電力系統中計算機通信中的傳輸控制技術探討

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摘要：計算機通信技術具有數據信息傳遞快、響應時間短、數據安全性高、抗干擾能力強等特點，促使其具有良好的應用性，在現代化社會中廣泛的應用。數據傳輸是通信系統的核心環節，傳統通信網絡組成結構相對單一，限定了網絡傳輸數據功能的正常發揮。文章主要從計算機通信傳輸控制技術的特點發展來進行相應的分析和研究，并對傳輸控制技術進行了詳細的分析。

關鍵詞：數據傳輸技術；傳輸技術；計算機通信；差錯控制

一、現代通信傳輸控制技術的發展

隨著數據通信與多媒體業務需求的發展，適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第四代移動通信開始興起，用戶也因此有理由期待這種第四代移動通信技術將會給我們帶來更加美好的未來。隨著移動電話迅猛發展，用戶增長迅速，傳統的通信模式已經不能滿足人們通信的需求，在這種情況下就出現了GSM通信技術，該技術用的是窄帶TDMA，允許在一個射頻（即\"蜂窩\"）同時進行8組通話。針對gsm通信出現的缺陷，人們在2000年又推出了一種新的通信技術GPRS，該技術是在gsm的基礎上的一種過渡技術。在這之后，通信運營商們又將推出EDGE技術，這種通信技術是一種介于現有的第二代移動網絡與第三代移動網絡之間的過渡技術，因此也有人稱它為\"二代半\"技術，它有效提高了GPRS信道編碼效率的高速移動數據標準，它允許高達384kbps的數據傳輸速率，可以充分滿足未來無線多媒體應用的帶寬需求。在上述通信技術的基礎之上，無線通信技術最終將邁向4G通信技術時代。

二、計算機通信傳輸控制技術的原理

計算機通信的基本原理是將電信號轉換成邏輯信號，數據信息等通過不同的二進制序列來表示。轉換方式是將高低電平表示成二進制數中的1和0，也就是將數據以二進制中的0和1的比特流的電壓表示，產生的脈沖通過媒介（通訊設備）來傳輸數據，達到通信的功能，這個是OSI的物理層，也就是通信控制傳輸技術的工作原理。

三、計算機通信傳輸控制數據傳輸技術分析

MAC層定義了數據包怎樣在介質中傳輸。所謂 MAC，是Media Access Control 的簡稱，中文的解釋為介質訪問控制子層協議。MAC 的協議主要是位于OSI七層協議中數據鏈路層的下半部分，是一種鏈接和控制物理層的介質。本論文主要闡述了MAC層中的數據傳輸技術，這些技術又分為主導技術和輔助技術。主導技術主要有令牌控制技術和總線爭用技術，輔助技術必須同主導技術一起配合使用。本論文介紹數據傳輸技術中的幾種代表性的主導技術。

1. CSMA 技術

CSMA 技術是一種總線爭用技術，其中文釋義為載波監聽多路訪問。CSMA技術的任何節點都沒有特定的發送時間，任何節點都可以隨機向總線發送數據；在有多個節點同時向總線發送數據時，就會通過一套規則來定義向總線發送的優先順序。CSMA 規定：任何準備向總線發送數據的節點，都要先檢測總線是否空閑，如果空閑則可以發送數據。如果總線忙，則要等待一段時間后重新檢測總線是否空閑。有三種退避算法可以監聽總線以決定是否發送：1-堅持算法、P-堅持算法和不堅持算法。CSMA 技術有很多優點，比如實現簡單、響應及時，但是隨機爭用信道使得數據的延時有了很大的不確定性。

2. 差錯控制技術

在數據傳輸的過程中，難免會產生差錯，因此采用何種的差錯控制技術，直接影響了計算機通信的傳輸控制。數據在傳輸的過程中通過物理層，最先到達數據鏈路層。通過某種方式，傳輸的數據會被進行差錯檢驗，系統會丟棄查出的出錯的數據幀。所以數據鏈路層往往能夠比其他各層更早地感知丟失數據包，并且能夠更快地做出反應。

