計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式研究

空軍預(yù)警學(xué)院 羅 剛

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式研究

空軍預(yù)警學(xué)院 羅 剛

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類信息獲取、傳遞和處理的方式變革產(chǎn)生了重大影響。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸方式進(jìn)行研究，希望能對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目旖菪院桶踩杂兴鶐椭?/p>

計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；傳輸方式

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式是計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的一種應(yīng)用形式，它綜合了計(jì)算機(jī)的高效和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的便捷，實(shí)現(xiàn)了二者優(yōu)勢(shì)的結(jié)合。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸作為一種嶄新的電子信息技術(shù)傳輸，其傳輸方式的多樣性也給網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸提供了便利。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸方式是網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用形式，其深刻地影響到網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)展，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式進(jìn)行研究對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有著重要的深刻的意義。下面筆者就計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行一下分析研究。

一、相關(guān)概念定義

（一）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是把分布在不同地點(diǎn)的、具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)通信線路和設(shè)備互相連接起來(lái)，由功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行信息通信、實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。

（二）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的定義

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可定義為有意義的實(shí)體，數(shù)據(jù)涉及到事物的形式。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種形式。模擬數(shù)據(jù)是在某個(gè)區(qū)間內(nèi)連續(xù)的值，例如，聲音和視頻就是強(qiáng)度連續(xù)改變的波形，大多數(shù)用傳感器收集的數(shù)據(jù)，例如，溫度和壓力，都是連續(xù)值。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是離散的值，例如，文本信息和整數(shù)。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)無(wú)論采用何種方式傳輸，都離不開(kāi)其依托的傳輸介質(zhì)，可以說(shuō)，無(wú)介質(zhì)支撐，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸將無(wú)法進(jìn)行，更談不上網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式的多樣化。筆者認(rèn)為目前常用的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)主要有以下幾種：

（一）同軸電纜

同軸電纜由一根空心的圓柱網(wǎng)狀銅導(dǎo)體和一根位于中心軸線位置的銅導(dǎo)線組成。同軸電纜的抗干擾能力強(qiáng)，屏蔽效果較好，經(jīng)常用于設(shè)備與設(shè)備之間的連接。按照直徑的大小，可以將同軸電纜分為粗纜和細(xì)纜。粗纜在早期的大型網(wǎng)絡(luò)的連接中比較常用，它的傳輸距離長(zhǎng)、可靠性能高，但安裝難度較大，成本較高。細(xì)纜的傳輸距離較短，但安裝難度不大，成本也較低。

（二）雙絞線

雙絞線是目前網(wǎng)絡(luò)連接中使用最廣泛的傳輸介質(zhì)，可以分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線兩類。雙絞線主要用于星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各計(jì)算機(jī)均用一根雙絞線連接，可靠性能高，任一連線發(fā)生故障時(shí)，都不影響網(wǎng)絡(luò)中的其他計(jì)算機(jī)。

（三）光纖

光纖即光導(dǎo)纖維，是一種柔韌并能傳輸光信號(hào)的介質(zhì)。與同軸電纜和雙絞線相比，光纖具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如傳輸信號(hào)頻帶寬，通信容量大，傳輸距離長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)；抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)；原材料資源豐富。同時(shí)，光纖也存在一定的缺點(diǎn)，如質(zhì)地脆、機(jī)械強(qiáng)度低、技術(shù)要求高等。

（四）無(wú)線傳輸

無(wú)線傳輸介質(zhì)是指通過(guò)空間傳輸信號(hào)。目前，最常用的無(wú)線傳輸介質(zhì)有微波、紅外線、無(wú)線電、激光和衛(wèi)星等。通過(guò)無(wú)線傳輸介質(zhì)連接網(wǎng)絡(luò)，可以滿足軍事、野外等特殊場(chǎng)合通信的需要。

三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)有較高的傳輸效率和較少的連線，當(dāng)某些節(jié)點(diǎn)有故障時(shí)仍能完成數(shù)據(jù)傳送(稱為自愈能力)，以及有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，從而計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)得到了迅速發(fā)展。筆者通過(guò)綜合分析當(dāng)前世界各國(guó)有關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)展和傳播的有關(guān)情況，認(rèn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在傳輸上存在以下幾種方式：

（一）基帶傳輸與頻帶傳輸

1、基帶傳輸

基帶是指調(diào)制前原始信號(hào)所占用的頻帶，是原始電信號(hào)所固有的基本頻帶，當(dāng)信道中直接傳送基帶信號(hào)時(shí)，稱為基帶傳輸。進(jìn)行基帶傳輸?shù)南到y(tǒng)稱為基帶傳輸系統(tǒng)，基帶信號(hào)分為基帶模擬信號(hào)和基帶數(shù)字信號(hào)兩種，信號(hào)的種類是由信源決定的。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，信源數(shù)據(jù)經(jīng)編碼器轉(zhuǎn)換為典型的、表示二進(jìn)制的比特序列的矩形脈沖信號(hào)，它能夠被直接傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號(hào)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為主體的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，信源是計(jì)算機(jī)或數(shù)字終端，由信源發(fā)出而產(chǎn)生的基帶信號(hào)都是數(shù)字信號(hào)，所以，這里所說(shuō)的基帶傳輸是一種數(shù)字傳輸?；鶐鬏斒呛芾系囊环N數(shù)據(jù)傳輸方式，目前在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一般不用，一般用于工業(yè)生產(chǎn)中。

