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數據通信是以“數據”為業務的通信系統,數據是預先約定好的具有某種含義的數字、字母或符號以及它們的組合。數據通信是20世紀50年代隨著計算機技術和通信技術的迅速發展,以及兩者之間的相互滲透與結合而興起的一種新的通信方式,它是計算機和通信相結合的產物。隨著計算機技術的廣泛普及與計算機遠程信息處理應用的發展,數據通信應運而生,它實現了計算機與計算機之間,計算機與終端之間的傳遞。由于不同業務需求的變化及通信技術的發展使得數據通信經過了不同的發展歷程。
1通信系統傳輸手段
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信:比較同軸,易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用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。
光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸的特性進行的,具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發展用戶光纖通信網。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數超過萬門,光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來,光纖通信技術發展迅速,并有各種設備應用,接入設備、光電轉換設備、傳輸設備、交換設備、網絡設備等。光纖通信設備有光電轉換單元和數字信號處理單元兩部分組成。
衛星通信:通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技術使用模擬調制、頻分多路及頻分多址。數字衛星通信采用數字調制、時分多路及時分多址。
移動通信:GSM、CDMA。數字移動通信關鍵技術:調制技術、糾錯編碼和數字話音編碼。
2數據通信的構成原理
數據終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設備(VAP)、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(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。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設備輸入的數據。
3數據通信的分類
3.1有線數據通信
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。DDN是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道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、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。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,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質量不如前。
分組交換網。分組交換網(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎的,所以又稱為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,但網絡性能較差。
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部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術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在網上傳輸。
3.2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。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攜用戶。4網絡及其協議
4.1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、廣域網、城域網、和局域網四種。Internet是世界上最大的網際網;廣域網一般指連接一個國家內各個地區的網絡。廣域網一般分布距離在100-1000公里之間;城域網又稱為都市網,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、各種人才信息等等。
4.2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,它包括傳輸控制協議(TransportControlProtocol)和因特網協議(InternetProtocol)。TCP協議用于在應用程序之間傳送數據,IP協議用于在程序與主機之間傳送數據。由于TCP/IP具有跨平臺性,現已成為Internet的標準連接協議。網絡協議分為如下四層:網絡接口層:負責接收和發送物理幀;網絡層:負責相鄰節點之間的通信;傳輸層:負責起點到終端的通信;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/IP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處理才能在物理網絡中傳輸。
數據通信是以“數據”為業務的通信系統,數據是預先約定好的具有某種含義的數字、字母或符號以及它們的組合。數據通信是20世紀50年代隨著計算機技術和通信技術的迅速發展,以及兩者之間的相互滲透與結合而興起的一種新的通信方式,它是計算機和通信相結合的產物。隨著計算機技術的廣泛普及與計算機遠程信息處理應用的發展,數據通信應運而生,它實現了計算機與計算機之間,計算機與終端之間的傳遞。由于不同業務需求的變化及通信技術的發展使得數據通信經過了不同的發展歷程。
1.技術介紹
1.1通信系統傳輸手段
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信:比較同軸,易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用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。
光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸的特性進行的,具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發展用戶光纖通信網。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數超過萬門,光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來,光纖通信技術發展迅速,并有各種設備應用,接入設備、光電轉換設備、傳輸設備、交換設備、網絡設備等。
