发布时间：2022-05-22 03:04:35
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了1篇的数据通信原理论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
1.教学模式分析
1.1结合实际应用
数据通信的发展迅猛，在移动通信中从第一代模拟窝蜂移动通信系统产生至今，新技术不断涌现。我们经历了2G、3G时代，现在已经是4G时代了，而GSM技术已过时。这些都是学生身边的例子。那么就可以通过实际例子让学生了解具体通信专业的研究内容，知道所学的基础理论有什么用，让学生有目的性的来学习这门专业课。下面就结合实际应用的教学方式做具体介绍。例如在讲解数据通信中的差错控制原理时，可以先列举出一些实际例子，如在网上汇款时除了要输入密码还需要输入一个动态码，或银行汇款时除了要写汇款金额外要写中文字样的总款额，这里的动态码和中文字样的款额都是多余的内容，那么这些多余的内容起到什么了作用？它可以保证用户的安全和确保信息的可靠性。在通信中的发送端我们要传递一些有用的信息，为了确保在接受端能正确接收这些信息，我们也需要增加一些多余的信息来保证有用信息的可靠。这些多余的信息在通信中称为监督码。这就引出了差错控制的概念。那么究竟信息码后要加几位监督码才能保证接收端能收到正确的信息呢？这里以“打篮球”为例，收发双方约定好，用“1”表示球进了，用“0”表示球没进。当接受端接收到一个“1”时认为球进了，接受端接收到一个“0”时认为球没进。假设传输过程中出现了错码，发送端发送一个“0”时，接收端接收的是“1”，此时接收端是无法知道接收的信息是错的。我们加一些监督码来观察一下是否可以发现错码，在原来“1”和“0”后分别多加一位监督码“1”和“0”，此时收发双方约定用“11”表示球进了，用“00”表示球没进。通常在传输过程中要么没有错码要么错一位码，假设传输过程中出现了错码，发送端发送“11”时，接收端接收的是“10”，此时接收端知道产生了错吗，但究竟发送的是“11”还是“00”呢，不知道。这时我们再多加一位监督码来验证一下可以得出结论，当没有监督码时检测不出错误，当加一位监督码时可以检测到错误但不能纠正错误，当加两位监督码时可以检测到错误并能纠正错误。这就引出了差错控制的原理。我们发现监督码加的越多纠检错能力越强，那是不是越多越好的？从数据通信的性能指标出发，监督码越多传输效率越低，在回到网上汇款那个例子来看，如果动态码越多花费的时间也就越多，相当于在信道中传输的多余信息多，那么必然影响传输效率。那么究竟监督码加几位号呢？之后便可以给学生引入一些概念了，如汉明码、循环码和线性分组码。这些例子形象具体便于学生理解，其中在每讲完一个知识点后提出新的问题让学生思考，在与学习探讨的过程中引出新的解决方案，导出方法和原理。运用学生身边例子可以深入浅出的加深学生对知识点的理解，对于复杂问题要引导学生自主思考，从简单现象入手总结一般性，以提高学生思维能力。
1.2更新教学手段
教学手段改革是提高教学质量的重要方式。在教学手段上采用传统手段和现代多媒体技术相结合。传统教学手段是采用黑板和粉笔，这用方式在“数据通信原理”的教学中有利有弊。由于这门课涉及的公式推导很多，如果单纯的在黑板上写公式这样既效率低，教学效果也不好。如果简单的把教学内容制成课件，这样内容的信息量虽然大，但学生在理解上有困难。因此不能片面强调单一教学手段。对于复杂公式、各种波形图、频谱图则使用多媒体，这样教学内容既生动又直观，对于难理解的地方在板书作出强调，这样的教学手段事半功倍，提高了教学效果。
2.实验教学改革
课堂教学改革是课程改革系统工程中的一个重要组成部分，其具体目标是实现学生学习方式的转变，即促使学生自主、合作、探索的学习方法。“数据通信原理”是一门理论与实践结合性较强的工具式课程。课堂上的内容是可以在学生操作的过程中，通过思索能够获得的。理论结合实际应用是学好本门课的有效手段，这也就决定了实验课重要性。传统的实验教学方式是“模仿式”教学，即老师对所做实验进行原理分析，给学生做具体演示，然后学生进行模仿，当实验结果达到规定的数据要求时认为实验成功。这种传统教学方法的教学不佳，下面列举几种改革方法。
2.1“创新法”实验教学模式
“创新法”是事先给学生做出一个实验，演示具体的波形，在此基础上提出一些改良方案，让学生“创新”。最后让学生演示所得结果，进行讨论。这种方法是把大部分时间交给学生，让学生通过所学知识进行拓展，加深对课程内容的理解，进而提到学习自主学习和创新能力。
2.2“开放式”实验教学模式
在规定学时之外开放一周实验室，开放时间段是每天晚上19：00—21：00，事先对学生进行分组，每组3个人，每组发放一本实验指导书，老师给出10个实验题目，每组选择其中的三个题目去完成。为了提高学生的学习热情，相应的给出一些“优惠政策”，如具体完成时间自己掌握，可以天天来也可以不用天天来。对最先提出设计方案并能完成实验的前5组学生进行答辩，如实验结果达到要求的话，平时成绩满分。对实验完成质量高并有创新点的学生，期末卷面成绩上会给予加分。结合我院情况，往往实验课积极思考并能提前完成实验规定任务的学生期末的考试成绩也是名列前茅的。
2.3利用Matlab仿真
Matlab是这门课的先修课程，学生对这个软件比较熟悉，所以可以利用Matlab让学生仿真对数据通信课程所涉及内容。进行仿真具有形式生动、形象直观、启发性强的优点。它既能增强学生更好的学习这门课，又能弥补实验场地、仪器设备和经费缺乏的不足。具体的方法是提前把要进行的实验任务布置给学生，让学生自行仿真，在实验课时检查学生的仿真结果。对此实验的基础上对学生提出新的问题和任务，培养学生的自主学习能力和创新精神。