2、頻帶傳輸

數(shù)字信號(hào)經(jīng)調(diào)制變換，成為能在公共電話線上傳輸?shù)哪M信號(hào)(例如音頻信號(hào))，然后模擬信號(hào)經(jīng)傳輸媒體送到接收端后，再還原成原來(lái)信號(hào)，這種傳輸稱為頻帶傳輸。頻帶傳輸實(shí)際上就是模擬傳輸。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信通常都為頻帶傳輸。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸上通常采用的是頻帶傳輸。

3、寬帶傳輸

寬帶是指比音頻帶寬更寬的頻帶，它包括大部分電磁波頻譜。利用寬帶進(jìn)行的傳輸稱為寬帶傳輸，這樣的系統(tǒng)稱為寬帶傳輸系統(tǒng)，寬帶傳輸系統(tǒng)屬于模擬信號(hào)傳輸系統(tǒng)，它能夠在同一信道上進(jìn)行數(shù)字信息和模擬信息服務(wù)，寬帶傳輸系統(tǒng)可以容納全部廣播信號(hào)，并可進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。在局域網(wǎng)中，傳輸方式分基帶傳輸和寬帶傳輸。它們的區(qū)別在于：基帶傳輸?shù)男盘?hào)主要是數(shù)字信號(hào)，寬帶傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，基帶傳輸?shù)乃俾蕿?—10Mb/s，其典型的數(shù)據(jù)傳輸速率為1—2.5Mb/s，寬帶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸速率范圍為0—400Mb/s，通常使用的傳輸速率是5—10Mb/s。一個(gè)寬帶信道還可以劃分為多邏輯基帶信道。寬帶傳輸能把聲音、圖像和數(shù)據(jù)等信息綜合到一個(gè)物理信道上進(jìn)行傳輸。寬帶傳輸采用的是頻帶傳輸技術(shù)，但頻帶傳輸不一定是寬帶傳輸。當(dāng)前我國(guó)的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)都采用寬帶傳輸。

（二）通信線路連接方式

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信線路連接方式分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和分支式兩種連接方式。

1、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接包括主計(jì)算機(jī)與用戶終端直接連接和主計(jì)算機(jī)與主計(jì)算機(jī)直接連接兩種方式。在連接過(guò)程中可以采用專用線路形成DTE--DTE之間的直接連接，也可以利用DCE進(jìn)行連接。如兩臺(tái)配有無(wú)線網(wǎng)卡的電腦需要共享上網(wǎng)，在這種無(wú)線雙機(jī)互聯(lián)的情況下一般采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的數(shù)據(jù)傳輸方式。

2、分支式連接

分支式連接方式是用一條線路連接兩個(gè)以上端點(diǎn)進(jìn)行通信的方式。分支式連接又分集中式和非集中式兩種。在分支式的集中式連接中存在一個(gè)控制站，系統(tǒng)中任何兩個(gè)站之間的信息傳輸和交接都是在控制站的控制下進(jìn)行的。在分支式的非集中式連接中，任意兩個(gè)站之間可以不經(jīng)控制站，而只是在控制站的監(jiān)視下進(jìn)行站與站之間的信息傳輸和交換。例如過(guò)去的尋呼機(jī)就采用這種通信方式，由于分支式網(wǎng)絡(luò)連接方式存在網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，所以當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)基本上不采用這種方式。

（三）線路通信方式

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在通信線路上傳輸是有方向的，根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)在某一時(shí)間信息傳輸?shù)姆较蚝吞攸c(diǎn)，線路通信方式可分為三種。

1、單工通信

單工通信傳送的信息始終是一個(gè)方向的通信。在單工通信中，為了保證傳送信息的正確性，需要進(jìn)行差錯(cuò)控制。采用的具體方法是：在接收端確定信息正確或錯(cuò)誤后，通過(guò)反向信道送出監(jiān)測(cè)信號(hào)，因此，單工通信的線路一般是二線制。也就是說(shuō)，單工通信存在兩個(gè)信道，傳輸信息用的主信道和監(jiān)測(cè)信息用的監(jiān)測(cè)信道。例如，在網(wǎng)絡(luò)中的GPS定位系統(tǒng)就屬于單工通信。

