浅析数据通信的发展前景

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1、毕 业 论 文系 别： 材料工程系 / 第一章：浅析数据通信的发展前景数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道,根据传输媒体的不同,有有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来,而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道,根据传输媒体的不同,有有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来,而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。 一、数据通信交换方式及适用围 1,数

2、据通信的交换方式 通常数据通信有三种交换方式： 电路交换 电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时,使用同一条实际的物理链路,通信中自始至终使用该链路进行信息传输,且不允许其它计算机或终端同时共享该电路。 报文交换 报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中,当所需输出电路空闲时,再将该报文发往需接收的交换机或终端。这种存储一转发的方式可以提高中继线和电路的利用率。 分组交换 分组交换是将用户发来的整份报文分割成若干个定长的数据块,将这些分组以存储一转发的方式在网传输。 2,各种交换方式的适用围 电路交换方式通常应用于公用网、公用电报网及电路交换的公用数据网等通信网络中。前两种电路交换方式系

3、传统方式,后一种方式与公用网基本相似,但它是用四线或二线方式连接用户,适用于较高速率的数据交换。正由于它是专用的公用数据网,其接通率、工作速率、用户线距离、线路均衡条件等均优于公用网。 报文交换方式适用于实现不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间或一点对多点的同文为单位进行存储转发的数据通信。由于这种方式,网络传输时延大,并且占用了大量的存与外存空间,因而不适用于要求系统安全性高、网络时延较小的数据通信。 分组交换是在存储一转发方式的基础上发展起来的,但它兼有电路交换及报文交换的优点。它适用于对话式的计算机通信,如数据库检索、图文信息存取、电子传递和计算机间通信等各方面,传输质量高,成本较低

4、,并可在不同速率终端间通信。其缺点是不适宜于实时性要求高、信息量很大的业务使用。 二、网络及其协议 1,计算机网络 计算机网络,就是通过光缆、双绞线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。 2,网络协议 网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,但最常用的是TCPIP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCPIP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。 TCPIP实际上是

5、一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输控制协议和因特网协议。TCP协议用于在应用程序之间传送数据,IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCPIP具有跨平台性,现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层： 网络接口层：负责接收和发送物理帧； 网络层：负责相邻节点之间的通信； 传输层：负责起点到终端的通信； 应用层：提供诸如文件传输、电子等应用程序要把数据以T c PIP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机,数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。 目前的I P协议是由3 2位二进制数组成的,如202.0.96.133就表示连接到因特网上的计算机使用

6、的IP地址,在整个因特网上I P地址是唯一的。 三、数据通信的应用前景 1,有线数据通信的应用 数字数据电路的应用围有： 组建公用数字数据通信网； 可为公用数据交换网、各种专用网、无线寻呼系统、可视图文系统、高速数据传输、会议电视、I SDN、邮政储汇计算机网络等提供中继或数据信道； 为帧中继、虚拟专用网、L AN,以及不同类型的网络提供网间连接； 利用D D N实现大用户局域网联网；如我区各专业银行、教育、科研以及自 治区公安厅与城市公安局的局域网互联等。 提供租用线,让大用户自己组建专用数字数据传输网； 使用D D N作为集中操作维护的传输手段,或把全区城镇l 1 O报警服务台互联,实现全

7、区公安机关的统一指挥。 分组交换网的应用 电子信箱业务 电子信箱系统又称电子。它是一种以存储一转发方式进行信息交换的通信方式。在分组交换网平台上用户把需发送的信息以规定的格式送入电子信箱的存储空间,由电子信箱系统处理和传输后,送到接收用户的电子信箱并通知收信人。 电子数据交换业务 电子数据交换是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物,又被称为无纸贸易。EDI用电子单证代替了纸面单证,由传统的多点对多点的联系变为网络信息传递。EDI技术是未来商业发展的极其主要的工具。现在国外都得到广泛的应用。 存储转发业务 存储转发是把计算机与通信技术结合起来,建立智能化的网。该网利用计算机的存储一转发技术实现

8、广大用户所需的各种新的服务项目。存储一转发技术的核心是交换机。 可视图文业务 可视图文业务是一种利用现有公用电信网络开发出来的新型,公用、开放式的信息服务系统。可视图文的业务类型主要有公用数据库业务和专用数据库业务等。 帧中继技术的应用 组建帧中继公用网,提供帧中继业务。 在分组交换机上安装帧中继接口,提供业务。 用户提供低成本的虚拟宽带业务。 在专用网中,采用复用的物理接口可以减少局域网互联时的桥接器、路由器和控制器所需的端口数量,并减少互连设备所需通信设施的数量。 局域网与广域网的高速连接。LAN与LAN的互联。 远程计算机辅助设计制造文件的传送、图像查询以及图像监视、会议电视等。 2,无