3.结语
“数据通信原理”课程的教学改革需要一个长期的过程，理论与实践相结合，本文就教学和实验方面进行了探讨，主要分析了教学和实验中存在的问题提出了改革方法，通过自己的教学实践，提出了一些针对本校教学的具体方案，旨在培养学生的合作能力和团队意识，在竞争的气氛下，使学生能更有效、有意识地掌握所学知识，培养学生高效的意识和竞争意识。
作者：李嘉 魏岩岩 单位：吉林大学珠海学院 辽宁医药化工职业技术学院
1数据通信技术方式
(1)DDN。DDN就是数字数据网。它可以进行数据通信。一般而言,向用户提供专用的数字数据传输信道就采用DDN,或者向用户提供接入公用交换网的接入信道都可以采用DDN,这种方式不包括交换功能。数字数据网就是数据传输业务,其主要是利用光纤、数字微波、卫星等数字电路提供的。数字数据网可提供点对点、点对多点透明传输的数据专线出租电路,它主要是采用数字传输信道传输数据信号的通信网,可以为用户传输数据、图像、声音等信息。数字数据网基本组成单位就是节点,它是以光纤为中继干线网络。通过光纤连接各节点,进而构成网状的拓扑结构,通过数据终端单元,用户的终端设备采用就近原则,与最近的节点相连。数字数据网比较适合在长时间有大量数据传送的场合应用。
(2)分组交换。分组交换是一种交换方式,其形式主要就是存储转发。其进行存储转发需要传送的信息主要是以分组为单位来进行,接收地址和发送地址的标识都需要每个分组信息进行加载,虚电路的建立是传送数据分组之前所必须做的事情,然后按次序传送。对于X.25分组交换技术而言,为了实现由交换式连接建立数据通信链路的飞跃,主要根据数据通信的特点采用了统计复用技术。分组交换技术覆盖了开放式系统互联模型得下三层协议在分子交换中,信息从源点到终点得每一步都要进行大量的处理,建立帧头和帧尾,并检查数据信息是否有错误。
(3)FR。帧中继(FrameRelay)的发展是基于分组交换技术进行的。FR的另一个称呼就是快速分组交换技术,此技术用简化的方法在数据链路层用简化的方法传送和交换数据单元。
(4)ATM技术。ATM异步传输模式被ITU-T定义为未来宽带综合业务数字网的传递模式,其是一种快速分组技术。ATM方式采用分组交换中的虚电路的形式,同时在呼叫过程中向网络提出传输所希望使用的资源,网络根据当前的状态决定是否接收这个呼叫。ATM是支持B-ISDN服务的一种交换技术,也是新一代的交换和复用技术,其实际是电路交换和分组交换发展的产物。ATM综合了电路交换和分组交换的优点,既具有电路交换简单处理的优点,又具有分组交换支持变比特率业务的优点,也就是说,此技术既支持实时业务和数据透明传输,由能对链路上传输的业务进行统计复用。下一代通信网的交换和复用首选的技术就是ATM异步传输模式。
2数据通信的应用
数据通信的应用主要分为有线数据通信的应用和无线数据通信的应用。(1)无线数据通信的应用。首先,分组交换网的应用。一些增值数据业务主要是利用分组交换网的通信平台来实现,如电子信箱业务、电子数据交换业务、传真存储转发业务、可视图文业务等。其次,帧中继技术的应用。对关于网数据访问和高速数据传输而言比较适合帧中继技术。帧中继技术的应用有一定的范围限制,其主要在局域网互联和高速主机环境下作为宽带网的数据入口比较适用。其在一定程度上促进了宽带ATM交换的发展。(2)无线数据通信的应用。首先,移动数据通信在业务上的应用。因此,一般将移动数据通信的应用分为基本数据业务和专用数据业务。基本数据业务就是在一些基础性的应用,如电子邮件、局域网接入、传真等等;专用业务的应用就是在一些比较专业性上的应用,如移动通信、GPS汽车卫星地位、计算机辅助调度、远程数据接入、舰队管理等。其次,移动数据通信在工业及其他领域的应用。移动数据通信在这些领域的应用可分为固定式应用、移动式应用和个人应用三种类型。
3结语
通信网络向着综合业务数字网发展,数据通信在军队中的应用促进了军队的发展,其具有较大的应用前景。因此,对通信数据还要进行更深入的研究,以便更能适应数字化、网络化的发展。
作者：姜强华王骏 单位：(温州有线广播电视网络中心(中广有线温州分公司)
编者按：本文主要从数据通信交换方式及适用范围；网络及其协议；数据通信的应用前景；结束语，对数据通信构成原理进行讲述。其中，主要包括：数据通信的交换方式、各种交换方式的适用范围、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、报文交换是将用户的报文存储在交换机的存储器中(内存或外存)，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、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、电子邮件传递和计算机间通信等各方面，传输质量高，成本较低，并可在不同速率终端间通信、应用层：提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TcP／IP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、有线数据通信的应用个人应用是指专业性很强的业务技术人员、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、传真、访问主机、数据库查询、查证等，等。具体材料详见：
论文关键词数据通信；构成原理；适用范围；应用前景