衛星通信:通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技術使用模擬調制、頻分多路及頻分多址。數字衛星通信采用數字調制、時分多路及時分多址。
移動通信:GSM、CDMA。數字移動通信關鍵技術:調制技術、糾錯編碼和數字話音編碼。
1.2數據通信的構成原理
數據終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設備(VAP)、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(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。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、專用線路與交換網線路之分。
2.數據通信的分類
2.1有線數據通信
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。DDN是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道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、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。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,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質量不如前。
分組交換網。分組交換網(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎的,所以又稱為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,但網絡性能較差。
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三部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術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在網上傳輸。
2.2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。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攜用戶。
3.網絡及其協議
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2012)08-1809-02
數據通信是依照通信協議,利用數據傳輸技術在兩個功能單元之間傳遞數據通信信息。它可以實現計算機與計算機、計算機與終端或者終端與終端之間的數據信息傳遞。數據通信系統的特點是:計算機之間以及任何計算機中間的通信;計算機之間通信過程需要有嚴格的通信協議和標準;數據通信對數據傳輸的可靠性要求很高;通信中的通信量具有突發性;信源與信宿采用的設備多樣在速率、編碼、同步通信規程等方面有很大差別;傳輸效率較高。數據在通信過程中必須建立通信線路和通信雙方的物理通道;建立數據鏈路和通信雙方的同步聯系;傳送控制和數據信息;結束數據傳輸和物理通道。計算機之間以及任何計算機中間的通信必須要有傳輸信道。傳輸信道是有不同的傳輸媒體和相關設備組成。根據傳輸方式不同可分為有線數據通信和無線數據通信。它們都是通過傳輸信道將計算機與數據終端聯系起來的,使得多地之間的數據終端實現軟、硬件和信息資源共享。
1通信系統傳輸
1.1電纜通信
主要有雙絞線通信,基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸的技術。它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、布線容易、價格低廉。
1.2微波通信
分為模擬電話微波通信和數字微波通信。微波通信具有容量大、頻帶寬、質量好并可傳至很遠的距離,可以用于各種電信業務的傳送,還具有良好的抗災性能,對水災、風災以及地震等自然災害。模擬微波系統每個收發信機最大可以工作于2700路通信,它采用的調制方式是SSB/FM/FDM。數字微波同時傳送三萬多路數字電話電路(2.4Gbit/s)。它采用的調制方式是BPSK、QPSK、QAM等。
1.3光纖通信
光纖通信已經在現代通信網中起著舉足輕重的作用,因其通信容量大,通信傳輸距離長,抗干擾性能力強等特點,得以脫穎而出,是主要的傳輸工具。
1.4衛星通信
利用人造衛星做為中轉站實現多點之間信息的傳遞,應用在一些高端領域。其特點是通信距離遠,通信容量大,覆蓋面積大,不受地域限制、不受大氣層的影響,具有很高的可靠性。
1.5移動通信
涵蓋多個通信頻段,能夠應用在陸、海、空移動通信中。它采用了頻分多址(FDMA),時分多址(TDMA),碼分多址(CDMA)技術。數字移動通信關鍵技術有多址接入技術、信源編碼技術、信道編碼技術、數字調制技術、擴頻技術、時域均衡技術、分集技術。
2數據通信的原理
數據終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組終端(PT)是具有X.25協議接口,能直接接入分組交換數據網的數據通信終端設備。它可通過一條物理線路與網絡連接,并可建立多條虛電路,同時與網上的多個用戶進行對話。非分組終端(NPT)需經過分組裝拆設備,才能連到交換機端口。通過分組交換網絡,分組終端之間,非分組終端之間,分組終端與非分組終端之間都能互相通信。數據終端(DTE)它包括計算機、終端、協議翻譯器、多路分解器、打印設備等。數據通信設備(DCE)通常只有調制解調器和部分交換機COM接口。該設備與通信網絡連接構成網絡終端的用戶網絡接口。它提供了網絡的一條物理連接,以及轉發業務。數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備組成,數據通信設備(DCE)負責網絡或傳輸介質上收發比特。DCE與DTE必須相互交換,通過交換電路完成對數據或控制信息交換。交換網線路要通過呼叫請求,線路連接建立,通信結束后線路拆除過程。專線連接無需上述過程。計算機系統中的通信控制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設備輸入的數據。
3數據通信的分類
3.1有線數據通信
3.1.1數字數據網(DDN)
數字數據網(DDN)的應用主要表現在公共DDN網絡,DDN可向用戶提供速率在一定范圍內可選的異步或同步傳輸、半固定連接的端到端數字信道。其異步傳輸速率為50bit/s至19.2Kbit/s,同步傳輸速率為600bit到64Kbit/s。半固定連接是指信道為非交換行,由網絡管理人員在計算機用命令對數字交叉連接設備進行操作,并控制傳輸速率到達地點和路由轉換。DDN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、高速數據傳真、會議電視、ISDN以及計算機網絡提供中繼信道或用戶的數據通信信道。DDN可為幀中繼、虛擬專用網、LAN以及不同類型的網絡提供網內連接。利用DDN實現集團用戶計算機局域網的聯網,采用數據終端單元(DTU)進入DDN,不僅提供傳輸速率為9.6Kbit/s以上,而且誤碼率很小,通信質量和可靠性都得到保證。由于DDN獨立于公用電話交換網,所以DDN為集中操作維護中心提供傳輸通道,不論交換機處于什么狀態,它都能將信息送到集中操作維護中心。
