數(shù)據(jù)通信技術(shù)淺析

王江平

（河北省河間市聯(lián)通公司，河北 河間 062450）

數(shù)據(jù)通信及其發(fā)展歷史

數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。數(shù)據(jù)通信是伴隨著信息處理技術(shù)的迅速發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由分布在各點(diǎn)的數(shù)據(jù)終端和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備和通信線(xiàn)路互相連接而成。利用通信線(xiàn)路把分布在不同地點(diǎn)的多個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接在一起的網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這樣可使廣大用戶(hù)共享資源。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中多采用分組交換（或稱(chēng)包交換）方式，這是一種特殊的電文交換方式，在發(fā)信端把數(shù)據(jù)分割成若干長(zhǎng)度較短的分組（或稱(chēng)包）然后進(jìn)行傳輸，在收信端再加以合并。它的主要優(yōu)點(diǎn)是可以減少時(shí)延和充分利用傳輸信道通信作為電信是從19世紀(jì)30年度開(kāi)始的。1895年馬可尼發(fā)明無(wú)線(xiàn)電，開(kāi)辟了電信新紀(jì)元。1906年發(fā)明電子管，從而模擬通信得到發(fā)展。20世紀(jì)50年代發(fā)明半導(dǎo)體，從而數(shù)字通信得到發(fā)展。20世紀(jì)60年代發(fā)明集成電路。20世紀(jì)40年代提出靜止衛(wèi)星概念，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)50年代航天技術(shù)。1963年第一次實(shí)現(xiàn)同步衛(wèi)星通信。20世紀(jì)60年代發(fā)明激光，企圖用于通信，未成功。20世紀(jì)70年代發(fā)明光導(dǎo)纖維，光纖通信得到發(fā)展。

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本組成

數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的通信。它傳送數(shù)據(jù)的目的不僅是為了交換數(shù)據(jù)，更主要是為了利用計(jì)算機(jī)來(lái)處理數(shù)據(jù)?？梢哉f(shuō)它是將快速傳輸數(shù)據(jù)的通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理、加工及存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，從而給用戶(hù)提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中，要涉及到兩個(gè)實(shí)體和一個(gè)通信信道，它們就是源系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和目的系統(tǒng)。

1.源系統(tǒng)

源系統(tǒng)就是發(fā)送信號(hào)的一端，它包括以下兩個(gè)必需部分。一是源站：產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)或服務(wù)器等設(shè)備。二是發(fā)送器：對(duì)要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器等。常見(jiàn)的網(wǎng)卡中也包括收發(fā)器組件和功能。

2.傳輸系統(tǒng)

這是網(wǎng)絡(luò)通信的信號(hào)通道，如雙絞線(xiàn)通道、同軸電纜通道、光纖通道或者無(wú)線(xiàn)電波通道等。當(dāng)然還包括線(xiàn)路上的交換機(jī)和路由器等設(shè)備。

3.目的系統(tǒng)

目的系統(tǒng)就是接收發(fā)送端所發(fā)送的信號(hào)的一端，它包括以下兩個(gè)必需的部分。一是目的站：從接收器獲取從發(fā)送端發(fā)送的信息的計(jì)算機(jī)或服務(wù)器等。二是接收器：接收從發(fā)送端發(fā)來(lái)的信息，并把它們轉(zhuǎn)換為能被目的站設(shè)備識(shí)別和處理的信息。它也可以是調(diào)制解調(diào)器之類(lèi)的設(shè)備，不過(guò)此時(shí)它的功能當(dāng)然就不再是調(diào)制，而是解調(diào)了。常見(jiàn)的網(wǎng)卡中也包括接收器組件和功能。

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸方式

通信傳輸分為電纜通信、微波中繼通信、光纖通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信。

電纜通信。電纜通信指的是通過(guò)雙絞線(xiàn)或同軸電纜等為傳輸媒介的通信。如市話(huà)通信和長(zhǎng)途通信。調(diào)制方式是SSB/FDM。基于同軸的PCM時(shí)分多路數(shù)字基帶傳輸技術(shù)。隨著輸電線(xiàn)路的新舊交替，光纖將逐漸取代同軸電纜。

微波中繼通信。微波中繼通信是利用微波的視距傳輸特性，采用中繼站接力的方法達(dá)成的無(wú)線(xiàn)電通信方式。微波中繼通信是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，一般說(shuō)來(lái)，通信距離往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米甚至上萬(wàn)米，或環(huán)繞地球曲面，由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗，每隔50公里左右，就需要設(shè)置中繼站，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸。它比同軸電纜易架設(shè)，投資經(jīng)濟(jì)、周期較短。這種通信方式，也稱(chēng)為微波中繼通信或稱(chēng)微波接力通信。模擬電話(huà)微波通信主要是采用SSB/FM/FDM調(diào)制，通信容量6000路/頻道。數(shù)字微波采用BPSK、QPSK及QAM調(diào)制技術(shù)。采用64QAM、256QAM等多電平調(diào)制技術(shù)提高微波通信容量，可在40M頻道內(nèi)傳送1920-7680路PCM數(shù)字電話(huà)。各種類(lèi)型的微波站，由于功能不同，相應(yīng)配備的設(shè)備也不同。微波站的主要設(shè)備包括發(fā)信設(shè)備、收信設(shè)備、天線(xiàn)饋線(xiàn)系統(tǒng)、電源設(shè)備以及保障通信線(xiàn)路正常運(yùn)行和無(wú)人維護(hù)所需的監(jiān)測(cè)控制設(shè)備等。