论文摘要本文介绍数据通信的构成原理、交换方式及其适用范围{数据通信的分类，并展望未来美好的应用前景。
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、硬件和信息资源的共享。
一、数据通信交换方式及适用范围
1，数据通信的交换方式
通常数据通信有三种交换方式：
(1)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。
(2)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(内存或外存)，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。
(3)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(称为分组或打包)，将这些分组以存储一转发的方式在网内传输。
2，各种交换方式的适用范围
(1)电路交换方式通常应用于公用电话网、公用电报网及电路交换的公用数据网(CSPDN)等通信网络中。前两种电路交换方式系传统方式，后一种方式与公用电话网基本相似，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电话网。
(2)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，并且占用了大量的内存与外存空间，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。
(3)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、电子邮件传递和计算机间通信等各方面，传输质量高，成本较低，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(computerNetwork)，就是通过光缆、双绞电话线或有、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TCP／IP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。TCP／IP协议的特点是具有开放体系结构，并且非常容易管理。
TCP／IP实际上是一种标准网络协议，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TCP／IP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：
(1)网络接口层：负责接收和发送物理帧；
(2)网络层：负责相邻节点之间的通信；
(3)传输层：负责起点到终端的通信；
(4)应用层：提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TcP／IP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IP协议是由32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的IP地址，在整个因特网上IP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
(1)数字数据电路(DDN)的应用范围有：
①组建公用数字数据通信网；
②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、ISDN(2B+D信道或30B+D信道)、邮政储汇计算机网络等提供中继或数据信道；
③为帧中继、虚拟专用网、LAN，以及不同类型的网络提供网间连接；
④利用DDN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。
⑤提供租用线，让大用户自己组建专用数字数据传输网；
⑥使用DDN作为集中操作维护的传输手段，或把全区城镇l1O报警服务台互联，实现全区公安机关的统一指挥。
(2)分组交换网的应用
①电子信箱业务
电子信箱系统又称电子邮件。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。
②电子数据交换业务
电子数据交换(EDI)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。现在国内外都得到广泛的应用。
③传真存储转发业务
传真存储转发是把计算机与通信技术结合起来，建立智能化的传真网。该网利用计算机的存储一转发技术实现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传真交换机。
④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。
(3)帧中继技术的应用
①组建帧中继公用网，提供帧中继业务。
②在分组交换机上安装帧中继接口，提供业务。
③用户提供低成本的虚拟宽带业务。
④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。
⑤局域网(LAN)与广域网(wAN)的高速连接。
⑥LAN与LAN的互联。
⑦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，无线数据通信的应用
