計算機畢業論文:淺談數據通信及其應用前景

導語：計算機畢業論文:淺談數據通信及其應用前景一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文介紹數據通信的構成原理、交換方式及其適用范圍；數據通信的分類，并展望未來美好的應用前景。

主題詞數據通信構成原理適用范圍應用前景

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。要在崐兩地間傳輸信息必須有傳輸信道，根據傳輸媒體的不同，有有線數據通信與無線崐數據通信之分。但它們都是通過傳輸信道將數據終端與計算機聯結起來，而使不崐同地點的數據終端實現軟、硬件和信息資源的共享。

一、數據通信的構成原理、交換方式及適用范圍

1．數據通信的構成原理

數據通信的構成原理如框圖1所示。圖中DTE是數據終端。數據終端有分崐組型終端（PT）和非分組型終端（NPT）兩大類。分組型終端有計算機、數崐字傳真機、智能用戶電報終端（TeLetex）、用戶分組裝拆設備（PAD）崐、用戶分組交換機、專用電話交換機（PABX）、可視圖文接入設備（VAP）崐、局域網（LAN）等各種專用終端設備；非分組型終端有個人計算機終端、可崐視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數據電路由傳輸信道和數據電路終崐端設備（DCE）組成，如果傳輸信道為模擬信道，DCE通常就是調制解調器崐（MODEM），它的作用是進行模擬信號和數字信號的轉換；如果傳輸信道為崐數字信道，DCE的作用是實現信號碼型與電平的轉換，以及線路接續控制等。崐傳輸信道除有模擬和數字的區分外，還有有線信道與無線信道、專用線路與交換崐網線路之分。交換網線路要通過呼叫過程建立連接，通信結束后再拆除；專線連崐接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。計算機系統中的通信控制崐器用于管理與數據終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數據終端崐設備輸入的數據。

2．數據通信的交換方式

通常數據通信有三種交換方式：

（1）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，崐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亨崐該電路。

（2）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），當所需崐輸出電路空閑時，再將該報文發往需接收的交換機或終端。這種存儲＿轉發的方崐式可以提高中繼線和電路的利用率。

（3）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（稱為分組或崐打包），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崐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崐用的技術傳送，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，崐所以線路利用率較高。

3．各種交換方式的適用范圍

（1）電路交換方式通常應用于公用電話網、公用電報網及電路交換的公用數據崐網（CSPDN）等通信網絡中。前兩種電路交換方式系傳統方式；后一種方式崐與公用電話網基本相似，但它是用四線或二線方式連接用戶，適用于較高速率的崐數據交換。正由于它是專用的公用數據網，其接通率、工作速率、用戶線距離、崐線路均衡條件等均優于公用電話網。其優點是實時性強、延遲很小、交換成本較崐低；其缺點是線路利用率低。電路交換適用于一次接續后，長報文的通信。

（2）報文交換方式適用于實現不同速率、不同協議、不同代碼終端的終端間或崐一點對多點的同文為單位進行存儲轉發的數據通信。由于這種方式，網絡傳輸時崐延大，并且占用了大量的內存與外存空間，因而不適用于要求系統安全性高、網崐絡時延較小的數據通信。

（3）分組交換是在存儲＿轉發方式的基礎上發展起來的，但它兼有電路交換及崐報文交換的優點。它適用于對話式的計算機通信，如數據庫檢索、圖文信息存取、崐電子郵件傳遞和計算機間通信等各方面，傳輸質量高、成本較低，并可在不同速崐率終端間通信。其缺點是不適宜于實時性要求高、信息量很大的業務使用。

二、數據通信的分類

1．有線數據通信

（1）數字數據網（DDN）

數字數據網由用戶環路、DDN節點、數字信道和網絡控制管理中心組成，崐其網絡組成結構如框圖2所示。DDN是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道崐和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網。也可以說DDN是把數據通信技術、崐數字通信技術、光遷通信技術以及數字交叉連接技術結合在一起的數字通信網絡。崐數字信道應包括用戶到網絡的連接線路，即用戶環路的傳輸也應該是數字的，但崐實際上也有普通電纜和雙絞線，但傳輸質量不如前。DDN的主要特點是：