3.1.2分組交換網
分組交換網是一種采用分組交換方式的數據通信網,它所提供的網絡功能相當于ISO/OSI參考模型的低三層:物理層、數據鏈路層和網絡層功能。ITU的X.25建議就是針對分組交換網而制定的國際標準。因此,分組交換網有時也稱為X.25網。分組交換網最突出的優點是方便于不同類型終端間的相互通信,線路利用率高,在一條電路上同時可開放多條虛擬通路,網絡可靠性高,信息傳輸時延小,經濟性能好,信息傳輸質量以及線路利用率高。在分組交換中,由于采用了“虛電路”技術,使得在一條物理線路上可同時提供多條信息通路,即實現了線路的統計時分復用,這是其它網絡所無法做到的。
3.1.3幀中繼網
幀中繼是在分組交換基礎上發展起來的一種交換技術,他比分組交換技術更加適合現代通信網的需要。幀中繼就是減少節點處理時間技術,由于幀傳送不會出現差錯,幀的目的地址出現就立即轉發該幀,其某些工作由用戶端處理,大大減少幀時延。因此幀中繼網吞吐量很大。
3.2無線數據通信
無線數據通信是通過電磁波傳送數據信息的一種通信手段。它是在有線數據通信的基礎上發展起來的,實現移動狀態下的數據通信。也就是計算機間或計算機于人之間的無線通信。它的優點是:相比之下用無線數傳模塊建立,成本廉價;無線的方式可以迅速組建起通信鏈路,建設工程周期短;不受地理環境限制,適應性好;相比有線通信有更好的擴展性;出現故障時則能快速找出原因,更容易實現設備維護。
4網絡及其協議
4.1計算機網絡
計算機網絡就是通過雙絞線、同軸電纜、光纖、衛星通信、移動通信、微波通信等有線或無線通道將多臺計算機聯系起來,實現相互通信,進行信息交換。每個用戶通過網絡可實現網絡資源共享。計算機網絡按范圍劃分為局域網、城域網、廣域網和網際網。局域網指在某一區域內由多臺計算機互聯成的計算機組。屬于一個學校、工廠、機關或一個系統組建的小范圍網。城域網又稱都市網。城域網它的覆蓋范圍一般為一個城市。廣域網屬于如一個國家或洲際網絡。
局域網是目前使用最多的計算機網絡,一個系統能運用多個局域網絡,如一個系統財務部門使用局域網來管理財務賬目,學校使用局域網來進行網絡化教學,工廠使用局域網進行產品種類和數量的統計,交通系統使用局域網進行信號燈的控制,人事部門使用局域網來管理人員狀況、檔案信息以及人才的流動等。
4.2網絡協議
網絡協議分為用戶數據報協議、小文件傳輸協議、時間協議、虛擬終端協議、傳輸控制協議、簡單郵件傳送協議、路由信息協議、點對點協議、IPv6 Internet協議、Internet控制信息協議、開放最短路優先協議、安全超文本傳輸協議、超文本傳輸協議、高層數據鏈路協議、文件傳輸協議、動態主機配置協議、邊界網關協議、網絡管理協議、地址解析協議。
最常用的是傳輸控制協議和網際協議即TCP/IP協議,TCP/IP協議特點是具有開放體系結構,并且管理簡單容易。作為互聯網的基礎協議,沒有它就根本不可能上網,任何和互聯網有關的操作都離不開TCP/IP協議。在整個因特網上IP地址是唯一的,IP協議是由32位二進制數組成的。如198.168.30.254就表示連接到因特網上的計算機使用的IP地址。
5總結
總而言之,隨著Internet網技術的不斷發展,數據通信技術得以普及和廣泛的使用,數據通信的新技術新設備不斷更新,仍然固守的話會被這個時代淘汰,需要我們不斷學習新知識、了解和掌握數據通信技術。目前,在各個層次、各個領域中數據通信網絡綜合業務數字網方向發展,語音、視頻、數據、圖像等各種數據通信在各個領域、各個層面都得到廣泛使用。特別是在通信領域數據通信得到了廣泛應用。
通信雙方有一方或兩方處于運動中的通信。包括陸、海、空移動通信。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。它是伴隨著現代信息技術革命的發展而迅速成長起來的,到當前為止第四代通信技術已經得到了廣泛的推廣,在社會上得到了空前繁榮,給人們生產生活帶來了極大的便利,同時,時代是不斷發展的,第五代移動通信技術也以可觀的前景呼之欲出。在高速發達的信息化時代中,科學技術迅猛發展,人們的消費觀念也在與時俱進,對遠程通信的方式的需求也在不斷改變,這既有利于推進移動數據的發展,同時也為移動通信的發展提出了挑戰。對于通信技術的發展,首先應當滿足移動數據用戶的心理需求,滿足他們的實際需要,同時也應當與時俱進,與時展的大趨勢保持一致,不斷改革創新,借助當前發達的科學技術,不斷完善改進移動數據通信技術。其次就是應當保持通信信息的質量不失真,滿足用戶的實際需求。
1移動通信技術的現狀以及存在的問題
移動通信技術由兩項技術構成,一種是無線電通信技術,另一種是多媒體通信技術,這也是前兩代的通信技術的方式。到了第三代,兩種技術互相結合,因此取得了進一步的的完善與發展,這種技術的應用范圍很為廣泛。在過去幾十年里,3G技術對無線通信技術起到了舉足輕重的作用,為移動通信技術的發展產生了巨大的影響,無線通信技術可謂發生了前所未有的變化。到了以后廣泛推廣的4G技術,與3G相比,在技術上有了很大的突破,傳輸速率大大增加,促進了無線通信的進一步的完善與發展,同時也收到了廣大用戶的一致好評,4G技術已成為移動數據通信的一個里程碑。但是由于產生的時間相對還比較短,就難免存有問題,首先,通信速率需要提升空間,然后,管理系統還需要進一步靈活。應到加強保障消費者的個人隱私,保障移動通信的安全性與隱蔽性。
2當前4G通信技術特點及其需待改進之處
4G移動數據與前幾代比較,其最大的特點就是網絡集成效果完善與實現,眾多系統信號在此統一整合與運用,互惠功效在互聯之中效果明顯。明確地說,互聯幫助4G網絡拓展了自身。提高了其兼容性。無線通信技術包括應用層、物理層以及二者的環境層。物理層的功能是為數據端設備提供傳送數據通路、傳輸數據,并且負責用戶的抉擇。環境層對于相應的地址相關變換、安全性能處理及對服務質量負責,而應用層則是對移動通信用戶提供一定的服務,并且用戶在使用其他的程序時,也由該層次完成對應的協調工作。不過,其受到地點、時間等客觀因素的影響而在逐漸減弱,這是實現多層次、全方位覆蓋的一個成功實踐。并且4G網絡對于網絡一致性,也實現了對多種數據信息的處理和傳輸,實現了從小容量圖片到大容量視頻的轉變,取得了顯著的成果。移動數據目前面對的最大困難還是在于對信號的保持問題,這是由于兩個基站的覆蓋范圍不同,從而導致出現的信號暫時丟失,從而對移動數據用戶帶來了極大的不便。首先,這和如今城市高樓林立,建筑高大,從而導致信號受到障礙有關,并且由于建筑物復雜,也致使建站困難,找不到合適的建站地點。其次,與手機網速以及通信系統的運行狀況也有關鍵,由于網絡的容量是一定的,如果上網的人數增多,那么網速必然導致相應的減弱,并且如今智能手機已經得到了普及,因此會,網速減弱是顯而易見的事實。解決這一問題,需要運營商增多覆蓋基站的數量,縮短基站的距離,從而增強網速。
3移動數據分析對于移動通信的影響及對其的建議
由于網絡信息技術的不斷完善以及移動數據技術的進步,移動用戶們對移動數據通信的質量要求越來越高,這主要表現在兩個方面,一是對通信速度的要求,二是對通信質量的要求,這也是阻礙通信技術發展的主要因素。這主要由于對用戶的數據使用情況還不夠了解,致使更多數據沒有發揮更大的作用。通過對移動通信的深入分析,這不僅能促進通信人員對移動數據通信現狀的進一步了解,同時也由于制定合理的措施。并且有利于在存在的問題暴露出來,進而一步步地去解決。要解決這種被動的局面,最重要的就是要充分了解消費者的需求,掌握他們的使用習慣,從而對癥下藥,滿足用戶的需要。從而也有利于促進數據通信行業的快速發展,并帶來可觀了的效益。
