数据通信及其应用前景

【摘 要】数据通信是计算机技术产生之后与通信技术相结合而产生的一种新的通信方式。不论是有线数据通信还是无线数据通信，皆需通过传输信道将数据终端跟计算机联结起来，从而使不同地点的数据终端实现软件、硬件及信息资源的共享。本文阐明了数据通信技术的优势、原理，阐释了电路交换、报文交换、分组交换这三大数据通信的交换方式及其适用范围，分析了有线数据通信、无线数据通信这两种数据通信的主要类型，并对其各自在不同领域的应用前景进行了探讨、展望。

【关键词】数据通信 计算机技术 应用前景

计算机技术的产生改变了人类生活的方方面面，给人们的生产生活带来了极大便利，其在通信方面的作用尤其显著。计算机技术产生之后，与通信技术相结合，这就造就了数据通讯这一新的通信方式的产生。数据通信，不仅可通过有线信道来实现，还可通过无线信道来实现，通过传输信道将数据终端跟计算机联结起来，不仅使通信的速度、精度大幅度提高，还可使不同地点的数据终端实现软件、硬件及信息资源的共享。数字通信随着20世纪50年代半导体的发明而产生，但步入发展的快车道，是20世纪90年代互联网出现之后。进入21世纪以来，通信技术和计算机技术得到了有机结合，数据通信技术实现了对信息快速而优质地采集、可靠高效地传输、普遍大量地存储、处理和使用信息，从而得到广泛应用，获得了飞速发展[1]。现在，世界已经进入了信息化社会，信息成为影响国家和企业发展的关键性因素，人们生活的方方面面已经也离不开数据通信；没有了数据通信，人们就会感到极为不便、举步维艰。

一、数据通信所具有的优势

从广义讲，一切将信息从某方传送到另一方的行为、过程，皆属通信。相互沟通信息是人的基本需要，掌握一定的通信技能是一个人生存的基本前提。人在刚刚降生之时，就会借助声音、表情、动作与母亲进行信息的交流，以后随着成长，则逐步拓展通信范围，与家人、亲友、同事、陌生人进行信息交流。通信需借助某种介质，随着科学技术的发展，通信介质不断得到更新，通讯的速度、精度都在不断提高。古代，人们近距离是以口语、身体、眼神、手势等沟通信息，远距离则通过烽火台、击鼓、旗语、驿站快马等进行信息的沟通，速度慢，且不准确，容易发生信息的误读。以后，发明了纸张、印刷术，通讯精度大大提高，信息的误读大大减少。近代则出现了邮政通信、电报、电话，使远距离通信的时间由几天、数月、逾年缩短为数日、不过天、数分钟。[2]20世纪，出现了收音机、电视，时空隔离初步被打破，实现了远距离的可听可视，但自主性、互动性尚差。但计算机产生，尤其是网络普及之后，数据通信兴起，人们可通过E-mail、QQ、网络、快信、短信、手机等实现了准确的即时通信，时空藩篱被彻底打破，可随人移动，自由地交流互动。与以往的通信方式相比，数据通信呈现出极大的优势。

二、数据通信的构成原理、交换方式及适用范围

（一）数据通信的构成原理

从终端到终端，依靠传输介质实现了数据和信息的传输和交换。数据通信的主体终端是计算机，还包括各种数码视图接入设备比如数字传真机，各种交换机设备比如用户分组交换机和专用电话交换机，以及用户分组装拆设备和局域网。所谓的数据电路其实就是由数据的传输信道和发送接收数据的电路终端设备（DCE）来构成的。对于数据的传输信道，通常按照模拟和数字来划分。在模拟信道传输信道中，数据电路终端设备DCE扮演着调制解调器（MODEM）的角色，模拟信道传输信道中，模拟信号和数字信号之间需要进行转换，这个转换是由数据电路终端设备DCE来实现的；在数字信道传输信道中，信号码型与电平以及线路接续控制是关键，这个转换也是由数据电路终端设备DCE来实现的。除此之外，专用线路与交换网线路的划分也比较普遍。前者通过固定连接建立起来连接，无需呼叫建立和拆线。后者需要有一个呼叫过程，需要拆线[3]。

