數據通信技術淺析

王江平

（河北省河間市聯通公司，河北 河間 062450）

數據通信及其發展歷史

數據通信是通信技術和計算機技術相結合而產生的一種新的通信方式。數據通信是伴隨著信息處理技術的迅速發展而發展起來的。數據通信系統由分布在各點的數據終端和數據傳輸設備、數據交換設備和通信線路互相連接而成。利用通信線路把分布在不同地點的多個獨立的計算機系統連接在一起的網絡，稱為計算機網絡，這樣可使廣大用戶共享資源。在數據通信系統中多采用分組交換（或稱包交換）方式，這是一種特殊的電文交換方式，在發信端把數據分割成若干長度較短的分組（或稱包）然后進行傳輸，在收信端再加以合并。它的主要優點是可以減少時延和充分利用傳輸信道通信作為電信是從19世紀30年度開始的。1895年馬可尼發明無線電，開辟了電信新紀元。1906年發明電子管，從而模擬通信得到發展。20世紀50年代發明半導體，從而數字通信得到發展。20世紀60年代發明集成電路。20世紀40年代提出靜止衛星概念，但無法實現。20世紀50年代航天技術。1963年第一次實現同步衛星通信。20世紀60年代發明激光，企圖用于通信，未成功。20世紀70年代發明光導纖維，光纖通信得到發展。

數據通信系統的基本組成

數據通信是計算機與計算機或計算機與終端之間的通信。它傳送數據的目的不僅是為了交換數據，更主要是為了利用計算機來處理數據。可以說它是將快速傳輸數據的通信技術和數據處理、加工及存儲的計算機技術相結合，從而給用戶提供及時準確的數據。

在計算機網絡通信中，要涉及到兩個實體和一個通信信道，它們就是源系統、傳輸系統和目的系統。

1.源系統

源系統就是發送信號的一端，它包括以下兩個必需部分。一是源站：產生要傳輸的數據的計算機或服務器等設備。二是發送器：對要傳送的數據進行編碼的設備，如調制解調器等。常見的網卡中也包括收發器組件和功能。

2.傳輸系統

這是網絡通信的信號通道，如雙絞線通道、同軸電纜通道、光纖通道或者無線電波通道等。當然還包括線路上的交換機和路由器等設備。

3.目的系統

目的系統就是接收發送端所發送的信號的一端，它包括以下兩個必需的部分。一是目的站：從接收器獲取從發送端發送的信息的計算機或服務器等。二是接收器：接收從發送端發來的信息，并把它們轉換為能被目的站設備識別和處理的信息。它也可以是調制解調器之類的設備，不過此時它的功能當然就不再是調制，而是解調了。常見的網卡中也包括接收器組件和功能。

數據通信系統的傳輸方式

通信傳輸分為電纜通信、微波中繼通信、光纖通信、衛星通信、移動通信。

電纜通信。電纜通信指的是通過雙絞線或同軸電纜等為傳輸媒介的通信。如市話通信和長途通信。調制方式是SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。隨著輸電線路的新舊交替，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成的無線電通信方式。微波中繼通信是實現遠距離通信，一般說來，通信距離往往長達數千米甚至上萬米，或環繞地球曲面，由于地球曲面的影響以及空間傳輸的損耗，每隔50公里左右，就需要設置中繼站，將電波放大轉發而延伸。它比同軸電纜易架設，投資經濟、周期較短。這種通信方式，也稱為微波中繼通信或稱微波接力通信。模擬電話微波通信主要是采用SSB/FM/FDM調制，通信容量6000路/頻道。數字微波采用BPSK、QPSK及QAM調制技術。采用64QAM、256QAM等多電平調制技術提高微波通信容量，可在40M頻道內傳送1920-7680路PCM數字電話。各種類型的微波站，由于功能不同，相應配備的設備也不同。微波站的主要設備包括發信設備、收信設備、天線饋線系統、電源設備以及保障通信線路正常運行和無人維護所需的監測控制設備等。

光纖通信。光纖通信就是利用光波作為載波來傳送信息，而以光纖作為傳輸介質實現信息傳輸，達到通信目的的一種最新通信技術。光纖通信具有通信容量大、傳輸距離遠、便于鋪設和運輸、抗干擾性強、保密性能好、傳輸質量佳、壽命長等特點。現在主要用于本地、長途和干線傳輸，并已經發展為用戶光纖通信網。光纖通信設備由光電轉換單元和數字信號處理單元兩部分組成。

衛星通信。衛星通信是利用人造地球衛星作為中繼站來轉發或反射無線電信號，在兩個或多個地面站之間進行通信。其特點是：通信距離遠；通信容量大；不受大氣層騷動的影響，通信可靠。現在應用的比較成熟技術是模擬調制、頻分多路和頻分多址。數字衛星通信采用低速話音編碼技術、先進信道編碼技術、格狀編碼調制(TCM)技術、混合多址技術。

移動通信。移動通信就是指人們常見GSM和CDMA。采用的頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻。移動通信系統由移動臺、基臺、移動交換局組成。若要同某移動臺通信，移動交換局通過各基臺向全網發出呼叫，被叫臺收到后發出應答信號，移動交換局收到應答后分配一個信道給該移動臺并從此話路信道中傳送一信令使其振鈴。從用戶角度看，可以使用的接入技術包括：蜂窩移動無線系統，如3G；無繩系統，如DECT；近距離通信系統，如藍牙和DECT數據系統；無線局域網(WLAN)系統；固定無線接入或無線本地環系統。

簡述數據通信的三種交換方式

通常數據通信有三種交換方式，一是電路交換。電路交換是指兩臺計算機或終端在相互通信時，使用同一條實際的物理鏈路，通信中自始至終使用該鏈路進行信息傳輸，且不允許其它計算機或終端同時共享該電路。二是報文交換。報文交換是將用戶的報文存儲在交換機的存儲器中(內存或外存)，當所需輸出電路空閑時，再將該報文發往需接收的交換機或終端。這種存儲—轉發的方式可以提高中繼線和電路的利用率。三是分組交換。分組交換是將用戶發來的整份報文分割成若于個定長的數據塊(稱為分組或打包)，將這些分組以存儲—轉發的方式在網內傳輸。第一個分組信息都連有接收地址和發送地址的標識。在分組交換網中，不同用戶的分組數據均采用動態復用的技術傳送，即網絡具有路由選擇，同一條路由可以有不同用戶的分組在傳送，所以線路利用率較高。

隨著信息技術的不斷發展，數據通信技術將不斷更新、新設備將不斷涌現，為了更深入、更細致、更精確的了解和熟練掌握數據通信技術，更好地做好數據通信工作，我們有必要進一步學習和掌握數據通信的新技術。

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