3.1優化相應的移動通信網絡
通信網絡的優化需要移動數據分析的幫助,優化數據的采集過程即為網絡優化。進行數據的優化是網絡優化的第一步,需要在充分了解事實情況的基礎上進行數據收集,這是提高工作效率的需要,也是為了保障采集工作的需要。在采集相關信息后,便可以分析數據了,需要摸清那個數據信息的來源,從而對需要了解的信息進行全面詳細地了解。其中包括網絡干擾信息以及心令信息等。認識問題的關鍵在于解決問題,最終便是依據基本原理以及應用理念,對存在的問題以及潛在的問題采取有效的舉措。
3.2全面分析已有的數據庫
數據庫是集合大量基礎數據的處所,與移動數據通信技術相關的信息也都儲存于此,由于相應的調用模式、調用模式以及數據庫與數據庫之間的關聯形式,這都為通信工作人員調用相關信息提供了極大的便利,他們可以迅速地提取他們所需要的信息,這樣就有利于提高工作人員的工作效率。并且用戶在使用過程中也能滿足其使用需要,并且也能解決他們所提出來的疑問。雖然相應的設備和技術可以滿足數據的存儲和調用,但是這些都是相對較為簡單的功能,對于一些較為復雜的功能還是望塵莫及,比如在進行數據搜集中,完全可以通過增加相關特征的存儲與調用和數據頻率,由此,運營商就能以此來制定供給型的服務,從而避免了只能做簡單的服務。這樣一來通過獲得用戶的口碑,可以大大促進了經濟效益的提高,以此帶來顯著的經濟效益。
3.3供決策的數據分析資料并創新工作方法
移動數據的最大優勢就是能夠將不同行業的數據進行處理,從而將其關聯起來,從而打破以往移動數據通信相互分離的模式,從而挖掘其更深層次的潛在價值。這樣一來,不僅可以提高移動通信數據的應用平臺,同時運營商的經營理念與經營策略也將大大改變。
3.4做好4G網絡安全防護措施
網絡編碼實際上是將路由和編碼的信息進行相互交換的方式。傳統路由主要是實現信息的存儲和轉發,網絡編碼則能夠接收到幾個不同的數據組,然后將其融合編碼信息,增大傳輸信息的數量,從而能大大提高網絡的利用效率,結束了傳統中認為獨立比特不可壓縮的理論。它的工作原理是利用有限域中的運算,將接收到的幾個不同的數據組,在網絡不同的結點中進行重新編碼組合,然后將編碼過的數據以多播的形式轉發給各個目的結點,并由目的結點對其解碼還原,得到原始數據,這樣就實現了通信。網絡編碼的主要優勢是提高了網絡通信的系統性能,提高通信效率,這是因為網絡編碼增大了每次傳輸的數據量,減少了傳輸數據的次數,從而能夠很好地提高網絡通信的性能,不僅增加了網絡數據的吞吐量,也提高了寬帶的利用效率,還能平衡各網絡目的結點之間的負載能力。在當前人們越來越依賴無線通信技術的的背景下,網絡編碼對提高網絡安全、提高資源利用率等方面也有十分重要的作用。
2基于網絡編碼的數據通信技術研究
2.1網絡編碼的路由協議
在數據通信技術當中,路由器提供了網絡互聯的機制,實現將一個網絡的數據包發送到另一個網絡。在這個數據傳輸的過程中,路由是根據IP數據包發送的路徑信息。為了保障數據傳輸的可靠性,就必須實現制定規范的路由協議。基于網絡編碼的路由協議是網絡編碼實現及應用的基礎,將網絡編碼與路由協議統一到一個較高層次,從而滿足數據傳輸的需求。在當代社會發展過程中,數據通信技術的作用越來越大,人們對數據通信性能需求不斷提高,為了更好地滿足當代社會發展的需求,基于網絡編碼的數據通信就必須對其路由協議進行相關的研究。利用網絡編碼技術進行數據信息傳送能夠極大的提高信息傳送效率。這不但是因為網絡編碼可以使網絡數據單次傳送的信息量大幅度增加,還在于網絡編碼可以減少分組的傳送次數,保障數據傳輸的性能。
2.2基于網絡編碼的數據傳送模型
構造算法的提出,為網絡編碼的成功構造以及保證網絡各節點成功解碼數據奠定了可靠的基礎,在實際應用中,算法的復雜程度較低,易于部署應用。當前,網絡編碼的碼構造算法主要有線性網絡編碼和隨機網絡編碼等,就編碼機制設計的實際情況來看,其中比較常用的是線性網絡編碼,基于網絡中間節點對接收到的不同輸入鏈路信息實現線性組合,進而將組合的數據進行轉發。就線性網絡編碼的實際應用情況來看,其主要包括指數時間算法、多項式算法以及隨機網絡編碼算法等比較典型的碼構造算法。而隨機線性網絡編碼方案往往具有相對獨立的網絡拓撲結構的靈活性,因此,線性編碼運算形式具有簡便性,可以提高數據通信質量和效果,在實際編碼過程中大多采用隨機線性網絡編碼構造方案。
2.3網絡協議
結構當前網絡編碼研究中涉及到的主要部分還是在網絡層方面,特別是如何有效地將路由協議與網絡編碼有機結合,是基于網絡編碼的網絡結構研究的重要方面。有一部分研究已經深入到網絡編碼如何有效結合協議結構中其他協議層,例如網絡編碼與MAC層協議或者與傳送層TCP協議等等的結合問題。因為網絡編碼的特性與傳統網絡數據通信的方式有很大的區別,所以為了不更改已普遍應用的傳統網絡協議,將網絡編碼與其融合將會遇到各種各樣新的問題,例如,它們之間的兼容性、網絡編碼對網絡協議結構是否會產生不利的影響。這些問題都是后來研究者需要解決的問題,同時也為研究基于網絡編碼的網絡協議結構提供了框架性借鑒,使得網絡編碼能夠與傳統的網絡協議有機融合,提高網絡通信性能。
2.4基于網絡編碼的數據傳送性能保證機制
在標準的網絡環境下,網絡數據傳送極易受到網絡拓撲結構的易變性和數據傳送的突發性等因素的影響和作用,導致網絡數據傳送不穩定,甚至出現分組丟失以及數據傳送延時等問題。因此,基于網絡編碼的數據通信技術應依據網絡實際運行狀態,探討數據傳送性能保證的編碼策略方法,最大程度上提高數據傳送的可靠性,避免數據傳送延時情況出現。相關學者研究表明,采用多速率編碼機制并利用不同鏈路的數據執行相關決策機制,有助于降低網絡編碼對數據傳輸的影響,使數據傳送延時問題得以有效控制,在未來發展過程中,相關解決方案仍有待進一步探索。
總之,在這個信息化快速發展的社會地方中,人們對數據通信性能要求不斷提高,為了更好地滿足人們的需求,加大數據通信技術的研究顯得極為重要。網絡編碼的提出為我國當前網絡數據通信技術的發展提供了一個全新的平臺。隨著網絡編碼的應用不斷推廣,基于網絡編碼的數據通信技術不僅可以保障數據傳輸的效率,減少信息的冗余,同時還可以保障數據通信的安全性、穩定性、可靠性。伴隨著科學技術的不斷創新,基于網絡編碼的數據通信技術將會在不斷的實踐過程中加以完善可發展,為我國當前社會提供更多、更好的發展契機。
參考文獻:
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中圖分類號:TP309.7 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)03-0020-01
信息,數據和信號是非常重要的,它們分別涉及到三個不同層次的通信問題。通信的目的是交流信息,而數據實體則是信息的傳輸,它涉及到事物的具體形式:信息是對數據的解讀,是數據的內容和含義,它可以有數字,文字,聲音,圖形,以及各種形式的圖像,信號是數據的表示,也被稱為電磁或電子編碼數據,它允許數據在媒體上以適當的形式被傳送。
1 模擬數據與數字數據
數據一般分為兩大類:模擬數據和數字數據。模擬數據被連續地改變由傳感器采集而獲得的值,如溫度,壓力,是目前在電話,廣播電視中的聲音和圖像,數字數據是模擬數據之后,在由量化獲得的離散值,它采用了一系列符號代表信息,前面的每個符號只可以取采取有限的值。
2 模擬信號和數字信號
信號通常是以時間為自變量,在數據(振幅,頻率或相位)作為因變量的參數表示。是否信號其連續因變量的值可分為模擬和數字信號。
