計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)研究

摘要：21世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)各地普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)被引入家家戶戶，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也改變了人們的生活和工作。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息資源共享技術(shù)為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了信息和通訊的渠道，不但方便了人們之間進(jìn)行音頻、數(shù)據(jù)信息、樣本文檔等信息快速傳輸，而且也實(shí)現(xiàn)了人們之間的信息資源共享。本文分析了我國(guó)數(shù)字式數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

關(guān)鍵字：計(jì)算機(jī)? 網(wǎng)絡(luò)? 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)? 通信技術(shù)

Research on Digital Data Communication Technology of Computer Network

ZHANG Kewei

（Heilongjiang Institute of Technology， Harbin City， Heilongjiang Province， 150000 China）

Abstract： Since the 21st century， computer network has been popularized all over the country. Computer technology has been introduced into every family. The development of computer network technology has also changed people's life and work. Computer network information resource sharing technology creates information and communication channels for LAN， MAN， WAN and other networks. It not only facilitates the rapid transmission of voice， data information， sample documents and other information between people， but also realizes the sharing of information resources among the people. This paper analyzes the development of digital data communication network in China.

Key Words： Computer; Network; Digital data; Communication technology

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于許多行業(yè)，其主要是依靠各種數(shù)據(jù)裝置和通訊線路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的傳送以及線性化編碼和通訊傳輸。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有效率高、費(fèi)用少、成本低等特點(diǎn)。因此，進(jìn)一步深入地加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)字化和微型電子信息通訊技術(shù)的研究就變得尤為必要，研究如何能夠在更大程度上發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，為人們?cè)谌粘９ぷ?、生活中的學(xué)習(xí)和使用提供方便。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)利用無(wú)線通信的線路和裝置來(lái)連接不同區(qū)域的電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以此建立了一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系，滿足了人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上共享各種音頻、圖像、數(shù)據(jù)信息等需求。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分包括門(mén)戶、交換機(jī)、網(wǎng)橋等，數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)通過(guò)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信傳輸[1]?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的通訊基于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相同的條件下，可以實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的通信和共享。

1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)的簡(jiǎn)介

與傳統(tǒng)的模擬數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相比，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)具有6個(gè)主要優(yōu)勢(shì)：（1）在數(shù)字傳輸中，它被廣泛應(yīng)用于提高數(shù)據(jù)幀的質(zhì)量，通過(guò)誤差編碼和數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和控制數(shù)據(jù)傳輸中各種信息系統(tǒng)中的缺陷，并及時(shí)提出措施提高消息可靠性;（2）各種數(shù)據(jù)，包括視頻和音樂(lè)，都可以被轉(zhuǎn)換成各種數(shù)字信號(hào)，傳輸給到其他的數(shù)字通信系統(tǒng);（3）數(shù)字通信技術(shù)有效應(yīng)用于加密功能，信息的可靠性得到充分保障;（4）在一些遠(yuǎn)程數(shù)字通信中，可以相應(yīng)地設(shè)計(jì)和放大繼電器，確保數(shù)字信號(hào)不受噪聲干擾;（5）我國(guó)十幾項(xiàng)數(shù)字技術(shù)發(fā)展迅速，集成電路易于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字器件，在大規(guī)模知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，數(shù)字設(shè)備的成本和產(chǎn)量大幅下降;（6）由于多通道光纖技術(shù)在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字通信的效率也有了極大地提高。

2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

隨著現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)的進(jìn)步和飛速發(fā)展，集成電路的出現(xiàn)和使用極大地減少了集成電路中所需要設(shè)備的工作量，降低了電路設(shè)備的制造成本，使得通信設(shè)備變得便利[2]。多通道光纖在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)中的應(yīng)用，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞礁啵瑐鬏斔俣雀?，同時(shí)可以傳輸更多的數(shù)據(jù)，以應(yīng)對(duì)快速發(fā)展的生活需求。

2.1采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)可靠性更高

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信技術(shù)在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)中，采用數(shù)據(jù)幀傳輸方式，在通信數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可以快速識(shí)別數(shù)據(jù)幀的異常情況，確定故障的來(lái)源。同時(shí)，在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀問(wèn)題后，大大降低了數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤問(wèn)題的可能性，減少數(shù)據(jù)錯(cuò)誤造成的不良影響，而且，數(shù)據(jù)幀傳輸系統(tǒng)的使用也可能降低人員維護(hù)的概率，提高通信技術(shù)的可靠性，同時(shí)也提高了人們對(duì)于通信技術(shù)的信任。

2.2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)具有轉(zhuǎn)換性

目前，我國(guó)傳統(tǒng)的數(shù)字圖像和視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ胖?，圖像、視頻和音頻等多種數(shù)據(jù)都主要是以原始的格式進(jìn)行傳輸，其缺點(diǎn)是傳送速度慢，目前我國(guó)的計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)所采用的主要是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。用戶同樣可以隨時(shí)地用數(shù)字化和非線性數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行傳輸照片、視頻等各種類型的大數(shù)據(jù)，縮短了信息傳送的時(shí)間，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率。