(1)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、传真、信息广播、局域网(LAN)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。
(2)移动数据通信在工业及其它领域的应用。
①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。
②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。
③个人应用是指专业性很强的业务技术人员、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、传真、访问主机、数据库查询、查证等。
四、结束语
数字数据网(DDN)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(SDH)等大容量光纤、多媒体技术，把电话、传真、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ATM技术，以交互方式快速传递，把全国各级公安机关ccIc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。
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；发展；应用
数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展，以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式，它是计算机和通信相结合的产物。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。
一、数据通信的构成原理
数据终端有分组型终端(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(MOODM)，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。
二、数据通信的分类
1.有线数据通信
(1)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)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。
(3)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。智能终端去完成，从而大大简化了处理过程，提高了效率。当然，帧中继传输线路质量要求很高，其误码率应小于10的负8次方。
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。
三、通信系统传输手段
电缆通信：双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式：SSB FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。 微波中继通信：比较同轴，易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB FM FDM调制，通信容量6000路 频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量，可在40M频道内传送1920~7680路PCM数字电话。 光纤通信：光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的，具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。卫星通信：通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前，成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。 移动通信：GSM、CDMA。数字移动通信关键技术：调制技术、纠错编码和数字话音编码。
四、数据通信的应用前景
1.有线数据通信的应用
(1)数字数据电路(DDN)的应用范围有：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、ISDN(2B＋D信道或30B＋D信道)、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、LAN，以及不同类型的网络提供网间连接；利用DDN实现大用户局域网联网；如我区各专业银行、教育、科研以及区公安分局与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。
(2)分组交换网的应用
分组交换网能提供永久虚电路(PVC)及交换虚电路(SVC)等多种业务。利用分组交换网的通信平台，还可以开发与提供一些增值数据业务：电子信箱业务；电子数据交换业务；传真存储转发业务；可视图文业务。
(3)帧中继技术的应用