(1)模擬信號是與完全可變信號的變化連續地變化的信息信號的結果。模擬信號的自變參數可以是連續的或也可以是分散的,但它必須是一個連續的因變量。電視視頻信號,語音信號(PAM)信號的脈沖相位調制(PPM)和脈沖寬度調制信號(PWM)也屬于模信號。(2)數字信號是指表示該數字信號的信息是一個離散因變量,自變量的值是離散時間的標志,數字信號是有限的變量狀態,通常表示為x(nT)。數字電話,計算機數據和數字電視等都是利用數字數據,可以是一系列電壓脈沖或光脈沖來表示的斷續變化。
3 數據通信方式
至少由三部分組成的通信系統,發射器、傳輸介質,接收機。發送器產生信息,通過傳輸介質發送到接收機。在數據通信系統的設計中,還需要考慮以下幾個問題:
3.1 單工、半雙工與全雙工通信
根據雙方通信的分工和信號傳輸的方向可以分為三種模式:單工,半雙工和全雙工。單工模式:雙方的通信設備中發射器與接收器明確分工,只能在發送器向接收器單一固定的方向傳送數據。如早期的計算機的讀卡器就是采用單工通信的典型發送設備,象打印機就是典型的接收設備。半雙工模式:通信兩方面既是接收器也是發射器,兩方設備可互相傳送數據,但有時候也只能往一個方向發送數據。如,步話機在某一時該只能一方說話,故此也是半雙工設備。全雙工方式,通信兩方面的設備既是接收器,也是發射器,兩方面的設備能同時向對方傳送數據。如,雙方可以同時講話的電話就是全雙工設備。在計算機網絡中一般都采用全雙工模式,但局域網采用半雙工方式。
3.2 串行通信與并行通信
根據通信使用數據的信道數,可分成串行通信和并行通信。通過傳輸線逐位傳輸數字代碼的為串行通信,兩方面都以數據幀為單位傳輸信息。用串行方式通信時只要在收發雙方建立一條通信通道。對遠程教學來說,串行模式通信的造價低,可以采用。并行模式的通信方式是要用一組傳輸線多位同時傳輸數據,收發兩方之間要建立多條并行的通信通道,要讓并行的各條線路都一至,因此便要傳輸定時和控制信號,但并行的各條線路的信號經過轉發和放大處理時,會有不同的延遲與變型,所以也很難做到并行同步。要是采用很復雜的技術,線路和設備這樣成本會很高,在遠距離數字通信中不適合使用。
3.3 同步技術
發送者和接收者必須在同一時間上的通信過程進行同步,一方保持碼元之間的同步,在另一方,必須保持起止時間的安全符號或符號組成的數據塊之間的同步。實現字符之間的常用方法或數據塊的開始和結束的時間同步有兩種,異同傳輸和同步傳輸。每一次只傳輸一個字符,每一個字符以一位起始位為向導,一到兩個停止位結束。收接方要衣據“1”至“0”變跳來辨別一個新安符的開始,之后收接字符的所有位。異步傳輸是指字符之間的時間間隔和字符是可變性的。也不用來格地規定它們的時間關系。起始位為“0”,代表了時間,停止位為“1”,代表的1-2位的持續時間。發送方可以在沒有數據傳輸時發送連續的停止位也稱空閑位。這種通信方法簡便,如計算機和調解器之間的通信就是使用這種方法,它的缺點是每個字符有2-3位開銷,降低了通信效率。在同步傳輸模式中,一般以數據塊為傳輸單位。為了使接收機能夠確定該數據塊的開始和結束,需要在每個數據塊的開始和結束處各加一個幀頭和一個幀尾,只有加有幀頭和幀尾的數據才稱為一幀,幀頭與幀尾取決于數據塊是面向字符(字符同步)還是面向位(dit synchronons)的。
如利用面向字符的方法,這個數據塊以一個或多個同步字符作為起始位,一般被稱為SYN,控制字符的位方式與傳送的任意數據字符有著明顯的區別。幀尾是另一個獨特的控制字符ETX。則可以更快地接收數據,直至幀尾字符ETX的末端被發現。然后,接收器確定下一個字符的SYN。
面向位的方法是把數據塊作為位流面而不是作為一個字符流處理。除了幀頭和幀尾的原理有些區別外其它基本一致。在面向位的方法中,因為數據塊可以具有任何一種模式,因此不能保證幀頭和幀尾標志出現在數據塊中,為此幀頭和幀尾使用的是特殊的比特序列標志“01111110”,為了避免這種序列存在于數據塊中,發送方所傳輸的數據中當出現5個1后就額外插入一個0。當接收方檢測到5個1的序列時,只檢查最后的一位數據就行,如果該位是0,接收方刪掉這個附加的0,象這樣的規程就是零插刪除法。在高級數據鏈路控規程HDLC和IBM公司規定的同步數據鏈路控制規程SDLC就是采用這種技術。這是在國際標準化組織ISO所規定的的。
參考文獻
數據通信是以“數據”為業務的通信系統,數據是預先約定好的具有某種含義的數字、字母或符號以及它們的組合。數據通信是20世紀50年代隨著計算機技術和通信技術的迅速發展,以及兩者之間的相互滲透與結合而興起的一種新的通信方式,它是計算機和通信相結合的產物。隨著計算機技術的廣泛普及與計算機遠程信息處理應用的發展,數據通信應運而生,它實現了計算機與計算機之間,計算機與終端之間的傳遞。由于不同業務需求的變化及通信技術的發展使得數據通信經過了不同的發展歷程。
一、通信系統傳輸手段
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數字基帶傳輸技術。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信:比較同軸,易架設、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用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。
光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸的特性進行的,具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發展用戶光纖通信網。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數超過萬門,光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來,光纖通信技術發展迅速,并有各種設備應用,接入設備、光電轉換設備、傳輸設備、交換設備、網絡設備等。光纖通信設備有光電轉換單元和數字信號處理單元兩部分組成。
二、數據通信的構成原理
數據終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機、數字傳真機、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設備(PAD)、用戶分組交換機、專用電話交換機(PABX)、可視圖文接入設備(VAP)、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(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。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設備輸入的數據。
三、數據通信的分類
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。DDN是利用光纖或數字微波、衛星等數字信道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、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。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,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質量不如前。
分組交換網。分組交換網(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎的,所以又稱為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,但網絡性能較差。
