【摘 要】數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生之后與通信技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。不論是有線數(shù)據(jù)通信還是無(wú)線數(shù)據(jù)通信，皆需通過(guò)傳輸信道將數(shù)據(jù)終端跟計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)起來(lái)，從而使不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)終端實(shí)現(xiàn)軟件、硬件及信息資源的共享。本文闡明了數(shù)據(jù)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、原理，闡釋了電路交換、報(bào)文交換、分組交換這三大數(shù)據(jù)通信的交換方式及其適用范圍，分析了有線數(shù)據(jù)通信、無(wú)線數(shù)據(jù)通信這兩種數(shù)據(jù)通信的主要類型，并對(duì)其各自在不同領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行了探討、展望。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)通信 計(jì)算機(jī)技術(shù) 應(yīng)用前景

計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生改變了人類生活的方方面面，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大便利，其在通信方面的作用尤其顯著。計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生之后，與通信技術(shù)相結(jié)合，這就造就了數(shù)據(jù)通訊這一新的通信方式的產(chǎn)生。數(shù)據(jù)通信，不僅可通過(guò)有線信道來(lái)實(shí)現(xiàn)，還可通過(guò)無(wú)線信道來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)傳輸信道將數(shù)據(jù)終端跟計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)起來(lái)，不僅使通信的速度、精度大幅度提高，還可使不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)終端實(shí)現(xiàn)軟件、硬件及信息資源的共享。數(shù)字通信隨著20世紀(jì)50年代半導(dǎo)體的發(fā)明而產(chǎn)生，但步入發(fā)展的快車道，是20世紀(jì)90年代互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之后。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了有機(jī)結(jié)合，數(shù)據(jù)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)信息快速而優(yōu)質(zhì)地采集、可靠高效地傳輸、普遍大量地存儲(chǔ)、處理和使用信息，從而得到廣泛應(yīng)用，獲得了飛速發(fā)展[1]。現(xiàn)在，世界已經(jīng)進(jìn)入了信息化社會(huì)，信息成為影響國(guó)家和企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性因素，人們生活的方方面面已經(jīng)也離不開(kāi)數(shù)據(jù)通信；沒(méi)有了數(shù)據(jù)通信，人們就會(huì)感到極為不便、舉步維艱。

一、數(shù)據(jù)通信所具有的優(yōu)勢(shì)

從廣義講，一切將信息從某方傳送到另一方的行為、過(guò)程，皆屬通信。相互溝通信息是人的基本需要，掌握一定的通信技能是一個(gè)人生存的基本前提。人在剛剛降生之時(shí)，就會(huì)借助聲音、表情、動(dòng)作與母親進(jìn)行信息的交流，以后隨著成長(zhǎng)，則逐步拓展通信范圍，與家人、親友、同事、陌生人進(jìn)行信息交流。通信需借助某種介質(zhì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信介質(zhì)不斷得到更新，通訊的速度、精度都在不斷提高。古代，人們近距離是以口語(yǔ)、身體、眼神、手勢(shì)等溝通信息，遠(yuǎn)距離則通過(guò)烽火臺(tái)、擊鼓、旗語(yǔ)、驛站快馬等進(jìn)行信息的溝通，速度慢，且不準(zhǔn)確，容易發(fā)生信息的誤讀。以后，發(fā)明了紙張、印刷術(shù)，通訊精度大大提高，信息的誤讀大大減少。近代則出現(xiàn)了郵政通信、電報(bào)、電話，使遠(yuǎn)距離通信的時(shí)間由幾天、數(shù)月、逾年縮短為數(shù)日、不過(guò)天、數(shù)分鐘。[2]20世紀(jì)，出現(xiàn)了收音機(jī)、電視，時(shí)空隔離初步被打破，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離的可聽(tīng)可視，但自主性、互動(dòng)性尚差。但計(jì)算機(jī)產(chǎn)生，尤其是網(wǎng)絡(luò)普及之后，數(shù)據(jù)通信興起，人們可通過(guò)E-mail、QQ、網(wǎng)絡(luò)、快信、短信、手機(jī)等實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的即時(shí)通信，時(shí)空藩籬被徹底打破，可隨人移動(dòng)，自由地交流互動(dòng)。與以往的通信方式相比，數(shù)據(jù)通信呈現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)。

