數(shù)據(jù)通信概述

數(shù)據(jù)通訊從50年代末期開(kāi)始，電子計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)相結(jié)合，一種新的通訊方式——“數(shù)據(jù)通訊”應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)據(jù)通訊是把數(shù)據(jù)的處理和傳輸合為一體，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的接收、存儲(chǔ)、處理和傳輸，并對(duì)信息流加以控制、校驗(yàn)和管理的一種通訊形式。

計(jì)算機(jī)與通訊線路及設(shè)備結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通訊，不僅使各用戶計(jì)算機(jī)的利用率大大提高，而且極大地?cái)U(kuò)展了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍，并使各用戶實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)軟硬件資源與數(shù)據(jù)資源的共享。對(duì)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)控制和對(duì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離收集等項(xiàng)工作，也都可以利用數(shù)據(jù)通訊來(lái)進(jìn)行。用于數(shù)據(jù)通訊的通訊網(wǎng)，稱為數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。它分為專用數(shù)據(jù)網(wǎng)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)。專用網(wǎng)發(fā)展較早，仍普遍使用。在20世紀(jì)70年代前，公用數(shù)據(jù)通訊一般使用原有的公共電話網(wǎng)或電報(bào)網(wǎng)。70年代以來(lái)，隨著數(shù)據(jù)通訊迅速發(fā)展，開(kāi)始建立公用數(shù)據(jù)網(wǎng)。而局域網(wǎng)則是一種專用的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)一般采用分組交換和電路交換兩種交換方式。分組交換能提高電路的利用率，更靈活地滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊的要求。分組交換網(wǎng)是一種主要的公用數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。

作用在現(xiàn)代信息社會(huì)中，政府機(jī)關(guān)及各個(gè)部門要實(shí)現(xiàn)高效率的管理，數(shù)據(jù)通訊是一種至關(guān)重要的手段。數(shù)據(jù)網(wǎng)的建立和發(fā)展，是我國(guó)“八五計(jì)劃”的重點(diǎn)項(xiàng)目。我國(guó)國(guó)內(nèi)分組交換網(wǎng)已于1989年11月正式使用，各大城市間已開(kāi)通了數(shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù)，利用這個(gè)網(wǎng)還能進(jìn)行國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)網(wǎng)檢索。在通訊發(fā)達(dá)的國(guó)家，用戶只要攜帶一臺(tái)袖珍式電腦，與國(guó)際長(zhǎng)途直撥電話線相連，就可以與全球任何地方進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換。

組成數(shù)據(jù)通迅系統(tǒng)由信源、信宿和信道三部分組成。其中，我們通常將數(shù)據(jù)的發(fā)送方稱為信源，而將數(shù)據(jù)的接收方稱為信宿。信源和信宿一般是計(jì)算機(jī)或其它一些數(shù)據(jù)終端設(shè)備。為了在信源和信宿之間實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸，必須在信源和信宿之間建立一條傳送信號(hào)的物理通道，這條通道被稱為物理信道，簡(jiǎn)稱信道?，F(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)主要是指全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)、碼分 多址(CDMA)等技術(shù)。其中GSM還是主導(dǎo)。

數(shù)據(jù)通訊技術(shù)共經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，電路交換技術(shù)、報(bào)文交換技術(shù)、分組交換技術(shù)和ATM技術(shù)。公眾電話網(wǎng)(PSTN網(wǎng))和移動(dòng)網(wǎng)(包括GSM網(wǎng)和CDMA網(wǎng))采用的都是電路交換技術(shù)，它的基本特點(diǎn)是采用面向連接的方式，在雙方進(jìn)行通信之前，需要為通信雙方分配一條具有固定帶寬的通信電路，通信雙方在通信過(guò)程中將一直占用所分配的資源，直到通信結(jié)束，并且在電路的建立和釋放過(guò)程中都需要利用相關(guān)的信令協(xié)議。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是在通信過(guò)程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬，并且實(shí)時(shí)性強(qiáng)，時(shí)延小，交換設(shè)備成本較低，但同時(shí)帶來(lái)的缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率不高，一旦電路被建立不管通信雙方是否處于通話狀態(tài)，分配的電路都一直被占用。

電路交換技術(shù)電路交換技術(shù)主要適用于傳送和話音相關(guān)的業(yè)務(wù)，這種網(wǎng)絡(luò)交換方式對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，有著很大的局限性。首先數(shù)據(jù)通信具有很強(qiáng)的突發(fā)性，峰值比特率和平均比特率相差較大，如果采用電路交換技術(shù)，若按峰值比特率分配電路帶寬則會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)，如果按照平均比特率分配帶寬，則會(huì)造成數(shù)據(jù)的大量丟失。其次是和語(yǔ)音業(yè)務(wù)比較起來(lái)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但需要進(jìn)行無(wú)差錯(cuò)的傳輸，而語(yǔ)音信號(hào)可以有一定程度的失真但實(shí)時(shí)性一定要高。分組交換技術(shù)就是針對(duì)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的特點(diǎn)而提出的一種交換方式，它的基本特點(diǎn)是面向無(wú)連接而采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式，將需要傳送的數(shù)據(jù)按照一定的長(zhǎng)度分割成許多小段數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)之前增加相應(yīng)的用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選路和校驗(yàn)等功能的頭部字段，作為數(shù)據(jù)傳送的基本單元即分組。采用分組交換技術(shù)，在通信之前不需要建立連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)首先將前一節(jié)點(diǎn)送來(lái)的分組收下并保存在緩沖區(qū)中，然后根據(jù)分組頭部中的地址信息選擇適當(dāng)?shù)逆溌穼⑵浒l(fā)送至下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣在通信過(guò)程中可以根據(jù)用戶的要求和網(wǎng)絡(luò)的能力來(lái)動(dòng)態(tài)分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高，但時(shí)延較大。

報(bào)文交換技術(shù)報(bào)文交換技術(shù)和分組交換技術(shù)類似，也是采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，但報(bào)文交換是以報(bào)文作為傳送單元，由于報(bào)文長(zhǎng)度差異很大，長(zhǎng)報(bào)文可能導(dǎo)致很大的時(shí)延，并且對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)緩沖區(qū)的分配也比較困難，為了滿足各種長(zhǎng)度報(bào)文的需要并且達(dá)到高效的目的，節(jié)點(diǎn)需要分配不同大小的緩沖區(qū)，否則就有可能造成數(shù)據(jù)傳送的失敗。在實(shí)際應(yīng)用中報(bào)文交換主要用于傳輸報(bào)文較短、實(shí)時(shí)性要求較低的通信業(yè)務(wù)，如公用電報(bào)網(wǎng)。報(bào)文交換比分組交換出現(xiàn)的要早一些，分組交換是在報(bào)文交換的基礎(chǔ)上，將報(bào)文分割成分組進(jìn)行傳輸，在傳輸 時(shí)延和傳輸效率上進(jìn)行了平衡，從而得到廣泛的應(yīng)用。