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部分組成。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術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在網上傳輸。
四、網絡及其協議
計算機網絡技術使用了通信線路和設備,用于連接不同地區的計算機網絡,形成計算機網絡系統,從而滿足人們對語音、圖像、數據等信息的共享需求。計算機網絡中的組成設備主要有網關、交換器、網橋等,進行數據傳遞的過程就是計算機網絡通信技術,計算機網絡通信的基礎是網絡協議,只要計算機的網絡協議相同,就可以實現信息數據的通信和共享。
1數字數據通信技術的概述
1.1數字數據通信技術的優勢
數字數據通信技術與傳統的模擬數據通信技術相比有著極大的優勢:第一,數字數據通信技術中,數據傳輸的單位是數據幀,在傳輸時,一旦出現傳輸錯誤,就可以及時通過檢錯編碼和重新發送數據幀進行檢測,大大提升了通信的可靠性能。第二,數字數據通信可以將視頻、聲音、圖像等非數據信息轉換為數字信息,并在計算機網絡中進行傳輸。第三,數字數據通信技術有效加強了信息加密技術,使得信息的隱私性得到保障,避免外界的非法獲取,保障了信息的安全性。第四,數字數據通信技術采用了繼電器設備,并對信息和數據進行適當的放大和整形,避免了噪音的累積和影響,保證了數據在通信傳輸過程中遇到長距離傳輸時的完整性。第五,數字數據通信技術發展的速度不斷加快,并利用了集成電路,大大減少了電路設備的數量,降低了設備的成本和體積,使通信設備便攜方便。第六,數字數據通信技術中應用了多路光纖技術,使得數據的通信路徑更多,傳輸速度加快,可以在同一時間傳輸更多的數據,滿足了快速發展的生活需求。
1.2數字數據通信中的指標
1.2.1速率
通信技術中的速率指的是每秒能夠傳送的代碼位數,其計算公式是:S=1/T*log2n公式中的T是指脈沖的重復周期(脈沖的寬度),n是指調制的點平數。由此可見,T的重復周期(脈沖的寬度)的倒數就是每一秒的單位脈沖數,如果n=1/T,那么單位脈沖的重復頻率就是每一秒的位數。在調制器中,每一個調制轉換時間都與一個代碼對應。由此可見,調制速率與信息傳輸速率是相同的。
1.2.2誤碼率
誤碼率是衡量數據通信系統信息傳輸可靠性的關鍵指標,誤碼率主要指在數據進行通信傳輸的過程中,二進制碼出錯的概率,它的計算公式是:P=Ne/N公式中,Ne指的是傳輸錯誤的碼數,N指的是傳輸過程中二進制碼的總數。
1.2.3信道容量
信道容量決定了數據的通信速率,是檢測信息通信能力的重要因素,在計算機網絡中,比特是最常用的一個二進制單位,每秒能夠傳送的比特數量是信道容量的單位。
2計算機網絡通信的現狀分析
計算機技術的普及加快了經濟的發展,也提高了人們的生活質量,傳統的通信技術已無法滿足新時代的要求,因此,通信技術也不斷更新。近年來,通信技術經歷了模擬技術、二代GSM技術、CDMA技術、3G通信時代,目前,通信技術已進入4G通信時代,較以往的通信技術而言,4G通信傳輸速度更快,完整性更高,安全性更穩定,方便了人們生活和工作的交流與溝通。另外,多媒體技術也在快速發展的通信技術時代背景下得到了提高,數字數據通信技術中可以將圖像、音頻、影視等數據轉變為數字信息,方便了傳輸和共享,同時,數字數據通信技術還增加了存儲容量,可以無限制存儲,多媒體技術與計算機網絡數字數據通信技術的高度融合,將更好地滿足社會和人們的需求。
3數字數據通信技術的編碼
3.1基帶傳輸
基帶傳輸是指通過傳輸線路直接傳送包含數字信號的電脈沖,是通信技術中最常見的傳輸方式,廣泛應用在距離較近的局域網信息數據傳輸中,在傳輸中,常使用不同的電壓電平來替代二進制數字進行表示。
3.2編碼方案
數字信號脈沖編碼方案多種多樣,主要包括:單極性不歸零碼、雙極性不歸零碼、單極性歸零碼、雙極性歸零碼4種。其中歸零碼與不歸零碼的區別主要是脈沖時間與碼數的關系,如果在一個全部時間內是用電流來進行傳輸的就稱為不歸零碼,如果發出的電流少于一個碼數的全部時間就稱為歸零碼。簡而言之,歸零碼發出的是較窄的脈沖,而不歸零碼發出的是較寬的脈沖。除此之外,單極性碼與雙極性碼的區別則是單極性碼可以將直流分量進行累計,而雙極性碼則不可以累計直流分量,更有利于通信傳輸。
3.3同步過程
同步過程是指接收端按照發送端的每個碼數的重復頻率以及起始時間來接收和傳輸數據的,在計算機網絡數字數據通信技術中,主要應用的是位同步法和群同步法。位同步法是指接收端對于傳輸的每一個數據都和發送端保持一致,并在時間上保持同步,為了實現位同步法,我國目前常用的有外同步法和自同步法2種。外同步法是指接收端的數據信息直接由發送端預先發送過來,并保持同步;自同步法則是指接收端從發送端傳輸的各種波形中提取數據信息,并保證提取的數據信號不論時間上還是內容上都與發送端保持一致,例如:曼徹斯特編碼。群同步法是指在發送端傳輸信息后,將傳輸的信息分成若干群,這里的群是一種序列,序列有起始數據,也有終止數據,而所有數據都是有著固定的傳輸頻率的,這樣也就保證了發送端和接收端的信息一致。
4數字數據通信傳輸方式
4.1數字通信方式
一般來說,數字通信傳輸方式主要包括2種,即并行傳輸方式和串行傳輸方式。其中,并行傳輸方式一般適用于近距離數據通信傳輸,在發送端和接收端2個設備傳輸時,數據可以在并行的多條通信線路上達到傳輸多個數據位的效果。而串行傳輸方式則多用于遠距離數據通信,在進行傳輸時,數據是一位一位地在通信線路上進行傳輸,并主要有3種傳輸方向,即單工結構、半雙工結構、全雙工結構。其中的單工結構只支持1個方向上的數據通信傳輸,而半雙工結構就可以支持數據在2個方向上進行數據通信,而遇到特殊情況時,會在1個方向上進行數據通信傳輸,全雙工結構指的是只可以在2個方向進行數據通信。
4.2多路復用方式
多路復用方式主要分為頻分多路復用和時分多路復用2種傳輸方式。頻分多路復用方式是指將信道的總容量分解成為多個子信道,而且每一個子信道的帶寬完全相同,每一個子信道都可以單獨負責傳輸信號,使得信號可以同時傳輸,加快傳輸速度。時分多路復用方式是指按照時間的先后順序,將每一個信道分解成多個時間段,在同時傳輸多個信號時,每一個傳輸的數據信號就會占用一個時間段,從而達到實現多個數據同時傳輸的目的。
4.3同步傳輸和異步傳輸方式
在數字數據通信的過程中,為了保障發送端和接收端的數據信息完整性和同步性,各個碼數也必須保持同步,數據模塊和各個字符在傳輸的起始時間和終止時間也需要相同,目前,我們多采用同步傳輸和異步傳輸2種方式來達到這個目的。其中的同步傳輸是指在數據進行傳輸時,加入一些同步字符,從時間進行判斷,只有保證了數據的傳輸起始時間和終止時間相同,就可以判斷數據傳輸的同步性。而異步傳輸則常用于低速的傳輸設備,在數據中只能1位1位地加入起始字符和終止字符,導致傳輸效率低,結構也相對簡單。
5結語
隨著計算機網絡技術的應用和普及,數字數據通信技術越來越完善,滿足了社會的發展要求,也方便了人們的生活和工作,在我國軍事、工業、航空航天技術、衛星通信技術等領域也得到了廣泛應用。本文首先對數字數據通信技術進行簡述,并分析發展現狀,對計算機網絡數字數據通信技術的傳輸進行闡述,以期對我國計算機通信技術提供參考。
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中圖分類號:TP393.02 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)11-0023-01