二、數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理、交換方式及適用范圍

（一）數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理

從終端到終端，依靠傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和信息的傳輸和交換。數(shù)據(jù)通信的主體終端是計(jì)算機(jī)，還包括各種數(shù)碼視圖接入設(shè)備比如數(shù)字傳真機(jī)，各種交換機(jī)設(shè)備比如用戶分組交換機(jī)和專用電話交換機(jī)，以及用戶分組裝拆設(shè)備和局域網(wǎng)。所謂的數(shù)據(jù)電路其實(shí)就是由數(shù)據(jù)的傳輸信道和發(fā)送接收數(shù)據(jù)的電路終端設(shè)備（DCE）來(lái)構(gòu)成的。對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸信道，通常按照模擬和數(shù)字來(lái)劃分。在模擬信道傳輸信道中，數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備DCE扮演著調(diào)制解調(diào)器（MODEM）的角色，模擬信道傳輸信道中，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這個(gè)轉(zhuǎn)換是由數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備DCE來(lái)實(shí)現(xiàn)的；在數(shù)字信道傳輸信道中，信號(hào)碼型與電平以及線路接續(xù)控制是關(guān)鍵，這個(gè)轉(zhuǎn)換也是由數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備DCE來(lái)實(shí)現(xiàn)的。除此之外，專用線路與交換網(wǎng)線路的劃分也比較普遍。前者通過(guò)固定連接建立起來(lái)連接，無(wú)需呼叫建立和拆線。后者需要有一個(gè)呼叫過(guò)程，需要拆線[3]。

（二）數(shù)據(jù)通信的交換方式

數(shù)據(jù)通信的交換方式主要有以下三種：電路交換、報(bào)文交換、分組交換。

電路交換，是用一條實(shí)際的物理鏈路將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)或終端在相互通信的結(jié)點(diǎn)間進(jìn)行連接，鏈路具有獨(dú)享性，信息傳輸自始至終使用這條鏈路，其它計(jì)算機(jī)或終端欲對(duì)該鏈路進(jìn)行共享是不行的。

報(bào)文交換，則無(wú)需在兩個(gè)通信結(jié)點(diǎn)間建立專用通路，是結(jié)點(diǎn)將欲發(fā)送的信息組織成一個(gè)數(shù)據(jù)包，即報(bào)文，該報(bào)文中即含有目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的地址，可使完整的報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中一站一站地向前傳送，其的特點(diǎn)是對(duì)于中繼線和電路的利用大大提高，這是因?yàn)楫?dāng)所需輸出電路空閑時(shí)，存儲(chǔ)在交換機(jī)的存儲(chǔ)器中（內(nèi)存或外存）的用戶的報(bào)文再發(fā)往需接收的交換機(jī)或終端。

分組交換，則以分組為單位進(jìn)行信息的傳輸和交換，采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)交換方式將到達(dá)交換機(jī)的分組先送到存儲(chǔ)器暫時(shí)存儲(chǔ)和處理，等到相應(yīng)的輸出電路有了空閑再送出。分組交換提高了線路利用率，用戶發(fā)來(lái)的整份報(bào)文在分組交換中被分割成若于個(gè)定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊（稱為分組或打包），這就使這些分組在網(wǎng)內(nèi)可以存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)的方式便捷的進(jìn)行傳輸。在分組交換網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)具有路由選擇性，不同用戶數(shù)據(jù)和信息的傳送可以通過(guò)同一條路，不同用戶的分組數(shù)據(jù)均采用動(dòng)態(tài)復(fù)用的技術(shù)傳送。

（三）各種交換方式的適用范圍

電路交換方式通常被用于傳統(tǒng)型的公用電話網(wǎng)、公用電報(bào)網(wǎng)中，后來(lái)開(kāi)發(fā)的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（CSPDN）等通信網(wǎng)絡(luò)，也長(zhǎng)使用。電路交換的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（CSPDN）與公用電話網(wǎng)基本相似，適用于較高速率的數(shù)據(jù)交換，連接用戶一般采用四線或二線的方式，較高速率的數(shù)據(jù)交換較為適合。專用的公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的特點(diǎn)，使得它在用戶線距離、線路均衡條件、接通率、工作速率等方面均優(yōu)于公用電話網(wǎng)。這種方式具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、很小的延遲以及較低的交換成本。當(dāng)然，其缺點(diǎn)也比較明顯，就是線路利用率低。長(zhǎng)報(bào)文的通信，電路交換這種方式才比較適用。對(duì)于一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的以同文為單位進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)通信，抑或不同速率、不同協(xié)議、不同代碼終端的終端間的數(shù)據(jù)通信來(lái)說(shuō)，報(bào)文交換方式則比較適用。但報(bào)文交換方式，不僅網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延大，而且內(nèi)存與外存空間的占用也比較大，所以對(duì)于系統(tǒng)安全性高、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延較小的數(shù)據(jù)通信來(lái)說(shuō)，就不太適用。電路交換和報(bào)文交換的發(fā)展，使得分組交換得以出現(xiàn)和發(fā)展。目前，分組交換因具有較高的傳輸質(zhì)量、較低的成本，又可在不同速率終端間進(jìn)行通信的優(yōu)點(diǎn)，故在圖文信息存取、電子郵件傳遞、數(shù)據(jù)庫(kù)檢索及計(jì)算機(jī)間通信等各方面得到了廣泛應(yīng)用，但是對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高、信息量很大的業(yè)務(wù)，又不太適用[4]。