（二）数据通信的交换方式

数据通信的交换方式主要有以下三种：电路交换、报文交换、分组交换。

电路交换，是用一条实际的物理链路将两台计算机或终端在相互通信的结点间进行连接，链路具有独享性，信息传输自始至终使用这条链路，其它计算机或终端欲对该链路进行共享是不行的。

报文交换，则无需在两个通信结点间建立专用通路，是结点将欲发送的信息组织成一个数据包，即报文，该报文中即含有目标结点的地址，可使完整的报文在网络中一站一站地向前传送，其的特点是对于中继线和电路的利用大大提高，这是因为当所需输出电路空闲时，存储在交换机的存储器中（内存或外存）的用户的报文再发往需接收的交换机或终端。

分组交换，则以分组为单位进行信息的传输和交换，采用存储-转发交换方式将到达交换机的分组先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有了空闲再送出。分组交换提高了线路利用率，用户发来的整份报文在分组交换中被分割成若于个定长的数据块（称为分组或打包），这就使这些分组在网内可以存储-转发的方式便捷的进行传输。在分组交换网中，网络具有路由选择性，不同用户数据和信息的传送可以通过同一条路，不同用户的分组数据均采用动态复用的技术传送。

（三）各种交换方式的适用范围

电路交换方式通常被用于传统型的公用电话网、公用电报网中，后来开发的公用数据网（CSPDN）等通信网络，也长使用。电路交换的公用数据网（CSPDN）与公用电话网基本相似，适用于较高速率的数据交换，连接用户一般采用四线或二线的方式，较高速率的数据交换较为适合。专用的公用数据网的特点，使得它在用户线距离、线路均衡条件、接通率、工作速率等方面均优于公用电话网。这种方式具有很强的实时性、很小的延迟以及较低的交换成本。当然，其缺点也比较明显，就是线路利用率低。长报文的通信，电路交换这种方式才比较适用。对于一点对多点的以同文为单位进行存储转发的数据通信，抑或不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间的数据通信来说，报文交换方式则比较适用。但报文交换方式，不仅网络传输时延大，而且内存与外存空间的占用也比较大，所以对于系统安全性高、网络时延较小的数据通信来说，就不太适用。电路交换和报文交换的发展，使得分组交换得以出现和发展。目前，分组交换因具有较高的传输质量、较低的成本，又可在不同速率终端间进行通信的优点，故在图文信息存取、电子邮件传递、数据库检索及计算机间通信等各方面得到了广泛应用，但是对于实时性要求高、信息量很大的业务，又不太适用[4]。

三、数据通信的分类

数据通需要有传输介质，那么有线数据通信和无线数据通信就成为数据通信的两个类别。为用户提供专用的中高速数字数据传信道的数字数据网（DDN）、可以提供各种增值业务的分组交换网，以及帧中继网，均属于有线数据通信的范畴。人的需要是无穷无尽的，低层次的需要满足了，更高层次的需要又会产生。[5]因此，人对通信的速度、精度及自主、便捷的追求也是没有穷尽的。有线通信依赖于线路，而线路是固定的，无法随人移动，人还会感到不能自主，不太方便，因此对摆脱对线路依赖的无线通信具有浓厚的兴趣。[6]目前，随着信息技术的发展，无线数据通信已开始出现并且日益发展成熟。二者相比，有线数据通信最早发展，理论、技术也较为成熟，在大数据传输、速度以及安全性方面显著，然而受限于它是基于计算机之间以及固定终端与计算机之间的通信，所以无线移动数据通信开始形成和发展，无线电波的传播功能助人实现了随人移动的移动通信的梦想。但是，移动数据通信也不能脱离有限数据通信，因无线数据通信需以有线数据网互联为基础，实质是把有线数据网路的应用进行了大大的扩展。目前，移动和便携用户成为移动数据通信的主要目标群体[7]。

四、数据通信的应用前景

由于人对通信速度、精度及自主性、便捷性的最求是无穷的，数据通信又是信息时代的技术成果的集中体现，代表着通信技术的发展方向，因此数据通讯具有广阔的发展前景。目前，其市场尚未饱和，还有很大的发展潜力。当然，因为数据通信分为有限数据通信和无线数据通信两大类，各自又有好几种类型，所以有必要分类探讨其应用前景。