9、线数据通信的应用 移动数据通信在业务上的应用。 移动数据通信的业务,通常分为基本数据业务和专用数据业务两种：基本数据业务的应用有电子信箱、信息广播、局域网接人等。专用业务的应用有个人移动数据通信、计算机辅助调度、车、船、舰队管理、GPS汽车卫星定位、远程数据接入等。 移动数据通信在工业及其它领域的应用。 固定式应用是指通过无线接入公用数据网的固定式应用系统及网络。 移动式应用是指野外勘探、施工、设计部门及交通运输部门的运输车、船队和快递公司为发布指示或记录实时事件,通过无线数据网络实现业务调度、远程数据访问、报告输入、通知联络、数据收集等均需采用移动式数据终端。 个人应用是指专业性很强的业务技

10、术人员、公安外线侦察破案人员等需要在外办公时,通过无线数据终端进行远程打印、访问主机、数据库查询、查证等。 四、结束语 数字数据网开始在公安专用通信网的应用,促进公安专用通信网的快速发展,并逐步向数字化、综合化、宽带化方向发展。公安机关掌握着大量的社会信息,要实现信息资源共享必须逐步向这个方向发展。信息高速公路将通过同步数字体系等大容量光纤、多媒体技术,把、数据、动态图像等各种通信业务综合在一起,采用计算机综合处理,应用A T M技术,以交互方式快速传递,把全国各级公安机关c c I c连接起来,使各类公安信息在不同层次上相互交流,实现信息资源共享。 光纤的正确选择和使用1 光纤的种类 1.1

11、 多模光纤 多模光纤是指可以传输多个光传导模的光纤。在光纤通信初期,就是使用的就是多模光纤,其工作波长在850nm或1300nm,衰减常数分别为4dB/km和3dB/km,色散系数分别为120ps/和6ps/。由于它的衰耗和色散大,故只能用于短距离通信。但它芯径大,对于接头和连接器的要求都不高,使用起来比单模光纤要方便,目前多用于计算机局域网。 1.2 单模光纤 单模光纤是指只传输一个光传导模基模的光纤。其主要优点是衰减较小,传输距离长,传输容量大,在长途骨干网、城域网、接入网等场合均有广泛应用。单模光纤由于只能传输基模,它不存在模间时延差,具有比多模光纤大得多的带宽,单模光纤的带宽可达几十G

12、Hz以上。所以单模光纤特别适合用于长距离、大容量的通信系统。随着光纤制造技术和通信技术的不断发展,单模光纤的种类也在发展。常用的单模光纤有以下几种: 1.2.1 G.652光纤G.652光纤即常规光纤,它同时具有1310 nm 和1550nm两个窗口。零色散点位于1310nm窗口,而最小衰减位于1550nm窗口。这两个窗口的的典型值为:1310nm窗口的衰减为0.30.4dB/km,色散系数为03.5ps/,1550nm窗口的衰减为0.190.25 dB/km,色散系数为1520ps/。 1.2.2 G.653光纤 G.653光纤即色散位移光纤,又称1550nm 窗口性能最佳光纤。人们通过设计

13、光纤折射剖面,使零色散点移到1550nm窗口,从而与光纤的最小衰减窗口获得匹配,使1550nm窗口同时具有最小色散和最小衰减。它在1550nm窗口的典型值为: 衰减系数为0.190.25dB/km,零色散点在15251575nm波长区,且在此区间色散系数3.5ps/。这种光纤在1550nm窗口所具有的良好特性使之成为单波长、大容量、超长距离传输的最佳选择。如果纯粹沿着时分复用TDM方式进行系统扩容的话,可以直接开通20Gbit/s系统而不需要任何色散补偿措施。G.653光纤的重要缺陷是四波混频现象限制了波分复用的使用。所谓四波混频现象是由于光纤的非线性引起的,当不同的波长同时在一根光纤中传输时

14、,由于相互作用,会产生新的和、差波分量。 1.2.3 G.655光纤 G.655光纤即非零色散位移光纤,它是为了解决G.653光纤中严重的四波混频效应,对G.653光纤的零色散点进行了移动,使15401565nm区间的色散系数保持在1.04.0 ps/,避开了零色散区,维持了一个起码的色散值,从而可以比较方便地开通多波长WDM系统。在G.655 光纤的特性中,除了对零色散点进行搬移以外,其他各项特性与G.653 都相同。它在1550nm 窗口具有最小衰减系数和色散系数。虽然它的色散系数值稍大于G.653光纤,但相对于G.652光纤,已大大缓解了色散受限距离。它成功地解决了在1550nm波长区G.652光纤的色散受限和G.653光纤难以进行波分复用的缺点,同时具有这两种光纤的优点。它既可开通高速率的10Gbit/s、20Gbit/s的TDM系统,又可以进行WDM方式的扩容。2 增加光纤传输容量的途径 在理论上,增加光纤传输容量可有以下几种方式: 空分复用、电的时分复用、波分复用、光的频分复用、光的时分复用和光孤子技术。基于实用性,只对TDM