數(shù)據(jù)通信概述

數(shù)據(jù)通訊從50年代末期開始，電子計算機與通訊技術(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，實現(xiàn)數(shù)字信息的接收、存儲、處理和傳輸，并對信息流加以控制、校驗和管理的一種通訊形式。

計算機與通訊線路及設(shè)備結(jié)合起來實現(xiàn)人與計算機、計算機與計算機之間的通訊，不僅使各用戶計算機的利用率大大提高，而且極大地擴展了計算機的應(yīng)用范圍，并使各用戶實現(xiàn)計算機軟硬件資源與數(shù)據(jù)資源的共享。對計算機的遠距離實時控制和對數(shù)據(jù)的遠距離收集等項工作，也都可以利用數(shù)據(jù)通訊來進行。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)或電報網(wǎng)。70年代以來，隨著數(shù)據(jù)通訊迅速發(fā)展，開始建立公用數(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，更靈活地滿足實時數(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)代信息社會中，政府機關(guān)及各個部門要實現(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“八五計劃”的重點項目。我國國內(nèi)分組交換網(wǎng)已于1989年11月正式使用，各大城市間已開通了數(shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù)，利用這個網(wǎng)還能進行國際數(shù)據(jù)庫的聯(lián)網(wǎng)檢索。在通訊發(fā)達的國家，用戶只要攜帶一臺袖珍式電腦，與國際長途直撥電話線相連，就可以與全球任何地方進行數(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算機或其它一些數(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的物理通道，這條通道被稱為物理信道，簡稱信道?，F(xiàn)代移動通信技術(shù)主要是指全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、通用分組無線業(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)歷了四個發(fā)展階段，電路交換技術(shù)、報文交換技術(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)，它的基本特點是采用面向連接的方式，在雙方進行通信之前，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程中都需要利用相關(guān)的信令協(xié)議。這種方式的優(yōu)點是在通信過程中可以保證為用戶提供足夠的帶寬，并且實時性強，時延小，交換設(shè)備成本較低，但同時帶來的缺點是網(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造成資源的極大浪費，如果按照平均比特率分配帶寬，則會造成數(shù)據(jù)的大量丟失。其次是和語音業(yè)務(wù)比較起來，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對時延沒有嚴格的要求，但需要進行無差錯的傳輸，而語音信號可以有一定程度的失真但實時性一定要高。分組交換技術(shù)就是針對數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的特點而提出的一種交換方式，它的基本特點是面向無連接而采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式，將需要傳送的數(shù)據(jù)按照一定的長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)的用于對數(shù)據(jù)進行選路和校驗等功能的頭部字段，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，每個節(jié)點首先將前一節(jié)點送來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?shù)逆溌穼⑵浒l(fā)送至下一個節(jié)點，這樣在通信過程中可以根據(jù)用戶的要求和網(wǎng)絡(luò)的能力來動態(tài)分配帶寬。分組交換比電路交換的電路利用率高，但時延較大。

報文交換技術(shù)報文交換技術(shù)和分組交換技術(shù)類似，也是采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制，但報文交換是以報文作為傳送單元，由于報文長度差異很大，長報文可能導(dǎo)致很大的時延，并且對每個節(jié)點來說緩沖區(qū)的分配也比較困難，為了滿足各種長度報文的需要并且達到高效的目的，節(jié)點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。在實際應(yīng)用中報文交換主要用于傳輸報文較短、實時性要求較低的通信業(yè)務(wù)，如公用電報網(wǎng)。報文交換比分組交換出現(xiàn)的要早一些，分組交換是在報文交換的基礎(chǔ)上，將報文分割成分組進行傳輸，在傳輸 時延和傳輸效率上進行了平衡，從而得到廣泛的應(yīng)用。