（一）有线数据通信的应用

1.数字数据电路的应用

数字数据电路（DDN）是一个发展较早，技术较为成熟的技术。在公用数字数据通信网组建中，数字数据电路是一个基础；在教育科研机构、银行以及其它自治的局域网的互联中，数字数据电路角色关键；另外，数字数据电路还可为无线寻呼系统、可视图文系统、高速数据传输、公用数据交换网、综合业务数字网、邮政储汇系统使用的计算机网络，以及会议电视网络等，提供中继或数据信道；而虚拟专用网、帧中继、LAN以及不同类型的网络连接，也需要数字数据电路。

2.分组交换网的应用

两台计算机通过面向连接网络连接的电路，称为永久虚电路（PVC），两个数据终端要通信时，需先用呼叫程序建立电路的连接，叫做交换虚电路（SVC）。此二者，为分组交换网应用的两个最主要的方面。以分组交换网为基础，相关附加数据业务也可以进行开发与提供。电子信箱系统是典型的分组交换网应用的例子，先把信息进行存储，然后再转发，信息送入电子信箱的存储空间需要有特定的格式，这个是在分组交换网平台上处理的，系统对存储的数据进行处理、传输，用户就尅接收到。进入21世纪以来，电子数据交换业务（EDI）在蓬勃发展，在电子数据交换业务中电子单证是其最鲜明的特点，传统的纸面单证被代替，多点对多点的传统联系实现了转变，网络信息传递出现。电子数据交换技术受到普遍关注，在以后的商业发展种是一种主要的工具。

3.帧中继技术的应用

在广域网通信中，使用一组规程将数据信息以帧的形式进行有效的传送，此即为帧中继技术。与ATM技术相比，在接入技术方面，帧中继技术是比较成熟的和简单的，64kbit/s～2Mbit/s速率范围内数据传输业务都可以得到满足，再者，在成本上ATM设备价格比较昂贵，不适用于普通用户。所以说，未来宽带ATM业务的发展需要帧中继技术。在连接方式方面，逻辑连接是帧中继技术的最大特点，这样就避免了简单物理连接的诸多不便。一个物理连接建立起来之后，可以重复建立多个逻辑信道，这样就大大地提高了带宽的利用率，实现了动态分配。X.25协议较为复杂，帧中继协议实现了对其的简化，因此处理效率很高，高网络吞吐量，低通信时延，64kbit/s～34Mbit/s的接入速率使得处理效率大大提高。

（二）无线数据通信的应用

移动手机业务和基站方面的进步促进了无线数据通信的发展。无线数据通信在个人移动数据通信、遥感定位、GPS汽车卫星定位、交通导航等远程数据接入传输方面应用广泛。随着智能手机的普及和快速发展，无线数据通信业务进入了快车道，人们对于无线数据通信的速度和质量也提出了更高的要求，3G和4G移动数据业务使得社会进入了真正的移动互联网时代。同时在国防、灾害预报和监控、工业生产以及交通运输方面，无线数据通信也发挥着不可替代的作用。

五、结论

展望未来，世界信息化是大势所趋，大数据时代已经到来，计算机技术和通信技术的高速发展推动着数据通信业务的的高速前进，人们对于数据通信中数据、语音、图像以及视频等各种数据因素的要求越来越高，通信网络将向着综合业务数字网方向发展，数据通信在各个层次、各个领域必将得到广泛利用，尤其在国防、工业生产、企业管理以及民生方面，有着巨大的应用前景。

参考文献：

[1]李贺.浅谈数据通信及其应用[J].铁道通信信号，2006（16）.

[2]杨英法.文化图强正相宜——兼论邯郸市文化产业发展之路径[M].北京：中国戏剧出版社，2007.

[3]朱江山等.浅谈数据通信及其应用前景[J].黑龙江科技信息，2007（1）.

[4]成罡.浅谈数据通信及其应用前景[J].电子制作，2014（3）.

[5]杨英法.矛盾的处理、解决方式问题研究[M].兰州：兰州大学出版社，2003.

[6]李桂然，卢萍.保存与显示本能理论对马斯洛需要层次理论的完善[J].邢台学院学报，2012（2）.

[7]李仕亮.谈谈数据通信及其应用前景[J].特钢技术，2006（2）.

作者简介：

刘雅楠（1993-），女，汉族，河北任丘人，合肥工业大学计算机与信息学院在读，研究方向：计算机科学与技术。