計算機網絡技術已經應用到各個領域中,覆蓋面積龐大,成為人們生產、生活必不可少的工具。其中,在通信領域中,計算機網絡發揮其特有的特性,將通信線路與系統變成一個整體,進而更好的滿足人們的需求[1]。
1 計算機網絡數字數據通信技術的優勢
1.1 采用計算機網絡數字數據通信技術可靠性更高
計算機網絡數字數據通信技術在傳統通信數據時,采用的是數據幀傳輸模式,當通信數據在傳送的過程中出現錯誤或發生故障時,可以通過發現數據幀產生的異常情況來判斷錯誤或故障源頭。同時,在發現數據幀出現問題后,還具有數據重新發送的功能,大大縮減了出現數據傳輸問題的可能性。人們在使用的過程中,采用計算機網絡數字數據通信技術可以極大地降低數據錯誤而引起的不良后果。并且,采用數據幀傳輸方式,還能夠減少人員檢修的概率,充分發揮出其自身的作用。而數據幀傳輸方式的運行基礎就來源于計算機網絡數字數據通信技術,該技術能夠最大程度的提升通信技術的可靠性,提高人們對于通信工程的信任度[2]。
1.2 計算機網絡數字數據通信技術具有轉換性
在傳統的通信數據傳輸中,對于照片、視頻以及聲音等數據只能以原有形式進行傳輸,傳輸速度緩慢。而在計算機網絡數字數據通信技術中,可以將用戶發送的照片、視頻等內存較大的數據轉化為數字數據進行傳輸,降低了傳輸時間,讓傳輸效率更高。在現代生活中,快節奏的生活方式已經成為一種新的生活方式。傳統的傳輸方式已經不能滿足現代生活的需求,亟待改革。而計算機網絡數字數據通信技術則彌補了速度的不足,滿足了人們的需求。
1.3 計算機網絡數字數據通信技術安全性更高
計算機網絡數字數據通信技術對傳輸中的信息給予了信息加密技術,降低了信息被攻擊以及竊取的可能性。在傳統的信息傳輸過程中,由于沒有安全保密措施,很容易被黑客或其他不法分子攻擊,造成信息泄露,不論是對個人還是對單位都會產生極大的負面影響,造成隱私的泄露[3]。而計算機網絡數字數據通信技術則不同,為了能夠保障用戶的通信使用安全性,對于數據的傳輸技術,著重加大了對加密技術的研究,最大限度的提升了通信技術的安全性,能夠滿足人們對于信息安全性的需求。
1.4 計算機網絡數字數據通信技術完整性更高
通信數據通常無法避免需要進行長距離的傳輸,而在傳統的信息傳輸過程中,長距離傳輸往往會造成數據的丟失或損壞,對信息的完整性有很大影響。在短距離的數據傳輸過程中,通常不會遇到這樣的問題。但是,有龐大的數據需要長距離傳輸,這就對通信技術產生了新的要求。而計算機網絡數字數據通信技術則彌補了不足之處,在長距離的信息傳輸過程中,融入了繼電器技術,盡可能的減少外界的干擾,如噪音的干擾等。計算機網絡數字數據通信技術采用繼電器設備,確保了通信數據傳輸中的完整性,降低了信息丟失或損壞的可能性。
1.5 計算機網絡數字數據通信技術具有節省成本優勢
在傳統的通信數據傳輸中,需要大量的電路設備來支持數據的傳輸。而采用計算機網絡數字數據通信技術,融入了集成電路思想,將大量的電路設備轉換為集成電路,間接的減少了所需電氣設備數量,進而幫助通信企業降低了購買設備成本。同時,設備的減少也為保護環境貢獻了一份力量,每一個電路設備都會涉及到資源的消耗與廢物的排放。而電路設備的減少,對于保護環境也具有十分重大的意義。
2 計算機網絡數字數據通信技術的現狀
在計算機技術成為普及技術的今日,不僅滿足了人們在日常生活中的需求,還加快了不同領域的行業發展。在通信行業中,為了能夠滿足人們對通信技術的需求,計算機網絡數字數據通信技術的研發成為通信行業中的一座里程碑。近些年來,社會的節奏不斷變快,為了跟上社會的發展步伐,通信技術從模擬技術、GSM技術等技術一路走來,目前已經進入了4G通信技術時代。4G通信技術是計算機網絡數字數據通信技術成熟化的表現,最大程度的滿足了人們對于通信技術的需求。同時,計算機網絡數字數據通信技術具有傳輸速度快、傳輸數據安全性高、可靠性高以及傳輸更加穩定的優勢。除此之外,現在的計算機網絡數字數據通信技術還能夠將視頻、圖片等圖像化的數據轉化為數字數據,降低了傳輸負擔,加快了傳輸速度,更加符合社會需要[4]。
3 結語
計算機技術與互聯網技術的研發與普及,對社會各個行業都產生了巨大影響。而在通信領域中,相較于傳統的通信技術而言,具有更大的優勢。采用計算機網絡數字數據通信技術可以滿足人們對于信息傳輸速度、信息傳輸安全、信息傳輸可靠性及穩定性的要求,最大程度滿足人們在生活與生產中的需要,成為社會不可或缺的一部分。計算機網絡數字數據通信技術是一項優質通信技術,能夠最大程度上推動社會穩步前進。
參考文獻
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引言
隨著科學技術的不斷發展,也促進了信息技術的高速發展,提高了通信的效率和質量。過去的信息通信模式僅僅是通過數字技術和交換技術,效率和質量不高,隨著時代的改變難以滿足人們的需求。因此,計算機網絡和通信技術的發展有著重要的意義。這兩者間并不是毫無關聯的,應當對兩者的聯系進行分析,更好的進行應用,促進兩者的共同發展。
1、計算機網絡和通信技術概念
1.計算機網絡技術
計算機網絡技術指的是將現代通信技術和網絡技術相互結合,通過相應的通信線路或設備,將存在于各個不同地域,可以單獨工作的計算機設備連接到一起。在此基礎上,可以有效的進行計算機之間的資源共享和傳輸。計算機的網絡系統是由資源網絡和通信網絡兩者共同組成的,網絡的含義指的是通過電纜、無線通信以及電話線等連接在一起的集合。在網絡中,兩個節點之間可以進行無障礙的通信,網絡中的數據、硬件和軟件都可以達到共享的目的。在一個全面的計算機網絡中,由網管、網橋、路由器、集線器、中繼器和交換器等設備組成。
2.通信技術
所謂的通信技術,指的是在不同的計算機或計算機與設備之間,進行數據交換的過程。根據不同的發展階段,分別為模擬通信、數字通信和數據通信,分別通過模擬信號、數字信號和信息員產生的數據信號進行傳輸。
根據數據通信的不同交換方式,可以分為電路互換、報文互換和分組互換三種交換方式。計算機之間的信息傳輸和共享,都是以網絡協議作為基礎。即使計算機之間有所區別,但所使用的網絡協議是相同的。通過相同的語言,能夠完成計算機之間的信息互換。而在網絡協議的選擇上,要根據實際情況進行分析選擇[1]。
2、計算機網絡和數據通信的發展階段
2.1聯機階段
在此階段中,計算機主要是通過中央處理器,將不同地域的多個計算機連接到一起,進行信息控制和交換的過程。在這種方式下,主要負責工作過程的是主處理器,并將各個計算機中的大量數據進行收集和存儲,而其他的計算機只是針對性的對一部分信息進行處理。
但是,隨著計算機數量的不斷增加,主處理器所面臨的數據越來越多,工作負荷也越來越大。導致主處理器的運行速度越來越慢,其信息的獲取速度也受到了一定的干擾。為了解決此問題,在通信線路和中央處理器中間,增加了一個通信控制器或前段處理機,對終端計算機的信息收集和控制進行輔助,提高其運行速度,加快處理數據的效率。
2.2計算機互聯階段
計算機互聯階段的發展在上個世紀六十年代,將多個計算機實現互聯,保證信息之間的傳遞和共享。這種方式有著多種優點,例如分組交換、控制分散、資源多項共享等。但與此同時,此階段也有著一些局限性,例如相對封閉、過于獨立等,不利于網絡的全方面互通和信息的全面共享。
2.3標準化網絡階段
二十世紀八十年代,在集成電路和微處理的發展背景下,計算機技術得到了全面的應用,也為標準化網絡的發展奠定了一定的基礎。在這一發展階段中,計算機已經不僅僅是一個大型設備,隨著設備體積的不斷減小,信息處理速度的不斷提升,計算機具備了更多的功能,在信息處理的速度上也有了較大的提升,運行更加穩定。另一方面,隨著局域網技術的迅速發展以及路由器、調制解調器等設備的應用,方便了計算機之間的信息傳遞,加快了信息傳遞和共享的效率。
