空軍預警學院 羅 剛

計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方式研究

空軍預警學院 羅 剛

計算機網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展對人類信息獲取、傳遞和處理的方式變革產(chǎn)生了重大影響。利用計算機網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸是計算機網(wǎng)絡一個重要應用領(lǐng)域，對計算機網(wǎng)絡傳輸方式進行研究，希望能對提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)目旖菪院桶踩杂兴鶐椭?/p>

計算機；網(wǎng)絡數(shù)據(jù)；傳輸方式

計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方式是計算機技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)結(jié)合的一種應用形式，它綜合了計算機的高效和網(wǎng)絡技術(shù)的便捷，實現(xiàn)了二者優(yōu)勢的結(jié)合。計算機網(wǎng)絡數(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)絡數(shù)據(jù)傳輸提供了便利。計算機網(wǎng)絡傳輸方式是網(wǎng)絡的重要應用形式，其深刻地影響到網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)展，對計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方式進行研究對計算機網(wǎng)絡的發(fā)展有著重要的深刻的意義。下面筆者就計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方式有關(guān)問題進行一下分析研究。

一、相關(guān)概念定義

（一）計算機網(wǎng)絡的定義

計算機網(wǎng)絡就是把分布在不同地點的、具有獨立功能的多個計算機系統(tǒng)通過通信線路和設(shè)備互相連接起來，由功能完善的網(wǎng)絡軟件按照網(wǎng)絡協(xié)議進行信息通信、實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。

（二）計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的定義

計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)可定義為有意義的實體，數(shù)據(jù)涉及到事物的形式。計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)兩種形式。模擬數(shù)據(jù)是在某個區(qū)間內(nèi)連續(xù)的值，例如，聲音和視頻就是強度連續(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)字數(shù)據(jù)是離散的值，例如，文本信息和整數(shù)。

二、計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)

計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)無論采用何種方式傳輸，都離不開其依托的傳輸介質(zhì)，可以說，無介質(zhì)支撐，計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸將無法進行，更談不上網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方式的多樣化。筆者認為目前常用的數(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)狀銅導體和一根位于中心軸線位置的銅導線組成。同軸電纜的抗干擾能力強，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纜。粗纜在早期的大型網(wǎng)絡的連接中比較常用，它的傳輸距離長、可靠性能高，但安裝難度較大，成本較高。細纜的傳輸距離較短，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撲結(jié)構(gòu)，各計算機均用一根雙絞線連接，可靠性能高，任一連線發(fā)生故障時，都不影響網(wǎng)絡中的其他計算機。

（三）光纖

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

（四）無線傳輸

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

三、計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方式

計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)有較高的傳輸效率和較少的連線，當某些節(jié)點有故障時仍能完成數(shù)據(jù)傳送(稱為自愈能力)，以及有廣泛的應用領(lǐng)域，從而計算機互聯(lián)網(wǎng)絡得到了迅速發(fā)展。筆者通過綜合分析當前世界各國有關(guān)計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的發(fā)展和傳播的有關(guān)情況，認為計算機網(wǎng)絡數(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)制前原始信號所占用的頻帶，是原始電信號所固有的基本頻帶，當信道中直接傳送基帶信號時，稱為基帶傳輸。進行基帶傳輸?shù)南到y(tǒng)稱為基帶傳輸系統(tǒng)，基帶信號分為基帶模擬信號和基帶數(shù)字信號兩種，信號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、表示二進制的比特序列的矩形脈沖信號，它能夠被直接傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號。計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)是以計算機為主體的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，信源是計算機或數(shù)字終端，由信源發(fā)出而產(chǎn)生的基帶信號都是數(shù)字信號，所以，這里所說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，目前在計算機網(wǎng)絡中一般不用，一般用于工業(yè)生產(chǎn)中。

2、頻帶傳輸

數(shù)字信號經(jīng)調(diào)制變換，成為能在公共電話線上傳輸?shù)哪M信號(例如音頻信號)，然后模擬信號經(jīng)傳輸媒體送到接收端后，再還原成原來信號，這種傳輸稱為頻帶傳輸。頻帶傳輸實際上就是模擬傳輸。計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的遠程通信通常都為頻帶傳輸。在計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的遠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)屬于模擬信號傳輸系統(tǒng)，它能夠在同一信道上進行數(shù)字信息和模擬信息服務，寬帶傳輸系統(tǒng)可以容納全部廣播信號，并可進行高速數(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)男盘栔饕菙?shù)字信號，寬帶傳輸?shù)氖悄M信號，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)等信息綜合到一個物理信道上進行傳輸。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。當前我國的大多數(shù)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)都采用寬帶傳輸。

