数据通信概述

数据通讯从50年代末期开始，电子计算机与通讯技术相结合，一种新的通讯方式——“数据通讯”应运而生。数据通讯是把数据的处理和传输合为一体，实现数字信息的接收、存储、处理和传输，并对信息流加以控制、校验和管理的一种通讯形式。

计算机与通讯线路及设备结合起来实现人与计算机、计算机与计算机之间的通讯，不仅使各用户计算机的利用率大大提高，而且极大地扩展了计算机的应用范围，并使各用户实现计算机软硬件资源与数据资源的共享。对计算机的远距离实时控制和对数据的远距离收集等项工作，也都可以利用数据通讯来进行。用于数据通讯的通讯网，称为数据通讯网。它分为专用数据网和公用数据网。专用网发展较早，仍普遍使用。在20世纪70年代前，公用数据通讯一般使用原有的公共电话网或电报网。70年代以来，随着数据通讯迅速发展，开始建立公用数据网。而局域网则是一种专用的数据通讯网。公用数据网一般采用分组交换和电路交换两种交换方式。分组交换能提高电路的利用率，更灵活地满足实时数据通讯的要求。分组交换网是一种主要的公用数据通讯网。

作用在现代信息社会中，政府机关及各个部门要实现高效率的管理，数据通讯是一种至关重要的手段。数据网的建立和发展，是我国“八五计划”的重点项目。我国国内分组交换网已于1989年11月正式使用，各大城市间已开通了数据通讯业务，利用这个网还能进行国际数据库的联网检索。在通讯发达的国家，用户只要携带一台袖珍式电脑，与国际长途直拨电话线相连，就可以与全球任何地方进行数据信息的交换。

组成数据通迅系统由信源、信宿和信道三部分组成。其中，我们通常将数据的发送方称为信源，而将数据的接收方称为信宿。信源和信宿一般是计算机或其它一些数据终端设备。为了在信源和信宿之间实现有效的数据传输，必须在信源和信宿之间建立一条传送信号的物理通道，这条通道被称为物理信道，简称信道。现代移动通信技术主要是指全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、码分 多址(CDMA)等技术。其中GSM还是主导。

数据通讯技术共经历了四个发展阶段，电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术和ATM技术。公众电话网(PSTN网)和移动网(包括GSM网和CDMA网)采用的都是电路交换技术，它的基本特点是采用面向连接的方式，在双方进行通信之前，需要为通信双方分配一条具有固定带宽的通信电路，通信双方在通信过程中将一直占用所分配的资源，直到通信结束，并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。这种方式的优点是在通信过程中可以保证为用户提供足够的带宽，并且实时性强，时延小，交换设备成本较低，但同时带来的缺点是网络的带宽利用率不高，一旦电路被建立不管通信双方是否处于通话状态，分配的电路都一直被占用。

电路交换技术电路交换技术主要适用于传送和话音相关的业务，这种网络交换方式对于数据业务而言，有着很大的局限性。首先数据通信具有很强的突发性，峰值比特率和平均比特率相差较大，如果采用电路交换技术，若按峰值比特率分配电路带宽则会造成资源的极大浪费，如果按照平均比特率分配带宽，则会造成数据的大量丢失。其次是和语音业务比较起来，数据业务对时延没有严格的要求，但需要进行无差错的传输，而语音信号可以有一定程度的失真但实时性一定要高。分组交换技术就是针对数据通信业务的特点而提出的一种交换方式，它的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式，将需要传送的数据按照一定的长度分割成许多小段数据，并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段，作为数据传送的基本单元即分组。采用分组交换技术，在通信之前不需要建立连接，每个节点首先将前一节点送来的分组收下并保存在缓冲区中，然后根据分组头部中的地址信息选择适当的链路将其发送至下一个节点，这样在通信过程中可以根据用户的要求和网络的能力来动态分配带宽。分组交换比电路交换的电路利用率高，但时延较大。

报文交换技术报文交换技术和分组交换技术类似，也是采用存储转发机制，但报文交换是以报文作为传送单元，由于报文长度差异很大，长报文可能导致很大的时延，并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难，为了满足各种长度报文的需要并且达到高效的目的，节点需要分配不同大小的缓冲区，否则就有可能造成数据传送的失败。在实际应用中报文交换主要用于传输报文较短、实时性要求较低的通信业务，如公用电报网。报文交换比分组交换出现的要早一些，分组交换是在报文交换的基础上，将报文分割成分组进行传输，在传输 时延和传输效率上进行了平衡，从而得到广泛的应用。