數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)述

張德慧　魏銘　王明月

摘 要：了解與掌握數(shù)據(jù)通信對(duì)我們來(lái)說(shuō)是非常重要的，因?yàn)閿?shù)據(jù)通信在當(dāng)今世界意義重大。目前，數(shù)據(jù)通信不僅用于商業(yè)領(lǐng)域，在家庭中的使用也越來(lái)越廣泛。比較有代表性的應(yīng)用有：目錄查詢、文件傳輸、語(yǔ)音信箱、電子信箱、可視圖文、智能用戶電報(bào)及遙測(cè)遙控等。數(shù)據(jù)通信正在成為人們生活中不可或缺的一部分，對(duì)社會(huì)的發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本文將對(duì)數(shù)據(jù)通信的基本概念、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)通信的發(fā)展作簡(jiǎn)述。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)通信 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 協(xié)議 標(biāo)準(zhǔn)

計(jì)算機(jī)的發(fā)明，特別是Internet的出現(xiàn)，使得以數(shù)據(jù)為主的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)得到了迅速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)也改變了我們的生活方式，人們希望快速的獲取最新信息，這也促使數(shù)據(jù)通信技術(shù)得到了更快的發(fā)展，美國(guó)也從20世紀(jì)50年代開(kāi)始研究和發(fā)展數(shù)據(jù)通信，歐洲、日本

也于20世紀(jì)60年代末到70年代初開(kāi)始發(fā)展數(shù)據(jù)通信，在這些發(fā)達(dá)國(guó)家，數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速，現(xiàn)已具有相當(dāng)大的規(guī)模。數(shù)據(jù)通信雖然在我國(guó)起步較晚，但近些年來(lái)卻發(fā)展很快，中國(guó)公用計(jì)算機(jī)網(wǎng)、中國(guó)教育和科研網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，標(biāo)志著我國(guó)數(shù)據(jù)通信進(jìn)入了一個(gè)嶄新的高速發(fā)展時(shí)期。

1、數(shù)據(jù)通信的基本概念

“數(shù)據(jù)”一詞含義非常廣泛，人們幾乎每天都要碰到它，例如各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。數(shù)據(jù)通常用數(shù)字或字母（符號(hào)）來(lái)表示，是一個(gè)有意義的實(shí)體。因此可以說(shuō)，數(shù)據(jù)是預(yù)先約定的、具有某種含義的數(shù)字或字母（符號(hào)）以及它們的組合。數(shù)據(jù)涉及事物的表示形式，是信息的載體，而信息則是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。例如，約定用負(fù)電壓表示二進(jìn)制數(shù)字“1”，用正電壓表示二進(jìn)制數(shù)字“0”，這里數(shù)字“0”和“1”就是數(shù)據(jù)。

現(xiàn)代通信技術(shù)借助于電子電氣設(shè)備及光等媒介，在兩點(diǎn)之間以符號(hào)和字符形式進(jìn)行信息交換、傳送信息，因此數(shù)據(jù)通信就是將數(shù)據(jù)用電信號(hào)或光信號(hào)表示，并通過(guò)傳輸媒體正確地傳輸給接收者。為此需要通過(guò)信道來(lái)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，而信道并不是完全理想的，存在傳輸失真和噪聲干擾等，可能使數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生差錯(cuò)，因此需要進(jìn)行必要的差錯(cuò)控制。同時(shí)，為了使整個(gè)數(shù)據(jù)通信過(guò)程按一定的規(guī)則有序進(jìn)行，通信雙方必須建立共同遵守的規(guī)則協(xié)議和約定，并具有執(zhí)行協(xié)議的功能，這樣才能實(shí)現(xiàn)有意義的數(shù)據(jù)通信。

通俗地講，數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)與通信相結(jié)合而產(chǎn)生的一種通信方式和通信業(yè)務(wù)。在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，實(shí)際上是參與的幾方共享信息，這種共享可以使局部的也可以是遠(yuǎn)程的。因此可以說(shuō)，數(shù)據(jù)通信是指依照通信協(xié)議，在兩個(gè)設(shè)備之間利用傳輸媒體進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換，它可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與終端以及終端與終端之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，它是信息社會(huì)不可缺少的一種高校通信方式，也是未來(lái)“信息高速公路”的主要內(nèi)容。數(shù)據(jù)通信包含兩方面的含義：數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)的處理。數(shù)據(jù)傳輸是數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)，而數(shù)據(jù)處理則使數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離交換得以實(shí)現(xiàn)。

2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本概念

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指能夠完成數(shù)據(jù)通信任務(wù)的完整系統(tǒng)。作為通信系統(tǒng)，必須解決下面的一系列問(wèn)題，包括：

（1）通信接口通信接口可以將發(fā)送端產(chǎn)生的信號(hào)傳輸給通信信道并進(jìn)行傳輸，而且在接收端能對(duì)數(shù)據(jù)做出正確解釋。

（2）同步發(fā)送器和接收器之間、傳輸系統(tǒng)和接收設(shè)備之間必須同步，必須確定何時(shí)信號(hào)開(kāi)始，何時(shí)信號(hào)結(jié)束等。

（3）傳輸系統(tǒng)利用率傳輸系統(tǒng)利用率用來(lái)衡量有效地使用傳輸設(shè)備的程度。在通信系統(tǒng)中，傳輸設(shè)備通常由很多通信設(shè)備共享，因此要有效地分配傳輸介質(zhì)的容量，協(xié)調(diào)傳輸服務(wù)的要求，比如采用多路復(fù)用技術(shù)和擁塞控制技術(shù)等。

