路，即用户环路的传输也应该是数字的，但实际上也有普通电缆和双绞线，但传输质量不如前。

1.2分组交换网

分组交换网（PSPDN）是以CCITTX.25建议为基础的，所以又称为X.25网。它是采用存储转发方式，将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段，并在每个数据段上加上控制信息，构成一个带有地址的分组组合群体，在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路，为多个用户同时使用，网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能，但网络性能较差

1.3中继网

帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内，加上寻址和控制信息后在网上传输。其功能特点为：

①使用统计复用技术，按需分配带宽，向用户提供共享的网络资源，每一条线路和网络端口都可由多个终点按信息流共享，大大提高了网络资源的利用率。

②采用虚电路技术，只有当用户准备好数据时，才把所需的带宽分配给指定的虚电路，而且带宽在网络里是按照分组动态分配，因而适合于突发性业务的使用。

③帧中继只使用了物理层和链路层的一部分来执行其交换功能，利用用户信息和控制信息分离的D信道连接来实施以帧为单位的信息传送，简化了中间节点的处理。帧中继采用了可靠的ISDND信道的链路层（LAPD）协议，将流量控制、纠错等功能留给智能终端去完成，从而大大简化了处理过程，提高了效率。当然，帧中继传输线路质量要求很高，其误码率应小于10的负8次方。

1.4异步转移模式

ATM的优点是：

①选择固定长度的短信元作为信息传输单位，简化了交换机的处理

任务，有利于宽带高速交换；

②允许终端灵活地享用带宽，能很好地支持不同速率的各种业务和突出性业务；

③保持了电路交换的高实时性优点，支持实时性业务。

随着多媒体技术的出现，人们对可视电话、视频会议、交互式电视等宽带多媒体业务的需求迅速增长，B-ISDN将是提供带宽大于150mbit/s多媒体业务的网络，而ATM正是支持这一网络的关键技术。另外，ATM还可用于广域网的互连，也可作ATM局域网仿真。

2.无线数据通信

无线数据通信也称移动数据通信，它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输，因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的，因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说，移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联，把有线数据网络的应用扩展到移动和便携用户。