帧中继技术适用于对广域网进行数据访问和高速数据传输。帧中继也是一种ISDN承载业务，主要用于局域网互联和高速主机环境下作为宽带网的数据入口，是向未来宽带ATM交换过渡的手段之一。常用于： 组建帧中继公用网；在分组交换机上安装帧中继接口；为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，并减少互联设备所需通信设施的数量。帧中继的数字链路连接鉴别(DLCI)寻址功能可允许单个中继接入设备与上千个接入设备通信；局域网(LAN)与广域网(WAN)的高速连接；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.无线数据通信的应用
(1)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、传真、信息广播、局域网(LAN)接入等。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。
(2)移动数据通信在工业及其他领域的应用。移动数据通信在这些领域的应用可分为固定式应用、移动式应用和个人应用三种类型。
摘要：在现代化信息基础设施的支撑下，世界的经济体系更加依赖于人类的知识和智慧，信息和知识一成为社会和经济发展的战略资本和基本要素。通信具有无限性、共享性和创新性，通过渗透、支撑和带动三大效应，可以代替资本、可以减少材料消耗、可以提高能资源利用率、可以提高劳动生产率、可以加快商品流通、可以转化为科学技术，并展望未来美好的前景。
关键词：数据通信;发展;构成原理;适用范围;应用前景
一、浅谈数据通信
数据通信是通信技术和机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在崐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崐数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不崐同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。
二、信息化的高速发展
人们的工作方式、管理模式、商贸手段、情感交流技巧、传统文化背景以及消费水平与生活方式全部实现信息化，是社会发展的必然趋势。而移动无线通信则是这种必然趋势下的产物，它的发展大致可以分为五个阶段。
2.1十九世纪四十年代：采用的便携式、车载式、船载式的超短波频及低噪声、稳定系数高的电子管技术主要用于舰船及军用，在该阶段末期出现了甚高频VHF150MHz和特高频UHF450MHz频段。
2.2六十年代：频段扩展至UHF450MHZ以及器件向半导体的过渡，公用移动网接入的内部电话交换装置内，实现了无线频道能够自动接续到公用电话网，接续问题得到了解决。
2.4八十年代：扩展出来了一个1800MHz频段，70年代末美国贝尔实验室开发了先进移动电话业务系统，这是第一种真正意义上的具有随时随地通信能力的大容量的蜂窝移动通信系统。
2.5九十年代：第二代数字移动通信关键技术，调制技术兴起且得到了大发展，这标志了无线信息网络的到来，也开启了个人通信业务的大门。此时出现了Digital AMPS、电子时间警报控制系统、GSM/DCS等各类系统与业务运行。
2.6二十一世纪：通信方式已经不能满足用户的需求，数据通信与多媒体业务需求的与日俱增，它可以满足移动用户话音和中、低速数据业务的需求，引起了第三代移动通信的兴起，数据传输速度有了大幅提升。
三、数据通信的构成原理
3.1数据终端
数据终端有分崐组型终端和非分组型终端两大类。分组型终端有计算机、数崐字传真机、智能用户电报终端、用户分组装拆设备（ＰＡＤ）崐、用户分组交换机、专用电话交换机、可视图文接入设备（ＶＡＰ）崐、局域网等各种专用终端设备；非分组型终端有个人计算机终端、可崐视图文终端、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崐端设备组成，如果传输信道为模拟信道，ＤＣＥ通常就是调制解调器崐，它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换；如果传输信道为崐数字信道，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。崐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、专用线路与交换崐网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接，通信结束后再拆除；专线连崐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崐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崐设备输入的数据。
四、数据通信的交换方式
通常数据通信有三种交换方式：
4.1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，崐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亨崐该电路。
4.2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（内存或外存），当所需崐输出电路空闲时，再将该报文发往需接收的交换机或终端。这种存储、转发的方崐式可以提高中继线和电路的利用率。
4.3分组交换：
分组交换是将用户发来的整份报文分割成若于个定长的数据块（称为分组或崐打包），将这些分组以存储、转发的方式在网内传输。第一个分组信息都连有接崐收地址和发送地址的标识。在分组交换网中，不同用户的分组数据均采用动态复崐用的技术传送，即具有路由选择，同一条路由可以有不同用户的分组在传送，崐所以线路利用率较高。