2.1產生差錯原因

衰減是指信號在傳輸過程將會有部分能轉化為熱能或者被傳輸介質吸收，造成信號強度不斷減弱；在遠距離通信時不可忽視應在適當位置設立轉發器來增加強度。

失真是指信號在傳輸過程中波形發生的變化。根據產生的原因不同分為兩類：振幅失真，由信號不同的頻率的分量產生不同的衰減所造成；延遲失真，由各頻率分量的傳播速度不一致所造成。

噪聲是指信號在傳輸過程中插入進來不希望有的信號，根據產生原因分為4類：熱噪聲，由帶電粒子在導電介質中的分子熱運動造成，絕對存在無法被消除的；交調噪聲，通信系統的一些非線性因素造成的不同頻率的分量相互疊加后對信號本身的影響；串音，不同信道中的信號由于電磁輻射造成的干擾；脈沖噪聲，由一些無法預知的因素如電火花、雷電等耦合到信號通路中的非連續尖峰脈沖引起的干擾。

2.2 差錯控制

差錯控制是一種在可能情況下盡力恢復被破壞的數據的方法，同時在數據通信網絡中利用差錯控制技術實現對網絡數據流的調節，以避免網絡的擁塞。在計算機通信技術中常采用的差錯控制方法：后向差錯控制（BEC）、前向差錯控制（FEC）和混合差錯控制（HEC）。

2.2.1 后向差錯控制

應用后向差錯控制方法需要一個雙向通信信道。發送方，將整個待發送的數據劃分為獨立的數據塊，對各個數據塊進行檢錯編碼。接收方，利用差錯檢測技術，如果檢測到接收到的數據發生差錯，則利用反向通道請求發送方重發出錯的數據塊，這一機制也稱作自動請求重發（ARQ）。ARQ有兩種基本的形式：空閑ARQ和連續ARQ。

空閑ARQ：也叫停止等待ARQ，是最基本的后向糾錯方案。利用差錯檢測，數據以包的形式在信道中傳輸。接收方校驗收到的帶有檢錯編碼的數據包，如果包正確合法，接收方回送確認（ACK）信息給發送方，否則，回送否認（NAK）信息給對方。發送方一般在發送數據包的同時，啟動一個定時器，如果在定時范圍內收到ACK，就發送下一個數據包，否則如果超時或收到NAK信號，發送方重發已經發送的包。

連續ARQ：克服了空閑ARQ停止等待的缺點，它允許發送方在收到確認前連續發送若干個分組，接收方也允許連續接收若干個分組，因此必須對分組進行編號，一般利用一種叫滑動窗口的技術對數據傳輸雙方進行同步和控制。接收方收到數據包后，一般回送應答信號（ACK或NAK），如果發送方在規定時間內，沒有收到ACK，一般要通過下面兩種方式來啟動重傳機制。一種是返回N（GBN：Go_Back_N）包方式，一旦接收方檢測到有錯，就簡單丟棄其后收到的所有數據包，發送方退回到出錯的數據包開始重傳；另一種方式是選擇性重傳（SR：Selective Re-peat），發送方只重傳出錯的數據包，效率相對GBN來說有所提高，但是它要求接收方要維持一個較大的緩沖區保存出錯包后收到的正確的包，控制機制也復雜的多。

2.2.2 前向差錯控制

利用前向差錯控制，僅需要進行單工通信。但是，它需要對數據進行冗余編碼，使發送的數據攜帶足夠的冗余信息，以致接收方能準確的定位和糾正通信過程中發生的某些錯誤。 FEC的關鍵就是進行糾錯編碼。

在計算機電子信息系統中，信息的傳輸受通信環境的影響（如有線通信、無線通信、寬帶等），在以往的信息傳輸中，互通對象和通信手段單一，信息傳輸的可靠性差，無法滿足信息實時傳輸的要求，因此，在計算機電子信息系統中的信息傳輸控制優化設計勢在必行。

結束語

隨著科技的發展，計算機通信在越來越多的領域中得到應用，因此我們就必須保證在計算機的通信過程中有良好的傳輸控制技術，保證數據傳輸高效穩定。

參考文獻：

[1] 楊麗曼，李運華，.網絡控制系統的時延分析及數據傳輸技術研究[J].控制與決策，2004

[2] 于曉梅，趙耀培，鄭明春.異質網絡傳輸控制技術研究[J].計算機應用研究，2004