①傳輸質量高、誤碼率低：傳輸信道的誤碼率要求小。

②信道利用率高。

③要求全網的時鐘系統保持同步，才能保證DDN電路的傳輸質量。

④DDN的租用專線業務的速率可分為2.4-19.2kbit/s，N×64kbit/s崐（N=1-32）；用戶入網速率最高不超過2Mbit/s。

⑤DDN時延較小。

（2）分組交換網

分組交換網（PSPDN）是以CCITTX．25建議為基礎的，所以崐又稱為X.25網。它是采用存儲＿轉發方式，將用戶送來的報文分成具用一定長崐度的數據段，并在每個數據段上加上控制信息，構成一個帶有地址的分組組合群崐體，在網上傳輸。分組交換網最突出的優點是在一條電路上同時可開放多條虛通崐路，為多個用戶同時使用，網絡具有動態路由選擇功能和先進的誤碼檢錯功能，崐但網絡性能較差。

（3）幀中繼網

幀中繼網絡通常由幀中繼存取設備、幀中繼交換設備和公共幀中繼服務網3崐部分組成，如框圖3所示。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術崐是把不同長度的用戶數據組均包封在較大的幀中繼幀內，加上尋址和控制信息后崐在網上傳輸。其功能特點為：

①使用統計復用技術，按需分配帶寬，向用戶提供共亨的的網絡資源，每一條崐線路和網絡端口都可由多個終點按信息流共亨，大大提高了網絡資源的利用率。

②采用虛電路技術，只有當用戶準備好數據時，才把所需的帶寬分配給指定的虛崐電路，而且帶寬在網絡里是按照分組動態分配，因而適合于突發性業務的使用。

③幀中繼只使用了物理層和鏈路層的一部分來執行其交換功能，利用用戶信息和崐控制信息分離的D信道連接來實施以幀為單位的信息傳送，簡化了中間節點的處崐理。幀中繼采用了可靠的ISDND信道的鏈路層（LAPD）協議，將流量崐控制、糾錯等功能留給智能終端去完成，從而大大簡化了處理過程，提高了效率。崐當然，幀中繼傳輸線路質量要求很高，其誤碼率應小于10的負8次方。

④幀中繼通常的幀長度比分組交換長，達到1024-4096字節/幀，因而其吞吐量崐非常高，其所提供的速率為2048Mbit/s。用戶速率一般為9.6、4.4、19.2、N崐×64kbist/s（N＝1-31），以及2Mbit/s。

⑤）幀中繼沒有采用存儲＿轉發功能，因而具有與快速分組交換相同的一些優崐點。其時延小于15ms。

2．無線數據通信

無線數據通信也稱移動數據通信，它是在有線數據通信的基礎上發展起來的。崐有線數據通信依賴于有線傳輸，因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的崐通信。而移動數據通信是通過無線電波的傳播來傳送數據的，因而有可能實現移崐動狀態下的移動通信。狹義地說，移動數據通信就是計算機間或計算機與人之間崐的無線通信。它通過與有線數據網互聯，把有線數據網路的應用擴展到移動和便崐攜用戶。

三、網絡及其協議

1．計算機網絡

計算機網絡（ComputerNetwork)，就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線崐信道將兩臺以上計算機互聯的集合。通過網絡各用戶可實現網絡資源共享，如文崐檔、程序、打印機和調制解調器等。計算機網絡按地理位置劃分，可分為網際網、崐廣域網、城域網、和局域網四種。Internet是世界上最大的網際網；廣域網一般崐指連接一個國家內各個地區的網絡，全國公安系統的信息中心互聯起來，也是一崐個廣域網。廣域網一般分布距離在100－1000公里之間；城域網又稱為都崐市網，它的覆蓋范圍一般為一個城市，方圓不超過10－100公里；局域網的崐地理分布則相對較小，如一棟建筑物，或一個單位、一所學校，甚至一個大房間崐等。

局域網是目前使用最多的計算機網絡，一個單位可使用多個局域網，如財務崐部門使用局域網來管理財務帳目，勞動人事部門使用局域網來管理人事檔案、各崐種人才信息，公安

刑偵部門使用局域網來管理犯罪信息系統、交警部門使用局域網來管理機動車輛、崐駕駛員信息等等。

2．網絡協議

網絡協議是兩臺計算機之間進行網絡對話所使用的語言，網絡協議很多，有崐面向字符的協議、面向比特的協議，還有面向字節計數的協議，但最常用的是崐TCP/IP協議。它適用于由許多LAN組成的大型網絡和不需要路由選擇的小型網崐絡。TCP／IP協議的特點是具有開放體系結構，并且非常容易管理。