五、各种交换方式的适用范围
①电路交换方式通常应用于公用电话网、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传统方式；后一种方式与公用电话网基本相似，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电话网。其优点是实时性强、延迟很小、交换成本较低；其缺点是线路利用率低。电路交换适用于一次接续后，长报文的通信。②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，并且占用了大量的内存与外存空间，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。
③分组交换是在存储、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、电子邮件传递和计算机间通信等各方面，传输质量高、成本较低，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。
六、无线通信技术的发展前景
①各种无线通信技术表现出互补发展，向接入模块化、网络一体化、应用综合化、集成化的宽带无线网络发展。各种接入技术根据本国的国情和不同的发展阶段，存在不同的技术特点，不同的接入速率实现互补，推进了组网的一体化进程。宽带无线接入技术在全球的无线通讯领域发展得十分红火。或许在未来，还会有更加强大的新技术出现，又会对无线网络通讯领域起到推进作用。但现在来看，我们应该理性的看待，科学的把握宽带无线接入技术。高速接入是目前宽带无线接入技术的主要技术，但它的移动性和话音支持能力仍不能与公众移动通信网络相提并论。从宏观的角度来看待宽带无线接入技术，在整体上对其进行把握调控，使其与移动网络互相补充，以此达到充分发挥技术特殊性且减少资源浪费的效果。
②移动与无线技术在实践中扬长避短、趋利避害，一步一步地走向灿烂和辉煌。随着各种创新移动、无线技术的不断推陈出新，移动、无线技术的发展进入了一个高速发展的时期。当今的移动、无线应用市场十分活跃，各种技术都投入到了商业运用中，并发挥着不小的作用。在多元融合的大趋势下，无线局域网和无线城域网等各种无线技术在竞争中互相借鉴靠近，这加快了新型射频技术的引入，如MIMO和OFDM等新技术。与此同时，蜂窝移动通信与无线宽带接入在各自发展的过程中，互相汲取，都增加了新的内容。 ③无线宽带技术的进步推动我们的网络一步步走向成熟，但接收信号的幅度和相位呈随机变化和频谱效率低下成为了亟待解决的问题。因此，采用MIMO与OFDM相结合，使传输速率成倍提高就成为各种无线技术的共同选择。作为多载波调制的一种，OFDM技术的核心能力就是将信道分成许多正交子信道，容易通过不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率，它能在解决信道多径衰落问题的同时增加带宽分配、子载波数量、子载波调制的几率，实现系统复杂度的提升和带宽的增大；而MIMO技术能在不增加宽带的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，它改善了系统性能，提高了数据速率，所以在新一代无线通信系统中MIMO技术必不可少。因此，MIMO系统与OFDM技术相结合，能充分利用两者的优势，弥补彼此的不足，是未来无线宽带技术的重要力量。
④如今，无线通信技术已经日臻完善。在未来的社会，移动通信与无线接入在相互角逐的同时，走向互补融合，各展所长，向接入综合化、全球化、电子 化、一体化的宽带无线网络的方向发展，进而逐步实现和宽带固定网络的有机融合。相信无线通信技术会实现新的突破
七、结语
通信技术的进步，给我们的生活带来了新的体验，为我们的生活带来新的变革，开辟了中国特色社会主义道路，赋予社会主义新的生机活力，展望未来，通信网络将向着综合业务数字网方向，数据、语音、图像等崐各种数据通信在各个层次、各个领域得到综合利用。
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
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。
一、通信系统传输手段
电缆通信:双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式:SSB/FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。
微波中继通信:比较同轴,易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制,通信容量6000路/频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量,可在40M频道内传送1920～7680路PCM数字电话。
光纤通信:光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的,具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。目前用于本地、长途、干线传输,并逐渐发展用户光纤通信网。目前基于长波激光器和单模光纤,每路光纤通话路数超过万门,光纤本身的通信纤力非常巨大。几十年来,光纤通信技术发展迅速,并有各种设备应用,接入设备、光电转换设备、传输设备、交换设备、网络设备等。光纤通信设备有光电转换单元和数字信号处理单元两部分组成。