光纖通信。光纖通信就是利用光波作為載波來(lái)傳送信息，而以光纖作為傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)信息傳輸，達(dá)到通信目的的一種最新通信技術(shù)。光纖通信具有通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、便于鋪設(shè)和運(yùn)輸、抗干擾性強(qiáng)、保密性能好、傳輸質(zhì)量佳、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)?，F(xiàn)在主要用于本地、長(zhǎng)途和干線(xiàn)傳輸，并已經(jīng)發(fā)展為用戶(hù)光纖通信網(wǎng)。光纖通信設(shè)備由光電轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號(hào)處理單元兩部分組成。

衛(wèi)星通信。衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)或反射無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，在兩個(gè)或多個(gè)地面站之間進(jìn)行通信。其特點(diǎn)是：通信距離遠(yuǎn)；通信容量大；不受大氣層騷動(dòng)的影響，通信可靠。現(xiàn)在應(yīng)用的比較成熟技術(shù)是模擬調(diào)制、頻分多路和頻分多址。數(shù)字衛(wèi)星通信采用低速話(huà)音編碼技術(shù)、先進(jìn)信道編碼技術(shù)、格狀編碼調(diào)制(TCM)技術(shù)、混合多址技術(shù)。

移動(dòng)通信。移動(dòng)通信就是指人們常見(jiàn)GSM和CDMA。采用的頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻。移動(dòng)通信系統(tǒng)由移動(dòng)臺(tái)、基臺(tái)、移動(dòng)交換局組成。若要同某移動(dòng)臺(tái)通信，移動(dòng)交換局通過(guò)各基臺(tái)向全網(wǎng)發(fā)出呼叫，被叫臺(tái)收到后發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，移動(dòng)交換局收到應(yīng)答后分配一個(gè)信道給該移動(dòng)臺(tái)并從此話(huà)路信道中傳送一信令使其振鈴。從用戶(hù)角度看，可以使用的接入技術(shù)包括：蜂窩移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)，如3G；無(wú)繩系統(tǒng)，如DECT；近距離通信系統(tǒng)，如藍(lán)牙和DECT數(shù)據(jù)系統(tǒng)；無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)；固定無(wú)線(xiàn)接入或無(wú)線(xiàn)本地環(huán)系統(tǒng)。

簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)通信的三種交換方式

通常數(shù)據(jù)通信有三種交換方式，一是電路交換。電路交換是指兩臺(tái)計(jì)算機(jī)或終端在相互通信時(shí)，使用同一條實(shí)際的物理鏈路，通信中自始至終使用該鏈路進(jìn)行信息傳輸，且不允許其它計(jì)算機(jī)或終端同時(shí)共享該電路。二是報(bào)文交換。報(bào)文交換是將用戶(hù)的報(bào)文存儲(chǔ)在交換機(jī)的存儲(chǔ)器中(內(nèi)存或外存)，當(dāng)所需輸出電路空閑時(shí)，再將該報(bào)文發(fā)往需接收的交換機(jī)或終端。這種存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)的方式可以提高中繼線(xiàn)和電路的利用率。三是分組交換。分組交換是將用戶(hù)發(fā)來(lái)的整份報(bào)文分割成若于個(gè)定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊(稱(chēng)為分組或打包)，將這些分組以存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)的方式在網(wǎng)內(nèi)傳輸。第一個(gè)分組信息都連有接收地址和發(fā)送地址的標(biāo)識(shí)。在分組交換網(wǎng)中，不同用戶(hù)的分組數(shù)據(jù)均采用動(dòng)態(tài)復(fù)用的技術(shù)傳送，即網(wǎng)絡(luò)具有路由選擇，同一條路由可以有不同用戶(hù)的分組在傳送，所以線(xiàn)路利用率較高。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)通信技術(shù)將不斷更新、新設(shè)備將不斷涌現(xiàn)，為了更深入、更細(xì)致、更精確的了解和熟練掌握數(shù)據(jù)通信技術(shù)，更好地做好數(shù)據(jù)通信工作，我們有必要進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握數(shù)據(jù)通信的新技術(shù)。

[1]楊慧中.數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展歷程[J].中國(guó)通訊，2008(1):7～10.

[2]高司成.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)資源共享平臺(tái)[M].北京:中國(guó)電子出版社，2004.

[3]張凌坤.數(shù)據(jù)通信技術(shù)更新存在的問(wèn)題及解決策略[J].中國(guó)電子信息，2006(2):33～35.

[4]翟麗霞.通信技術(shù)信息平臺(tái)的有效激活與補(bǔ)充[J].山東科技，2007(3):58～61.

[5]孫玲.如何掌握數(shù)據(jù)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)模式[J].電子信息時(shí)代，2007(11):118～119.

[6]李世令.淺談通信軟件的處理與傳輸[J].科技時(shí)代，2007(3):63～65.

[7]賈薇薇.局域網(wǎng)的平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)信息技術(shù)，2008(1):72～75.