2.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)安全性更高

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供了信息加密的功能，減少了信息被盜的可能性。在傳統(tǒng)的信息傳輸過(guò)程中，由于缺乏安全措施，很容易受到黑客的攻擊，造成信息泄露產(chǎn)生重大負(fù)面影響[3]。與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中保護(hù)用戶通信安全的數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)不同，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)加密技術(shù)的研究，提高通信技術(shù)的安全性，以滿足信息安全的需要。

2.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)完整性更高

數(shù)據(jù)信息通常無(wú)法避免長(zhǎng)距離傳輸，在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸往往會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，從而嚴(yán)重影響了信息的準(zhǔn)確性。由于目前從遠(yuǎn)距離來(lái)源傳輸?shù)男盘?hào)和數(shù)據(jù)量相對(duì)比較多，對(duì)于無(wú)線通訊技術(shù)已經(jīng)提出了一個(gè)新的要求。而現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)字化和微型信號(hào)通訊的技術(shù)正是彌補(bǔ)了其不足之處，融入了繼電器技術(shù)，以有效地減少外部的干擾，如噪聲的干擾。數(shù)字通信技術(shù)主要目的就是為了保障在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中充分地使用繼電器，保證通信數(shù)據(jù)的傳輸和處理能力的完整性，降低信息被丟失或者遭受到入侵的可能性。

2.5計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)具有節(jié)省成本優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)傳輸需要大量的電路設(shè)備，采用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸技術(shù)需要引入集成電路，將大量設(shè)備轉(zhuǎn)換成集成電路，減少所需電氣設(shè)備的數(shù)量，有助于通信企業(yè)降低設(shè)備采購(gòu)成本。同時(shí)，減少設(shè)備數(shù)量也有利于節(jié)約成本[4]。任何設(shè)備鏈中都包括資源成本和廢物排放，減少電路的數(shù)量對(duì)環(huán)境保護(hù)也很重要。

3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字通信技術(shù)的內(nèi)涵以及現(xiàn)狀

3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信技術(shù)的內(nèi)涵

在我國(guó)現(xiàn)代數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)中，在數(shù)字通訊技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字信息在不同編號(hào)間的傳輸都是常見(jiàn)的設(shè)備?，F(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸通常都是采取數(shù)字化的手段。其主要原因就是計(jì)算機(jī)電腦已經(jīng)采用了一種二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，系統(tǒng)需要按照以下條件來(lái)要求在所需傳輸線上發(fā)出的信息分別是：一個(gè)數(shù)字0或者一個(gè)數(shù)字1。

與其他模擬數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相比，數(shù)字通信技術(shù)具有不同的比較。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指在傳輸音頻、視頻等數(shù)據(jù)時(shí)需要采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信號(hào)形式，并通過(guò)各種數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。由于數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制是數(shù)據(jù)幀，因此當(dāng)通信中存在錯(cuò)誤時(shí)，可以使用編碼來(lái)檢查錯(cuò)誤或重新傳輸數(shù)據(jù)。其次，在遠(yuǎn)程數(shù)字通信過(guò)程中，為了更好地保證這些數(shù)字信號(hào)的安全性和信息的完整性這可以通過(guò)直放站對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)或校正，并且在進(jìn)行通訊時(shí)會(huì)有一些特殊的加密手段[5]。在我國(guó)現(xiàn)代數(shù)字科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展和與計(jì)算機(jī)有效地集成相結(jié)合的同時(shí)，近年來(lái)，隨著我國(guó)超大規(guī)模的集成電路（VLSL）技術(shù)的進(jìn)步和飛速發(fā)展，數(shù)字設(shè)備的體積不斷減少，價(jià)格也不斷上漲。

3.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益普及，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅滿足了人們的日常需求，也促進(jìn)了各行各業(yè)的快速發(fā)展，隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已經(jīng)成為通信產(chǎn)業(yè)的基石，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)從模擬技術(shù)發(fā)展到5G通信技術(shù)，最大限度地滿足了人們的需求。

4常見(jiàn)的數(shù)據(jù)通信交換技術(shù)

4.1 電路交換

電路交換過(guò)程通常包括3個(gè)階段：建立連接、占用線路和拆除連接。在通信之前，首先必須連接線路：從出發(fā)地向目的地發(fā)送一個(gè)回復(fù)請(qǐng)求，目的是在通信雙方之間建立一個(gè)專用通信通道，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，它將通過(guò)幾個(gè)中間節(jié)點(diǎn)傳送到設(shè)備。在提供過(guò)程中，它將優(yōu)先級(jí)分配給活動(dòng)的物理路由，并且一個(gè)被調(diào)用的節(jié)點(diǎn)調(diào)用另一個(gè)被調(diào)用的節(jié)點(diǎn)發(fā)送連接請(qǐng)求，然后將其傳輸給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。其次，占用線路多，在建立物理線路的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，完成數(shù)據(jù)傳輸和交換任務(wù)。重新連接拆除，在成功地將設(shè)施連接到起點(diǎn)并完成兩點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸后，必須拆除完成的線路和電纜，并將線路資源返回到新的響應(yīng)。線路交換具有線路專業(yè)化、數(shù)據(jù)直接接入等優(yōu)點(diǎn)，線路在兩站間建成后，在整個(gè)線路開(kāi)通期間，整條線路不再實(shí)行數(shù)據(jù)共享，也不會(huì)與其他站共享資源。