2、半雙工通信

在半雙工通信中，通信信道的每一端可以是發(fā)送端，也可以是接收端；信息可由這一端傳輸?shù)侥且欢耍部梢杂赡且欢藗鬏數(shù)竭@一端。但在同一時(shí)刻里，信息只能有一個(gè)傳輸方向。在半雙工通信方式中，信息流是輪流使用發(fā)送和接收裝置的，傳輸監(jiān)視信號(hào)可有兩種方式。一種方式是在應(yīng)答時(shí)轉(zhuǎn)換傳輸信道；另一種方式是把主信道和監(jiān)測(cè)信道分開(kāi)設(shè)立，另設(shè)一個(gè)信道，供監(jiān)測(cè)信號(hào)使用。計(jì)算機(jī)與終端之間的通信就是半雙工通信。例如，部隊(duì)利用網(wǎng)絡(luò)使用的“步話機(jī)”就屬于半雙工通信。

3、全雙工通信

全雙工通信是在同一時(shí)刻可以進(jìn)行這樣的傳輸：一個(gè)信道傳輸信息向一個(gè)方向，而另一個(gè)信道傳輸信息向反方向。全雙工通信系統(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)進(jìn)行信息傳輸?shù)男诺篮蛢蓚€(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的信道，這樣通信線路兩端的發(fā)送、接收裝置就能夠同時(shí)發(fā)送和接收信息。若采用頻分信道，則傳輸信道可分成高頻群信道和低頻群信道，這時(shí)就可以使用二線制。這種全雙工通信方式適合計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信。目前我們所使用的網(wǎng)卡一般都屬于全雙工通信。

4、并行數(shù)據(jù)傳輸

并行數(shù)據(jù)傳輸是在傳輸中有多個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)在設(shè)備之間進(jìn)行的傳輸。一個(gè)編了碼的字符通常是由若干位二進(jìn)制數(shù)表示。例如用ASCII碼編碼的符號(hào)是由8位二進(jìn)制數(shù)表示的，則并行傳輸ASCII碼編碼符號(hào)就需要8個(gè)傳輸信道，使表示一個(gè)符號(hào)的所有數(shù)據(jù)位能同時(shí)沿著各自的信道并排傳輸。目前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)一般都采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式。

5、串行數(shù)據(jù)傳輸

串行數(shù)據(jù)傳輸足在傳輸中只有1個(gè)數(shù)據(jù)位在設(shè)備之間進(jìn)行的傳輸。對(duì)任何一個(gè)由若干位二進(jìn)制數(shù)表示的字符，串行傳輸都是用一個(gè)傳輸ASCII碼的串行傳輸過(guò)程。與并行傳輸相比，串行傳輸?shù)乃俣纫枚啵M(fèi)用低。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)間的傳輸均采用串行傳輸方式。例如，網(wǎng)吧里的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)一般采用串行數(shù)據(jù)傳輸方式。

（四）同步傳輸與異步傳輸

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端必須保持雙方步調(diào)一致，這就是同步。數(shù)據(jù)通信不僅需要同步，對(duì)數(shù)據(jù)接收端來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)還必須是可識(shí)別的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸同步的方法有兩種：同步傳輸和異步傳輸。

1、同步傳輸

同步傳輸采用的是按位的同步技術(shù)，即位同步。同步傳輸中，字符之間有一個(gè)固定的時(shí)間間隔，這個(gè)間隔由數(shù)字時(shí)鐘確定，因此，各字符沒(méi)有起始位和停止位，同步傳輸包括外同步和白同步兩種。同步傳輸?shù)囊蟊容^高，成本也高，隨著科技的發(fā)展，將來(lái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該都會(huì)采用這種傳輸方式。

2、異步傳輸

異步傳輸是一種很常用的傳輸方式。異步傳輸在發(fā)送字符時(shí)，所發(fā)送的字符之間的時(shí)間間隔可以是任意的。當(dāng)然，接收端必須時(shí)刻做好接收的準(zhǔn)備。發(fā)送端可以在任意時(shí)刻開(kāi)始發(fā)送字符，因此必須在每一個(gè)字符的開(kāi)始和結(jié)束的地方加上標(biāo)志，即加上開(kāi)始位和停止位，以便使接收端能夠正確地將每一個(gè)字符接收下來(lái)。異步傳輸?shù)暮锰幨峭ㄐ旁O(shè)備簡(jiǎn)單、便宜，但傳輸效率較低。當(dāng)前我國(guó)的大部分民用網(wǎng)絡(luò)都從業(yè)異步傳輸方式。

總之，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳送方式對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行結(jié)果具有重要的作用。在信息化高速發(fā)展的時(shí)代背景下，充分了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳送方式，對(duì)推動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有重要意義。

[1]王永據(jù).數(shù)據(jù)通信與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社,2010.

[2]王元亮,賈力.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)傳輸[M].云南科學(xué)技術(shù)出版社,2010.

[3]金海月.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信[M].中國(guó)輕工業(yè)出版社,2009.

[4]劉賢忠.數(shù)據(jù)通訊與網(wǎng)路原理[Z].全欣資訊圖書(shū)股份有限公司,1991.

羅剛（19881—），男，湖北武漢人，碩士，畢業(yè)于中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)，現(xiàn)供職于空軍預(yù)警學(xué)院，主要研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。