卫星通信:通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。
移动通信:GSM、CDMA。数字移动通信关键技术:调制技术、纠错编码和数字话音编码。
二、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。
三、数据通信的分类
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。
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。
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.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。
四、网络及其协议
1.计算机网络。计算机网络(ComputerNetwork),就是通过光缆、双绞电话线或有、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,如文档、程序、打印机和调制解调器等。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。Internet是世界上最大的网际网；广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络。广域网一般分布距离在100-1000公里之间；城域网又称为都市网,它的覆盖范围一般为一个城市,方圆不超过10-100公里；局域网的地理分布则相对较小,如一栋建筑物,或一个单位、一所学校,甚至一个大房间等。
局域网是目前使用最多的计算机网络,一个单位可使用多个局域网,如财务部门使用局域网来管理财务帐目,劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。
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TCP/IP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。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。
TCP/IP实际上是一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输控制协议(Transport Control Protocol)和因特网协议(InternetProtocol)。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TCP/IP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、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/IP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。
总之,随着因特网技术的不断发展,数据通信技术将得到越来越广泛的应用,在数据通信的新技术、新设备不断涌现的今天,了解和掌握数据通信技术显得尤为重要。
摘要：21世纪以来，计算机网络已全面普及，计算机技术引入寻常百姓家，网络技术的发展也改变了人们的生活和工作，全球化更是加快了通信技术发展的步伐。计算机的共享技术造就了局域网、城域网、广域网等信息共享和通信的渠道，不仅方便了人们的语音、数据信息、图像文件等信息的快速通信，也实现了数据信息资源的共享，便捷了人们的生活和工作，对我国的工业以及社会的进步有着显著的影响。计算机网络通信技术是现代信息技术的重要组成部分，极大地提高了人们的生活质量，满足人们的多种需求。文章首先对数字数据通信技术进行简述，并分析发展现状，对计算机网络数字数据通信技术的传输进行阐述，以期对我国计算机通信技术提供参考。
关键词：计算机网络；数字数据；通信技术
计算机网络技术使用了通信线路和设备，用于连接不同地区的计算机网络，形成计算机网络系统，从而满足人们对语音、图像、数据等信息的共享需求。计算机网络中的组成设备主要有网关、交换器、网桥等，进行数据传递的过程就是计算机网络通信技术，计算机网络通信的基础是网络协议，只要计算机的网络协议相同，就可以实现信息数据的通信和共享。
1数字数据通信技术的概述
1.1数字数据通信技术的优势
数字数据通信技术与传统的模拟数据通信技术相比有着极大的优势：第一，数字数据通信技术中，数据传输的单位是数据帧，在传输时，一旦出现传输错误，就可以及时通过检错编码和重新发送数据帧进行检测，大大提升了通信的可靠性能。第二，数字数据通信可以将视频、声音、图像等非数据信息转换为数字信息，并在计算机网络中进行传输。第三，数字数据通信技术有效加强了信息加密技术，使得信息的隐私性得到保障，避免外界的非法获取，保障了信息的安全性。第四，数字数据通信技术采用了继电器设备，并对信息和数据进行适当的放大和整形，避免了噪音的累积和影响，保证了数据在通信传输过程中遇到长距离传输时的完整性。第五，数字数据通信技术发展的速度不断加快，并利用了集成电路，大大减少了电路设备的数量，降低了设备的成本和体积，使通信设备便携方便。第六，数字数据通信技术中应用了多路光纤技术，使得数据的通信路径更多，传输速度加快，可以在同一时间传输更多的数据，满足了快速发展的生活需求。