4.2編碼方案

數(shù)字信號(hào)編碼有很多種：?jiǎn)螛O性不歸零碼、雙極性不歸零碼、單極性歸零碼、雙極性歸零碼4種。歸零和不歸零兩種代碼的根本區(qū)別主要在于脈沖時(shí)間和時(shí)間之間的相互關(guān)系，如果在整個(gè)脈沖時(shí)間內(nèi)通過(guò)一個(gè)脈沖電流的方式來(lái)對(duì)代碼進(jìn)行傳輸，如果在整個(gè)脈沖時(shí)間內(nèi)所發(fā)送的脈沖電流次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)代碼，則這兩種脈沖代碼被統(tǒng)稱為歸零碼。簡(jiǎn)而言之，歸零碼產(chǎn)生的脈沖比歸零碼更窄。另外，單極性碼與雙極性碼的區(qū)別在于單極性碼可以積累恒定分量，雙極性碼不能積累恒定分量，這便于通信傳輸。

4.3同步過(guò)程

同步過(guò)程還意味著接收器根據(jù)數(shù)字代碼傳輸端的每個(gè)代碼的重復(fù)頻率獲取數(shù)據(jù)，而且在最初的一段時(shí)間里，在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字代碼主要有兩種方式，我國(guó)主要用于外部同步和自同步。外部同步這兩個(gè)步驟就是意味著被接受器的信息直接從傳輸終端提前獲取并對(duì)其進(jìn)行內(nèi)部的同步;自同步主要指將電子接收器獲得的信號(hào)從電子發(fā)射終端向電子傳送器發(fā)射的各種形式的波形中提取出來(lái)。

4.4 數(shù)字通信的傳輸方式

一般而言，數(shù)字通信主要有兩種傳輸模式，即并行傳輸與串行傳輸。并行傳輸?shù)姆绞揭话闶沁m合于傳輸小部分的數(shù)據(jù)。在發(fā)送終端和接受終端的數(shù)據(jù)傳輸中，可以實(shí)現(xiàn)并行多信道通信的線路上，實(shí)現(xiàn)多位數(shù)據(jù)傳輸[6]。通訊線路主要由3條基礎(chǔ)性的傳輸線路組成，分別是單工、半雙工結(jié)構(gòu)和全雙工結(jié)構(gòu)。單工結(jié)構(gòu)只是能夠很好地保證同時(shí)在一個(gè)或幾個(gè)方向上數(shù)據(jù)的傳輸，而半雙工結(jié)構(gòu)只是能夠很好地保證同時(shí)在兩個(gè)方向上數(shù)據(jù)的傳輸。在特殊的情況下，數(shù)據(jù)傳輸將是在一個(gè)相同的方向上共享地進(jìn)行，而全雙工結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通信只能在兩個(gè)相同的方向上共享地進(jìn)行。

計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都產(chǎn)生了巨大的影響。在通信領(lǐng)域，它們比傳統(tǒng)的通信技術(shù)具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。數(shù)字通信技術(shù)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，能夠很好地滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)傳輸速度和信息運(yùn)行、傳輸和安全的要求，信息傳輸具有良好的可靠性和安全性，最大程度上滿足了人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯男枰?，成為了社?huì)發(fā)展中不可分割的組成部分。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的信息和通訊技術(shù)是一種具有較高質(zhì)量的通訊技術(shù)，它能夠推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

5結(jié)語(yǔ)

隨著衛(wèi)星通信的發(fā)展，充分發(fā)揮寬帶、大容量接入的優(yōu)勢(shì)，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸效率得到了很大提高;目前，數(shù)字通信技術(shù)在互聯(lián)通信線路中的應(yīng)用相對(duì)較少。因此，為了提高通信效率，部分用戶可以選擇安裝數(shù)字通信線路或直接接入局域網(wǎng)。隨著數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)也將廣泛應(yīng)用于軍事、航天、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。

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中圖分類號(hào)：TP393.0 DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2108-5640-9510 第一作者：張可為，（1982—），男，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)椴⑿兴惴?/p>

作者簡(jiǎn)介：張可為（1982-），男，漢族，黑龍江哈爾濱人，信息與計(jì)算科學(xué)系主任，講師，理學(xué)碩士，研究生學(xué)歷，研究方向：并行算法。