（4）交換管理指在兩個(gè)實(shí)體通信期間的各種協(xié)調(diào)管理。

（5）差錯(cuò)檢測(cè)在通信系統(tǒng)中，要對(duì)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行控制，對(duì)通信過(guò)程中產(chǎn)生的差錯(cuò)進(jìn)行檢測(cè)和校驗(yàn)。

（6）尋址和路由指決定信號(hào)到達(dá)目的地的路徑，用以保證端到端的數(shù)據(jù)傳輸。

（7）恢復(fù)指在系統(tǒng)由某種原因被中斷后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行必要的恢復(fù)。

（8）報(bào)文格式由兩個(gè)對(duì)話實(shí)體進(jìn)行協(xié)商，使報(bào)文格式一致。

（9）網(wǎng)絡(luò)安全保證準(zhǔn)確并且安全地將數(shù)據(jù)從發(fā)送端傳送至接收端。

（10）網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)復(fù)雜的通信系統(tǒng)進(jìn)行配置、監(jiān)控和故障處理等管理。

2.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成和模型

一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單地用3個(gè)術(shù)語(yǔ)概括：發(fā)送器（又稱信源）、傳輸媒介（又稱信道）和接收器（又稱信宿）。有時(shí)，在只有兩種通信狀態(tài)的通信系統(tǒng)中，信源和信宿也可以互換，即某一通信設(shè)備可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

具體地說(shuō)，一個(gè)通信系統(tǒng)是由7個(gè)部分組成的：

（1）發(fā)送方的數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備，可以是計(jì)算機(jī)、工作站等終端設(shè)備。

（2）發(fā)送方的數(shù)據(jù)電路通信設(shè)備（DCE）用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，可以是調(diào)制解調(diào)器（使用模擬信道）或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)單元（使用數(shù)字信道）。

（3）接收方的數(shù)據(jù)電路通信設(shè)備用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，可以是調(diào)制解調(diào)器（使用模擬信道）或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)單元（使用數(shù)字信道）。

（4）傳輸媒體傳輸媒體是數(shù)據(jù)從發(fā)送方傳送到接收方的物理路徑，它可以是有線的（如雙絞線、同軸電纜、光纖等），也可以是無(wú)線的（如無(wú)線電波、微波、紅外線等）。

（5）接收方的數(shù)據(jù)終端設(shè)備用來(lái)接收數(shù)據(jù)的設(shè)備，可以是計(jì)算機(jī)、工作站等終端設(shè)備。

（6）消息消息是通信所傳輸?shù)男畔ⅲ〝?shù)據(jù)），可以是文本、數(shù)字、圖像、聲音、視頻或它們之間的任意組合。

（7）協(xié)議協(xié)議是數(shù)據(jù)通信規(guī)則的集合，如果沒(méi)有協(xié)議，兩臺(tái)通信設(shè)備即使連著也無(wú)法通信。

在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中DTE可以是系統(tǒng)中的信源、信宿，或同時(shí)作為信源和信宿。它利用DCE和數(shù)據(jù)傳輸信道發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。

3、協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)

3.1協(xié)議

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，通信發(fā)生在不同系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)體之間，每個(gè)實(shí)體都可以發(fā)送和接收信息，包括應(yīng)用程序、文件傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和電子郵件等軟件。一個(gè)系統(tǒng)就是一個(gè)物理對(duì)象，該物理對(duì)象包含一個(gè)或多個(gè)實(shí)體，例如包括計(jì)算機(jī)和終端等。但并不是任意兩個(gè)實(shí)體之間都可以隨意發(fā)送信息，其前提條件就是，在通信時(shí)兩個(gè)實(shí)體應(yīng)該執(zhí)行同樣的協(xié)議。所謂協(xié)議，就是指在數(shù)據(jù)通信時(shí)彼此共同遵守的規(guī)則的集合，或者，協(xié)議實(shí)際上是指實(shí)體間通信時(shí)所使用的一種語(yǔ)言。如果沒(méi)有協(xié)議，兩個(gè)設(shè)備固然可以連接，但是不能通信，這就像一個(gè)講德語(yǔ)的人聽(tīng)不懂另一個(gè)講日語(yǔ)的人雖說(shuō)的話一樣。協(xié)議定義了什么是通信，如何通信以及何時(shí)通信等問(wèn)題。

3.2標(biāo)準(zhǔn)概述

標(biāo)準(zhǔn)是網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展的基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題已經(jīng)引起國(guó)際上的廣泛關(guān)注。如果沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)互操作能力差、資源浪費(fèi)、開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)大、開(kāi)發(fā)周期加長(zhǎng)等問(wèn)題。

目前有兩類標(biāo)準(zhǔn)。一類是因?yàn)閺V泛使用而得到發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，稱為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)在生產(chǎn)中逐漸稱為人們共同遵守的準(zhǔn)則；第二種標(biāo)準(zhǔn)是由那些得到國(guó)家或國(guó)際公認(rèn)的機(jī)構(gòu)正式認(rèn)證并采納的標(biāo)準(zhǔn)，稱為認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)：數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍和應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，新的應(yīng)用業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，特別是網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的不斷更新和發(fā)展以及移動(dòng)式數(shù)據(jù)通信的迅速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷更新?lián)Q代，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向高速、寬帶、數(shù)字傳輸與綜合利用的方向發(fā)展。數(shù)據(jù)通信有其自身的特點(diǎn)，在信息社會(huì)中有著廣泛的1應(yīng)用。隨著新的技術(shù)和新的通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，它會(huì)成為未來(lái)“高速信息網(wǎng)絡(luò)”的主要通信方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]周昕. 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù). 清華大學(xué)出版社