（二）通信線路連接方式

計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信線路連接方式分為點對點和分支式兩種連接方式。

1、點對點連接

點對點連接包括主計算機與用戶終端直接連接和主計算機與主計算機直接連接兩種方式。在連接過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進行連接。如兩臺配有無線網(wǎng)卡的電腦需要共享上網(wǎng)，在這種無線雙機互聯(lián)的情況下一般采用點對點連接的數(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以上端點進行通信的方式。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控制站，系統(tǒng)中任何兩個站之間的信息傳輸和交接都是在控制站的控制下進行的。在分支式的非集中式連接中，任意兩個站之間可以不經(jīng)控制站，而只是在控制站的監(jiān)視下進行站與站之間的信息傳輸和交換。例如過去的尋呼機就采用這種通信方式，由于分支式網(wǎng)絡連接方式存在網(wǎng)絡安全問題，所以當前的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)基本上不采用這種方式。

（三）線路通信方式

計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)在通信線路上傳輸是有方向的，根據(jù)計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)在某一時間信息傳輸?shù)姆较蚝吞攸c，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，需要進行差錯控制。采用的具體方法是：在接收端確定信息正確或錯誤后，通過反向信道送出監(jiān)測信號，因此，單工通信的線路一般是二線制。也就是說，單工通信存在兩個信道，傳輸信息用的主信道和監(jiān)測信息用的監(jiān)測信道。例如，在網(wǎng)絡中的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。但在同一時刻里，信息只能有一個傳輸方向。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)視信號可有兩種方式。一種方式是在應答時轉(zhuǎn)換傳輸信道；另一種方式是把主信道和監(jiān)測信道分開設(shè)立，另設(shè)一個信道，供監(jiān)測信號使用。計算機與終端之間的通信就是半雙工通信。例如，部隊利用網(wǎng)絡使用的“步話機”就屬于半雙工通信。

3、全雙工通信

全雙工通信是在同一時刻可以進行這樣的傳輸：一個信道傳輸信息向一個方向，而另一個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)包括兩個進行信息傳輸?shù)男诺篮蛢蓚€進行監(jiān)測的信道，這樣通信線路兩端的發(fā)送、接收裝置就能夠同時發(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，這時就可以使用二線制。這種全雙工通信方式適合計算機與計算機之間的通信。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數(shù)據(jù)位同時在設(shè)備之間進行的傳輸。一個編了碼的字符通常是由若干位二進制數(shù)表示。例如用ASCII碼編碼的符號是由8位二進制數(shù)表示的，則并行傳輸ASCII碼編碼符號就需要8個傳輸信道，使表示一個符號的所有數(shù)據(jù)位能同時沿著各自的信道并排傳輸。目前的移動網(wǎng)絡通信業(yè)務一般都采用并行數(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個數(shù)據(jù)位在設(shè)備之間進行的傳輸。對任何一個由若干位二進制數(shù)表示的字符，串行傳輸都是用一個傳輸ASCII碼的串行傳輸過程。與并行傳輸相比，串行傳輸?shù)乃俣纫枚啵M用低。計算機網(wǎng)絡中各節(jié)點間的傳輸均采用串行傳輸方式。例如，網(wǎng)吧里的計算機網(wǎng)絡數(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

計算機網(wǎng)絡數(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，對數(shù)據(jù)接收端來說，數(shù)據(jù)還必須是可識別的。計算機網(wǎng)絡數(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，字符之間有一個固定的時間間隔，這個間隔由數(shù)字時鐘確定，因此，各字符沒有起始位和停止位，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，將來的計算機網(wǎng)絡應該都會采用這種傳輸方式。

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，所發(fā)送的字符之間的時間間隔可以是任意的。當然，接收端必須時刻做好接收的準備。發(fā)送端可以在任意時刻開始發(fā)送字符，因此必須在每一個字符的開始和結(jié)束的地方加上標志，即加上開始位和停止位，以便使接收端能夠正確地將每一個字符接收下來。異步傳輸?shù)暮锰幨峭ㄐ旁O(shè)備簡單、便宜，但傳輸效率較低。當前我國的大部分民用網(wǎng)絡都從業(yè)異步傳輸方式。

總之，計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳送方式對計算機網(wǎng)絡的運行結(jié)果具有重要的作用。在信息化高速發(fā)展的時代背景下，充分了解計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳送方式，對推動計算機網(wǎng)絡的發(fā)展具有重要意義。

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羅剛（19881—），男，湖北武漢人，碩士，畢業(yè)于中南民族大學計算機專業(yè)，現(xiàn)供職于空軍預警學院，主要研究方向：計算機應用。