三、數(shù)據(jù)通信的分類

數(shù)據(jù)通需要有傳輸介質(zhì)，那么有線數(shù)據(jù)通信和無(wú)線數(shù)據(jù)通信就成為數(shù)據(jù)通信的兩個(gè)類別。為用戶提供專用的中高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）、可以提供各種增值業(yè)務(wù)的分組交換網(wǎng)，以及幀中繼網(wǎng)，均屬于有線數(shù)據(jù)通信的范疇。人的需要是無(wú)窮無(wú)盡的，低層次的需要滿足了，更高層次的需要又會(huì)產(chǎn)生。[5]因此，人對(duì)通信的速度、精度及自主、便捷的追求也是沒(méi)有窮盡的。有線通信依賴于線路，而線路是固定的，無(wú)法隨人移動(dòng)，人還會(huì)感到不能自主，不太方便，因此對(duì)擺脫對(duì)線路依賴的無(wú)線通信具有濃厚的興趣。[6]目前，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線數(shù)據(jù)通信已開(kāi)始出現(xiàn)并且日益發(fā)展成熟。二者相比，有線數(shù)據(jù)通信最早發(fā)展，理論、技術(shù)也較為成熟，在大數(shù)據(jù)傳輸、速度以及安全性方面顯著，然而受限于它是基于計(jì)算機(jī)之間以及固定終端與計(jì)算機(jī)之間的通信，所以無(wú)線移動(dòng)數(shù)據(jù)通信開(kāi)始形成和發(fā)展，無(wú)線電波的傳播功能助人實(shí)現(xiàn)了隨人移動(dòng)的移動(dòng)通信的夢(mèng)想。但是，移動(dòng)數(shù)據(jù)通信也不能脫離有限數(shù)據(jù)通信，因無(wú)線數(shù)據(jù)通信需以有線數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)為基礎(chǔ)，實(shí)質(zhì)是把有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的應(yīng)用進(jìn)行了大大的擴(kuò)展。目前，移動(dòng)和便攜用戶成為移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的主要目標(biāo)群體[7]。

四、數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用前景

由于人對(duì)通信速度、精度及自主性、便捷性的最求是無(wú)窮的，數(shù)據(jù)通信又是信息時(shí)代的技術(shù)成果的集中體現(xiàn)，代表著通信技術(shù)的發(fā)展方向，因此數(shù)據(jù)通訊具有廣闊的發(fā)展前景。目前，其市場(chǎng)尚未飽和，還有很大的發(fā)展?jié)摿?。?dāng)然，因?yàn)閿?shù)據(jù)通信分為有限數(shù)據(jù)通信和無(wú)線數(shù)據(jù)通信兩大類，各自又有好幾種類型，所以有必要分類探討其應(yīng)用前景。

（一）有線數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路的應(yīng)用

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路（DDN）是一個(gè)發(fā)展較早，技術(shù)較為成熟的技術(shù)。在公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信網(wǎng)組建中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路是一個(gè)基礎(chǔ)；在教育科研機(jī)構(gòu)、銀行以及其它自治的局域網(wǎng)的互聯(lián)中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路角色關(guān)鍵；另外，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路還可為無(wú)線尋呼系統(tǒng)、可視圖文系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)傳輸、公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、郵政儲(chǔ)匯系統(tǒng)使用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以及會(huì)議電視網(wǎng)絡(luò)等，提供中繼或數(shù)據(jù)信道；而虛擬專用網(wǎng)、幀中繼、LAN以及不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接，也需要數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路。