TCP／IP實際上是一種標準網絡協議，是有關協議的集合，它包括傳輸崐控制協議（TransportControlpro-tocol)和因特網協議（Internet崐Protocol）。TCP協議用于在應用程序之間傳送數據，IP協議用于在程序崐與主機之間傳送數據。由于TCP／IP具有跨平臺性，現已成為Internet的標崐準連接協議。網絡協議分為如下四層：

〈1〉網絡接口層：負責接收和發送物理幀；

〈2〉網絡層：負責相鄰節點之間的通信；

〈3〉傳輸層：負責起點到終端的通信；

〈4〉應用層：提供諸如文件傳輸、電子郵件等應用程序要把數據以TCP／I崐P協議方式從一臺計算機傳送到另一臺計算機，數據需經過上述四層通信軟件的崐處理才能在物理網絡中傳輸。

目前的IP協議是由32位二進制數組成的，如202．0．96．133崐就表示連接到因特網上的計算機使用的IP地址，在整個因特網上IP地址是唯崐一的。

四、數據通信的應用前景

1．有線數據通信的應用

（1）數字數據電路（DDN）的應用范圍有：

①組建公用數字數據通信網；

②可為公用數據交換網、各種專用網、無線尋呼系統、可視圖文系統、高速數崐據傳輸、會議電視、ISDN（2B＋D信道或30B＋D信道）、郵政儲匯計算崐機網絡等提供中繼或數據信道；

③為幀中繼、虛擬專用網、LAN，以及不同類型的網絡提供網間連接；

④利用DDN實現大用戶局域網聯網；如我區各專業銀行、教育、科研以及自崐治區公安廳與城市公安局的局域網互聯等。

⑤提供租用線，讓大用戶自己組建專用數字數據傳輸網；

例如，今年二季度，自治區公安廳租用DDN電路，采用數字交叉復用設備，崐組成公安專用數字數據傳輸網。這也稱為對公安專用通信網進行數字化改造。經崐過多次研討和實地試驗，決定租用128K數字數據電路，其中以64K作為專崐用數據信道，把公安廳和各地級市的犯罪信息中心互聯以64K覆用8條8K信崐道作為語音信道，供傳真和長途電話直撥業務使用，從而解決公安專用通信網因崐信道少，開電話會議，就打不了長途電話；要打長途電話，就發不了傳真、傳不崐了數據的問題。

⑥使用DDN作為集中操作維護的傳輸手段；或把全區城鎮110報警服務臺崐互聯，實現全區公安機關的統一指揮。

（2）分組交換網的應用

分組交換網能提供永久虛電路（PVC）及交換虛電路（SVC）等多種業務。崐利用分組交換網的通信平臺，還可以開發與提供一些增值數據業務：

①電子信箱業務

電子信箱系統又稱電子郵件。它是一種以存儲＿轉發方式進行信息交換的通崐信方式。在分組交換網平臺上用戶把需發送的信息以規定的格式送入電子信箱的崐存儲空間，由電子信箱系統處理和傳輸后，送到接收用戶的電子信箱并通知收信崐人。

②電子數據交換業務

電子數據交換（EDI）是計算機、通信和現代管理技術相結合的產物，又崐被稱為“無紙貿易”。EDI用電子單證代替了紙面單證，由傳統的多點對多點崐的聯系變為網絡信息傳遞。EDI技術是未來商業發展的極其主要的工具。現在崐國內外都得到廣泛的應用。

③傳真存儲轉發業務

傳真存儲轉發是把計算機與通信技術結合起來，建立智能化的傳真網。該網崐利用計算機的存儲＿轉發技術實現廣大用戶所需的各種新的服務項目。存儲＿轉崐發技術的核心是傳真交換機。

④可視圖文業務

可視圖文業務是一種利用現有公用電信網絡開發出來的新型、公用、開放式崐的信息服務系統。可視圖文的業務類型主要有公用數據庫業務和專用數據庫業務崐等。

（3）幀中繼技術的應用

幀中繼技術適用于對廣域網進行數據訪問和高速數據傳輸。幀中繼也是一種崐ISDN承載業務，主要用于局域網互聯和高速主機環境下作為寬帶網的數據入崐口，是向未來寬帶ATM交換過渡的手段之一。常用于：

