数据通信系统简述

张德慧　魏铭　王明月

摘 要：了解与掌握数据通信对我们来说是非常重要的，因为数据通信在当今世界意义重大。目前，数据通信不仅用于商业领域，在家庭中的使用也越来越广泛。比较有代表性的应用有：目录查询、文件传输、语音信箱、电子信箱、可视图文、智能用户电报及遥测遥控等。数据通信正在成为人们生活中不可或缺的一部分，对社会的发展将产生深远的影响。本文将对数据通信的基本概念、数据通信系统、协议和标准及数据通信的发展作简述。

关键词：数据通信 数据通信系统 协议 标准

计算机的发明，特别是Internet的出現，使得以数据为主的计算机通信网络得到了迅速发展。网络的出现也改变了我们的生活方式，人们希望快速的获取最新信息，这也促使数据通信技术得到了更快的发展，美国也从20世纪50年代开始研究和发展数据通信，欧洲、日本

也于20世纪60年代末到70年代初开始发展数据通信，在这些发达国家，数据通信发展迅速，现已具有相当大的规模。数据通信虽然在我国起步较晚，但近些年来却发展很快，中国公用计算机网、中国教育和科研网等网络的发展，标志着我国数据通信进入了一个崭新的高速发展时期。

1、数据通信的基本概念

“数据”一词含义非常广泛，人们几乎每天都要碰到它，例如各种实验数据、各类统计报表等。数据通常用数字或字母（符号）来表示，是一个有意义的实体。因此可以说，数据是预先约定的、具有某种含义的数字或字母（符号）以及它们的组合。数据涉及事物的表示形式，是信息的载体，而信息则是数据的内容和解释。例如，约定用负电压表示二进制数字“1”，用正电压表示二进制数字“0”，这里数字“0”和“1”就是数据。

现代通信技术借助于电子电气设备及光等媒介，在两点之间以符号和字符形式进行信息交换、传送信息，因此数据通信就是将数据用电信号或光信号表示，并通过传输媒体正确地传输给接收者。为此需要通过信道来传输数据信号，而信道并不是完全理想的，存在传输失真和噪声干扰等，可能使数据信号发生差错，因此需要进行必要的差错控制。同时，为了使整个数据通信过程按一定的规则有序进行，通信双方必须建立共同遵守的规则协议和约定，并具有执行协议的功能，这样才能实现有意义的数据通信。

通俗地讲，数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信方式和通信业务。在数据通信过程中，实际上是参与的几方共享信息，这种共享可以使局部的也可以是远程的。因此可以说，数据通信是指依照通信协议，在两个设备之间利用传输媒体进行的数据交换，它可以实现计算机与计算机之间、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。作为计算机网络的实现基础，它是信息社会不可缺少的一种高校通信方式，也是未来“信息高速公路”的主要内容。数据通信包含两方面的含义：数据的传输和数据的处理。数据传输是数据通信的基础，而数据处理则使数据的远距离交换得以实现。

2、数据通信系统

2.1数据通信系统的基本概念

数据通信系统是指能够完成数据通信任务的完整系统。作为通信系统，必须解决下面的一系列问题，包括：

（1）通信接口通信接口可以将发送端产生的信号传输给通信信道并进行传输，而且在接收端能对数据做出正确解释。

（2）同步发送器和接收器之间、传输系统和接收设备之间必须同步，必须确定何时信号开始，何时信号结束等。

（3）传输系统利用率传输系统利用率用来衡量有效地使用传输设备的程度。在通信系统中，传输设备通常由很多通信设备共享，因此要有效地分配传输介质的容量，协调传输服务的要求，比如采用多路复用技术和拥塞控制技术等。

（4）交换管理指在两个实体通信期间的各种协调管理。

（5）差错检测在通信系统中，要对数据流量进行控制，对通信过程中产生的差错进行检测和校验。

（6）寻址和路由指决定信号到达目的地的路径，用以保证端到端的数据传输。

（7）恢复指在系统由某种原因被中断后，对系统进行必要的恢复。

（8）报文格式由两个对话实体进行协商，使报文格式一致。

（9）网络安全保证准确并且安全地将数据从发送端传送至接收端。

（10）网络管理对复杂的通信系统进行配置、监控和故障处理等管理。

2.2数据通信系统的组成和模型

一个数据通信系统可以简单地用3个术语概括：发送器（又称信源）、传输媒介（又称信道）和接收器（又称信宿）。有时，在只有两种通信状态的通信系统中，信源和信宿也可以互换，即某一通信设备可以同时发送和接收数据。

具体地说，一个通信系统是由7个部分组成的：

（1）发送方的数据终端设备（DTE）用来发送数据的设备，可以是计算机、工作站等终端设备。

（2）发送方的数据电路通信设备（DCE）用来实现数字信号和模拟信号的转换，可以是调制解调器（使用模拟信道）或数据业务单元（使用数字信道）。

（3）接收方的数据电路通信设备用来实现数字信号和模拟信号的转换，可以是调制解调器（使用模拟信道）或数据业务单元（使用数字信道）。

（4）传输媒体传输媒体是数据从发送方传送到接收方的物理路径，它可以是有线的（如双绞线、同轴电缆、光纤等），也可以是无线的（如无线电波、微波、红外线等）。

（5）接收方的数据终端设备用来接收数据的设备，可以是计算机、工作站等终端设备。

（6）消息消息是通信所传输的信息（数据），可以是文本、数字、图像、声音、视频或它们之间的任意组合。

（7）协议协议是数据通信规则的集合，如果没有协议，两台通信设备即使连着也无法通信。

在数据通信系统中DTE可以是系统中的信源、信宿，或同时作为信源和信宿。它利用DCE和数据传输信道发送或接收数据。

3、协议和标准

3.1协议

在计算机网络中，通信发生在不同系统的两个实体之间，每个实体都可以发送和接收信息，包括应用程序、文件传输、数据库管理系统和电子邮件等软件。一个系统就是一个物理对象，该物理对象包含一个或多个实体，例如包括计算机和终端等。但并不是任意两个实体之间都可以随意发送信息，其前提条件就是，在通信时两个实体应该执行同样的协议。所谓协议，就是指在数据通信时彼此共同遵守的规则的集合，或者，协议实际上是指实体间通信时所使用的一种语言。如果没有协议，两个设备固然可以连接，但是不能通信，这就像一个讲德语的人听不懂另一个讲日语的人虽说的话一样。协议定义了什么是通信，如何通信以及何时通信等问题。

3.2标准概述

标准是网络通信发展的基础，标准化问题已经引起国际上的广泛关注。如果没有标准，则会造成网络互操作能力差、资源浪费、开发风险大、开发周期加长等问题。

目前有两类标准。一类是因为广泛使用而得到发展的标准，称为事实标准，事实标准在生产中逐渐称为人们共同遵守的准则；第二种标准是由那些得到国家或国际公认的机构正式认证并采纳的标准，称为认证标准。

总结：数据通信领域发展迅速，应用范围和应用规模不断扩大，新的应用业务不断涌现，特别是网络互连技术的不断更新和发展以及移动式数据通信的迅速发展，使得数据通信与网络技术不断更新换代，现代网络技术向高速、宽带、数字传输与综合利用的方向发展。数据通信有其自身的特点，在信息社会中有着广泛的1应用。随着新的技术和新的通信业务的不断发展，它会成为未来“高速信息网络”的主要通信方式。

参考文献：

[1]周昕. 数据通信与网络技术. 清华大学出版社