2.分組交換網(wǎng)的應(yīng)用

兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)面向連接網(wǎng)絡(luò)連接的電路，稱為永久虛電路（PVC），兩個(gè)數(shù)據(jù)終端要通信時(shí)，需先用呼叫程序建立電路的連接，叫做交換虛電路（SVC）。此二者，為分組交換網(wǎng)應(yīng)用的兩個(gè)最主要的方面。以分組交換網(wǎng)為基礎(chǔ)，相關(guān)附加數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也可以進(jìn)行開(kāi)發(fā)與提供。電子信箱系統(tǒng)是典型的分組交換網(wǎng)應(yīng)用的例子，先把信息進(jìn)行存儲(chǔ)，然后再轉(zhuǎn)發(fā)，信息送入電子信箱的存儲(chǔ)空間需要有特定的格式，這個(gè)是在分組交換網(wǎng)平臺(tái)上處理的，系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、傳輸，用戶就尅接收到。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，電子數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)（EDI）在蓬勃發(fā)展，在電子數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)中電子單證是其最鮮明的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的紙面單證被代替，多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳統(tǒng)聯(lián)系實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)信息傳遞出現(xiàn)。電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)受到普遍關(guān)注，在以后的商業(yè)發(fā)展種是一種主要的工具。

3.幀中繼技術(shù)的應(yīng)用

在廣域網(wǎng)通信中，使用一組規(guī)程將數(shù)據(jù)信息以幀的形式進(jìn)行有效的傳送，此即為幀中繼技術(shù)。與ATM技術(shù)相比，在接入技術(shù)方面，幀中繼技術(shù)是比較成熟的和簡(jiǎn)單的，64kbit/s～2Mbit/s速率范圍內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)都可以得到滿足，再者，在成本上ATM設(shè)備價(jià)格比較昂貴，不適用于普通用戶。所以說(shuō)，未來(lái)寬帶ATM業(yè)務(wù)的發(fā)展需要幀中繼技術(shù)。在連接方式方面，邏輯連接是幀中繼技術(shù)的最大特點(diǎn)，這樣就避免了簡(jiǎn)單物理連接的諸多不便。一個(gè)物理連接建立起來(lái)之后，可以重復(fù)建立多個(gè)邏輯信道，這樣就大大地提高了帶寬的利用率，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)分配。X.25協(xié)議較為復(fù)雜，幀中繼協(xié)議實(shí)現(xiàn)了對(duì)其的簡(jiǎn)化，因此處理效率很高，高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，低通信時(shí)延，64kbit/s～34Mbit/s的接入速率使得處理效率大大提高。

（二）無(wú)線數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用

移動(dòng)手機(jī)業(yè)務(wù)和基站方面的進(jìn)步促進(jìn)了無(wú)線數(shù)據(jù)通信的發(fā)展。無(wú)線數(shù)據(jù)通信在個(gè)人移動(dòng)數(shù)據(jù)通信、遙感定位、GPS汽車衛(wèi)星定位、交通導(dǎo)航等遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接入傳輸方面應(yīng)用廣泛。隨著智能手機(jī)的普及和快速發(fā)展，無(wú)線數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)進(jìn)入了快車道，人們對(duì)于無(wú)線數(shù)據(jù)通信的速度和質(zhì)量也提出了更高的要求，3G和4G移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使得社會(huì)進(jìn)入了真正的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。同時(shí)在國(guó)防、災(zāi)害預(yù)報(bào)和監(jiān)控、工業(yè)生產(chǎn)以及交通運(yùn)輸方面，無(wú)線數(shù)據(jù)通信也發(fā)揮著不可替代的作用。

五、結(jié)論

展望未來(lái)，世界信息化是大勢(shì)所趨，大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展推動(dòng)著數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的的高速前進(jìn)，人們對(duì)于數(shù)據(jù)通信中數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像以及視頻等各種數(shù)據(jù)因素的要求越來(lái)越高，通信網(wǎng)絡(luò)將向著綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)方向發(fā)展，數(shù)據(jù)通信在各個(gè)層次、各個(gè)領(lǐng)域必將得到廣泛利用，尤其在國(guó)防、工業(yè)生產(chǎn)、企業(yè)管理以及民生方面，有著巨大的應(yīng)用前景。

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作者簡(jiǎn)介：

劉雅楠（1993-），女，漢族，河北任丘人，合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院在讀，研究方向：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。