数据通信技术的研究

摘　要： 随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。

关键词：数据通信；原理；分类；发展
引言：正是由于市场对数据通信业务的巨大需求，使得数据通信技术的发展呈现出前所未有的新局面，本文旨在对数据通信的最新进展作一简要的介绍和展望。
1. 数据通信的构成原理
　　数据终端(DTE)有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成,如果传输信道为模拟信道,DCE通常就是调制解调器(MODEM),它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道,DCE的作用是实现信号码型与电平的转换,以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外,还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接,通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。
2．数据通信的分类
2.1有线数据通信
　　数字数据网(DDN)。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路,即用户环路的传输也应该是数字的,但实际上也有普通电缆和双绞线,但传输质量不如前。
2.1.1分组交换网
　　分组交换网(PSPDN)是以CCITTX.25建议为基础的,所以又称为X.25网。它是采用存储——转发方式,将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段,并在每个数据段上加上控制信息,构成一个带有地址的分组组合群体,在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路,为多个用户同时使用,网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能,但网络性能较差。
2.1.2帧中继网
　　帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内,加上寻址和控制信息后在网上传输。
2.2无线数据通信
　　无线数据通信也称移动数据通信,它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输,因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的,因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说,移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联,把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户。
技术发展
　　多协议标记交换（MPLS）是一种利用数据标记引导数据包在通信网络上高速、高效传愉的新技术，它的最大贡献在于在一个无连接的网络环境中引入连接的概念，能够规划和预测数据的流量和流向，从而提高网络的利用率，保证用户的服务质量。
　　MPLS的工作原理是：在网络的入口处为每一个包加上固定尺度的标记，在网络内部根据标记进行快速转发，到网络内部根据标记进行快速转发，到网络出口再去掉标记。这样，就在网络入口和出口之间建立了一条确定的标记交换路径（LSP）。这与传统IP网的数据无连接工作方式有本质的区别。
　　MPLS流量工程和MPLS VPN是MPLS技术在网络应用中的两个主要方面。前者是将流量合理地在链路、节点上进行分配，减少和抑制网络拥塞，并在网络故障情况下，进行快速重组路由，提升网络的服务质量。后者是在公用网络上向用户提供虚拟专用网（VPN）服务，它不仅能满足用户对信息传输安全性、实时性、灵活性和带宽保证方面的需要，还能节约组网费用，具有广阔的发展前景。
　　MPLS技术的标准化工作经IETF、ITU和MPLS论坛组织几年的研究，协议本身已基本成熟，现在研究的重点是MPLS应用问题。目前，国内外的一些ATM厂家（如Nortel、Lucent）和一些路由器厂家（如Cisco、Juniper、华为等）均已研究生产出支持MPLS的相应设备。在多个电信运营商的网络上也在逐步实施这项技术。
　　与MPLS工作原理相似的GMPLS（Generalized MPLS）也已由IETF提出，并成立相应的工作组进行研究。其思路是用基于IP的通用多协议标记交换协议，来控制光传输，使光网络层具有较高的智能。如果该技术得以完善和实施，将对电信网络产生深远的影响.
3.1与光传输技术的融合
　　目前，IP over SDH、IP over SDH over WDM、IP over GE over WDM技术已经成熟。并在电信网络中成功使用，新兴的MSTP技术也越来越受到业界的关注。MSTP（Multi-Service Transport Platform）技术是基于SDH演变而来的，经过几年的发展，已经融合了POS、LAN、RPR、DDN等数据通信技术，逐步从单纯的光传输设备向多业务传送平台过渡。它可以提供以太网接入、DDN接入，实现对二层、三层数据的支持，同时也可提供传统的TDM业务，具有自动迂回和低时延等特点，在我国城域网中发挥着重要的作用。但是，由于封装协议以及封装颗粒（VC-12/3/4）组合的多样性，使得技术实现方式较多，导致不同厂家设备在业务的互联互通上产生一些问题，甚至需要采用同一厂商的设备。随着标准的完善，这些问题一定会得到有效的解决。
3.2IPv4向IPv6过渡
　　IPv4是20世纪70年代制定的协议标准，采用32位二进制数来表示地址，目前网络上均采用该标准。近十年来，由于互联网技术的发展，使得IP网络规模和用户数量迅速增长，IPv4地址空间小的问题日益突出，特别是随着大量移动终端和无线设备在互联网上应用，必然促进IPv4向IPv6过渡。
　　IPv6是在20世纪90年代初期提出，由IETF负责标准制定，目前一些标准的制定还在进行之中。IPv6与IPv4相比，除地 址空间大外（采用128位二进制数来表示地址），还增强了对IP安全性和IP移动性的支持，可以适应未来网络发展和业务发展的需要。目前，一些设备供应向宣布在其部分设备上可支持IPv6，也出现了IPv6的试验网，但商业应用还相对较少。
IPv4向IPv6过渡主要有以下3种模式：
3.2.1IPv4/IPv6双栈模式：指在网络设备中同时具有IPv4和IPv6两种协议栈，可以接收IPv4分组或IPv6分组。
3.2.2类隧道模式：指把IPv6的分组封装在IPv4的分组中，封装后的IPv4分组通过IPv4的网络进行传送。
3.2.3协议转换模式：由协议转换器完成，实现IPv4设备与IPv6设备之间的通信。
　　鉴于目前网上的设备都采用的是IPv4，数量庞大，技术改造难度和改造费用难以估量，要完全实现IPv4向IPv6过渡尚需时日，两者长期共存是可以预见的。
4.结束语
　　随着信息网络向分组化方向发展，数据、话音和视频业务的融合已是大势所趋，电信网络也正面临着一场体系结构和网络技术的变革，数据通信技术在这场变革中将扮演重要的角色。
参考文献
1.傲丹,方旭明,马忠建.无线网格网络关键技术及应用
2.谢显中.基于TDD的第四代移动通信技术[M ].北京:电子工业出版社, 2005