2.4高速網絡和互聯階段
在二十世紀九十年代,開始提出了“信息高速公路”的概念,這也是信息化通信發展的必然趨勢。并逐漸在國際上進行應用,其中以美國的發展最為明顯。從此,全球范圍內的網絡通信技術都開始以互聯網作為基礎,實現了全球資源的共享,促進了數據通信和計算機網絡的發展。
3、計算機網絡和數據通信的實現方式
3.1以太網
以太網屬于計算機控制技術中的一種方式,有著較為明顯的優點:較高的通信效率,應用范圍所受限制較少,成本低,有著豐富的網絡資源。目前在商業行業的計算機通信中應用較為廣泛,有著較好的應用前景和市場潛力。隨著此技術的不斷發展,在工業方面也逐漸開始普及,根據以太網的技術特點,在信息共享和通信方面的作用非常明顯。再加上此技術成本較低,在市場上具備一定的競爭力,不僅能夠提高通信網絡的效率,還能夠有效降低企業建設局域網的成本。因此,以太網是目前應用最廣泛的計算機控制技術,同時也促進了網絡和數據通信的發展[2]。
3.2現場總線技術
通過現場總線技術,能夠在生產現場和測量設備之間進行數字化通信,從而實現計算機網絡與通信技術。此技術的主要數據傳輸方式是基帶傳輸,能夠有效保證信息的時效性,而且在傳輸過程中不易擾。此外,其功能模塊并不是集中的,有利于設備的維護,穩定性較強。現場總線技術所使用的是開放式的互聯結構,能夠實現同層網絡的互聯,另一方面,操作性也較強,在通信協議的背景下,能夠協調不同的通訊設備。現場總線技術的優勢也較為明顯,具備穩定性、可靠性、兼容性和實用性的特點,相關的技術也在逐漸完善。但是由于其自身的制約,也存在著種種缺陷。首先信息的傳輸效率檢查,速度有一定的限制。另一方面,現場總線技術的標準較為復雜,一旦出現問題,難以進行有效的控制。和以太網相比,穩定性方面有所提升,但是效率上卻不如以太網。因此在使用時,要根據實際情況靈活運用,發揮其技術優勢。
4、網絡與通信技術的發展
計算機網絡和通信技術分為兩種:光通信和電通信。電通信技術中又分為無線通信技術和有限通信技術兩部分。近年來,隨著我國網絡和通信技術的不斷發展,在全國范圍中,已經成功實現了基礎信息通信網絡的建設,其規模在國際上處于領先地位。
計算機控制技術對網絡和通訊技術的發展有著一定的促進作用。隨著近年來我國計算機網絡和通訊技術的不斷完善,在大容量程控交換機的設計方面有所進展,加強了交換機和用戶信息等的維護控制方面。對傳統的預選控制的方法進行了改善,通過程序化的控制,更好的在存儲器中進行存儲處理。當交換機進入工作狀態后,同時控制使用者撥打的號碼以及其變化,根據相關的規范執行程序,完成各項功能。
另一方面,通信的變革能夠促進網絡和通信技術的發展。目前,我國的網絡和通信技術的應用逐漸普遍,在通信方式不斷更新的同時,計算機網絡和通信的應用也分為多種形式,例如嵌入式、分布式、集中式,這些計算機技術都在各個領域發揮了一定的作用。計算機網絡和通信技術有一個共同的特征:計算機技術的大規模應用。通過兩者的結合,促進了計算機網絡和通信技術的發展,推動了我國的技術發展。根據目前的發展形勢,我國已經全面進入光纖、無線時代,必然會再次推動計算機網絡和數據通信的發展[3]。
5、結語
隨著信息技術的不斷發展,計算機網絡和數據通信在各個領域都有著廣泛的應用,對人們的生活和生產方式造成了重大的影響。隨著相關技術研究的不斷深入,計算機網絡和數據通信技術的服務水平和業務范圍的拓展,促使行業不斷的發展。在未來的發展中,為了保證網絡和數據資源的共享,滿足時代的需求,必然要以高速率、廣范圍作為研究原則,促進計算機網絡和數據通信的發展。
參考文獻
2系統硬件設計
2.1現場傳感器節點設計
在系統終端采集節點功能簡單、結構精簡,采用蓄電池供電,應用CC2430內部定時時鐘產生中斷對其予以喚醒,多數時間終端節點處于睡眠模式,這種工作模式能夠最大程度節約電能。該器件對電源敏感性要求相對不高,故電源模塊選用蓄電池為節點供電,以達到方便、便攜的目的。系統主要有兩個電源電路,一路5V電源為傳感器供電,一路3.3V電源為無線模塊供電。5V電源模塊選用一款1.25A的大電流、高精度、低壓差的LM2940芯片,工作時靜態電流低至240μA。
2.2節點傳感器模塊
現場傳感器節點被安裝在被監控對象上,采集抽油機井的載荷、位移等參量,為實現載荷、位移及電參數的實時采集,并與控制器及上位機監控系統進行通訊和實時傳輸。節點傳感器模塊主要包括:主電機參數檢測;減速器參數檢測與故障判斷;游梁位移傳感器檢測;曲柄角速度檢測;抽油機載荷檢測。
2.3網絡協調器節點(網關節點)設計
網關節點的功能包括建立網絡、無線收發數據等。系統設計匯總網關包含ZigBee無線網絡的協調器,即網絡的建立者,主要負責ZigBee和GPRS的雙向數據、轉換協議。協調器節點(網關節點)一直保持工作狀態,偵聽監測網絡,執行各協議層的任務,隨時處理采集終端節點關聯、解關聯以及數據幀發送、接收請求等。各終端采集節點通過協調器與GPRS網絡校對時,使得網絡時間同步。通過GPRS網絡將數據發送回上位機監控室。ZigBee網絡中協調器與GPRS模塊之間通過串口連接,協調器將從終端子節點傳感器采集的數據匯聚后再傳至GPRS模塊內,通過內部的TCP/IP協議將數據打包封裝后發送至SGSN進而與GGSN溝通后,井場SGSN將數據包傳送到上位機監控中心。網關經過ZigBee網絡周期性采集抽油機井工況數據,再通過GPRS模塊實時地傳送至監測室中,監測中心接收到現場上傳來的數據后,通過內部網Intranet與管理終端實現共享。
2.4遠程監測中心
遠程監測中心是一個服務器,服務器上運行著上位機軟件,當遠程監測中心接受到無線傳感器網絡采集的數據后,該軟件可圖形化顯示遠程油田上的數據。
3系統軟件設計
ZigBee節點的軟件設計開發是在IAR、PacketSniffer、SmartRF04、FlashProgrammer等軟件開發環境的聯合使用過程中進行的,主要是完成節點網絡的建立與維護、各工礦數據的采集處理、采集數據的實時傳輸等功能。傳感器通過ZigBee把采集到的數據傳輸到協調器。每一個單獨節點上裝載有載荷傳感器和角位移傳感器,傳感器節點采用命令工作的方式對數據進行采集。
3.1數據采集程序設計
采集時刻到來時,傳感器節點首先要打開傳感器開關,待傳感器工作穩定以后,系統工況數據采集流程圖采集得到的模擬電壓值將會被送入到AD口轉換成數字量。本系統使用的是CC2530內部集成的AD轉換器,此AD轉換器支持14位的模擬數字轉換,具有多達12位的ENOB,包括一個模擬多路轉換器,8個各自可配置的通道,可接受單端或者差分信號,以及擁有一個參考電壓發生器。ADC控制寄存器包括ADCCON1(ADC控制寄存器1)、ADCCON2(序列AD轉換控制寄存器2)、ADCCON3(單通道AD轉換控制器2)、ADCL(ADC數據低位)、ADCH(ADC數據高位)。
3.2數據傳輸程序設計
傳感器節點直接與協調器節點進行通信,該過程中傳感器節點一直處于休眠狀態。協調器節點組網完成后,開始發送廣播幀通知覆蓋所有傳感器節點,組建網絡。協調器接收到傳感器的入網命令后,要將此傳感器節點的IEEE地址保存下來,并立即向傳感器節點發送響應幀,允許此傳感器節點加入該網絡,協調器節點將一直進行組網操作,直至整個超幀完結。
3.3網關節點工作流程
網關節點中ZigBee網絡協調器主控器將采集的工況數據通過RS-232串口傳送GPRS模塊,GPRS模塊內置TCP/IP協議會將數據打包發送至SGSN,進而與GGSN通信溝通后對數據進行處理后,經SGSN發送至監測中心。網關節點工作流程圖如圖5所示。