①組建幀中繼公用網，提供幀中繼業務。

②在分組交換機上安裝幀中繼接口，提供業務。

③為用戶提供低成本的虛擬寬帶業務。

④在專用網中，采用復用的物理接口可以減少局域網互聯時的橋接器、路由崐器和控制器所需的端口數量，并減少互連設備所需通信設施的數量。幀中繼的數崐字鏈路連接鑒別（DLCI）尋址功能可允許單個中繼接入設備與上千個接入設崐備通信。其本地管理接口（LMI）可大大簡化幀中繼網的配置和管理。

⑤局域網（LAN）與廣域網（WAN）的高速連接。

⑥LAN與LAN的互聯。

⑦遠程計算機輔助設計/制造文件的傳送、圖像查詢以及圖像監視、會議電視崐等。

2．無線數據通信的應用

無線數據通信也稱為移動數據通信。它的業務范圍很廣，也有廣泛的應用前崐景。

（1）移動數據通信在業務上的應用。

移動數據通信的業務，通常分為基本數據業務和專用數據業務兩種：基本數崐據業務的應用有電子信箱、傳真、信息廣播、局域網（LAN）接入等。專用業務崐的應用有個人移動數據通信、計算機輔助調度、車、船、艦隊管理、GPS汽車崐衛星定位、遠程數據接入等。

（2）移動數據通信在工業及其它領域的應用。

移動數據通信在這些領域的應用可分為固定式應用、移動式應用和個人應用崐三種類型。

①固定式應用是指通過無線接入公用數據網的固定式應用系統及網絡。如邊遠崐山區的計算機入網、交警部門的交通監測與控制、收費停車場、加油站以及災害崐的遙測和告警系統等。

②移動式應用是指野外勘探、施工、設計部門及交通運輸部門的運輸車、船隊崐和快遞公司為指示或記錄實時事件，通過無線數據網絡實現業務調度、遠程崐數據訪問、報告輸入、通知聯絡、數據收集等均需采用移動式數據終端。移動數崐據終端在公安部門的刑警、巡警、交警也開始應用。

③個人應用是指專業性很強的業務技術人員、公安外線偵察破案人員等需要在崐外辦公時，通過無線數據終端進行遠程打印、傳真、訪問主機、數據庫查詢、查崐證。股票交易商也可以通過無線數據終端隨時隨地跟蹤查詢股票信息，即使度假崐也可以從遠程參加股票交易。此外，電子信箱是國外應用很廣的數據業務，在我崐國也已經開始應用。無線接入Internet可隨時隨地收發電子郵件，因此無線數據崐通信也得到廣泛的應用。作為有線數據網的補充和延伸，在公安系統，移動數據崐通信將具有更廣泛的應用前景。相信不久的將來，移動數據通信也會在我區公安崐系統得到廣泛的應用。

五、結束語

展望未來，通信網絡將向著綜合業務數字網方向發展，數據、語音、圖像等崐各種數據通信在各個層次、各個領域得到綜合利用。數據通信在我區公安系統也崐有廣泛的應用前景。最近公安部已經下達“金盾工程”總體設計任務書，部署兩崐年內建成“金盾工程”。總目標是建成現代化公安綜合業務通信網，實現以全國崐犯罪信息中心（CCIC）為核心，以各項公安業務應用為基礎的信息共享和綜崐合利用，為公安機關打擊犯罪、維護社會治安、提高辦公效率和執法能力提供強崐有力的信息支持。數字數據網（DDN）開始在公安專用通信網的應用，促進公崐安專用通信網的快速發展，并逐步向數字化、綜合化、寬帶化方向發展。公安機崐關掌握著大量的社會信息，要實現信息資源共享必須逐步向這個方向發展。信息崐高速公路將通過同步數字體系（SDH）等大容量光纖、多媒體技術，把電話、崐傳真、數據、動態圖像等各種通信業務綜合在一起，采用計算機綜合處理，應用崐ATM技術，以交互方式快速傳遞，把全國各級公安機關CCIC連接起來，使崐各類公安信息在不同層次上相互交流，實現信息資源共享。