1.2数字数据通信中的指标
1.2.1速率
通信技术中的速率指的是每秒能够传送的代码位数，其计算公式是：S=1/T*log2n公式中的T是指脉冲的重复周期（脉冲的宽度），n是指调制的点平数。由此可见，T的重复周期（脉冲的宽度）的倒数就是每一秒的单位脉冲数，如果n=1/T，那么单位脉冲的重复频率就是每一秒的位数。在调制器中，每一个调制转换时间都与一个代码对应。由此可见，调制速率与信息传输速率是相同的。
1.2.2误码率
误码率是衡量数据通信系统信息传输可靠性的关键指标，误码率主要指在数据进行通信传输的过程中，二进制码出错的概率，它的计算公式是：P=Ne/N公式中，Ne指的是传输错误的码数，N指的是传输过程中二进制码的总数。
1.2.3信道容量
信道容量决定了数据的通信速率，是检测信息通信能力的重要因素，在计算机网络中，比特是最常用的一个二进制单位，每秒能够传送的比特数量是信道容量的单位。
2计算机网络通信的现状分析
计算机技术的普及加快了经济的发展，也提高了人们的生活质量，传统的通信技术已无法满足新时代的要求，因此，通信技术也不断更新。近年来，通信技术经历了模拟技术、二代GSM技术、CDMA技术、3G通信时代，目前，通信技术已进入4G通信时代，较以往的通信技术而言，4G通信传输速度更快，完整性更高，安全性更稳定，方便了人们生活和工作的交流与沟通。另外，多媒体技术也在快速发展的通信技术时代背景下得到了提高，数字数据通信技术中可以将图像、音频、影视等数据转变为数字信息，方便了传输和共享，同时，数字数据通信技术还增加了存储容量，可以无限制存储，多媒体技术与计算机网络数字数据通信技术的高度融合，将更好地满足社会和人们的需求。
3数字数据通信技术的编码
3.1基带传输
基带传输是指通过传输线路直接传送包含数字信号的电脉冲，是通信技术中最常见的传输方式，广泛应用在距离较近的局域网信息数据传输中，在传输中，常使用不同的电压电平来替代二进制数字进行表示。
3.2编码方案
数字信号脉冲编码方案多种多样，主要包括：单极性不归零码、双极性不归零码、单极性归零码、双极性归零码4种。其中归零码与不归零码的区别主要是脉冲时间与码数的关系，如果在一个全部时间内是用电流来进行传输的就称为不归零码，如果发出的电流少于一个码数的全部时间就称为归零码。简而言之，归零码发出的是较窄的脉冲，而不归零码发出的是较宽的脉冲。除此之外，单极性码与双极性码的区别则是单极性码可以将直流分量进行累计，而双极性码则不可以累计直流分量，更有利于通信传输。
3.3同步过程
同步过程是指接收端按照发送端的每个码数的重复频率以及起始时间来接收和传输数据的，在计算机网络数字数据通信技术中，主要应用的是位同步法和群同步法。位同步法是指接收端对于传输的每一个数据都和发送端保持一致，并在时间上保持同步，为了实现位同步法，我国目前常用的有外同步法和自同步法2种。外同步法是指接收端的数据信息直接由发送端预先发送过来，并保持同步；自同步法则是指接收端从发送端传输的各种波形中提取数据信息，并保证提取的数据信号不论时间上还是内容上都与发送端保持一致，例如：曼彻斯特编码。群同步法是指在发送端传输信息后，将传输的信息分成若干群，这里的群是一种序列，序列有起始数据，也有终止数据，而所有数据都是有着固定的传输频率的，这样也就保证了发送端和接收端的信息一致。
4数字数据通信传输方式
4.1数字通信方式
一般来说，数字通信传输方式主要包括2种，即并行传输方式和串行传输方式。其中，并行传输方式一般适用于近距离数据通信传输，在发送端和接收端2个设备传输时，数据可以在并行的多条通信线路上达到传输多个数据位的效果。而串行传输方式则多用于远距离数据通信，在进行传输时，数据是一位一位地在通信线路上进行传输，并主要有3种传输方向，即单工结构、半双工结构、全双工结构。其中的单工结构只支持1个方向上的数据通信传输，而半双工结构就可以支持数据在2个方向上进行数据通信，而遇到特殊情况时，会在1个方向上进行数据通信传输，全双工结构指的是只可以在2个方向进行数据通信。
4.2多路复用方式
多路复用方式主要分为频分多路复用和时分多路复用2种传输方式。频分多路复用方式是指将信道的总容量分解成为多个子信道，而且每一个子信道的带宽完全相同，每一个子信道都可以单独负责传输信号，使得信号可以同时传输，加快传输速度。时分多路复用方式是指按照时间的先后顺序，将每一个信道分解成多个时间段，在同时传输多个信号时，每一个传输的数据信号就会占用一个时间段，从而达到实现多个数据同时传输的目的。
4.3同步传输和异步传输方式
在数字数据通信的过程中，为了保障发送端和接收端的数据信息完整性和同步性，各个码数也必须保持同步，数据模块和各个字符在传输的起始时间和终止时间也需要相同，目前，我们多采用同步传输和异步传输2种方式来达到这个目的。其中的同步传输是指在数据进行传输时，加入一些同步字符，从时间进行判断，只有保证了数据的传输起始时间和终止时间相同，就可以判断数据传输的同步性。而异步传输则常用于低速的传输设备，在数据中只能1位1位地加入起始字符和终止字符，导致传输效率低，结构也相对简单。
5结语
随着计算机网络技术的应用和普及，数字数据通信技术越来越完善，满足了社会的发展要求，也方便了人们的生活和工作，在我国军事、工业、航空航天技术、卫星通信技术等领域也得到了广泛应用。本文首先对数字数据通信技术进行简述，并分析发展现状，对计算机网络数字数据通信技术的传输进行阐述，以期对我国计算机通信技术提供参考。
作者：王书林 单位：军事交通学院
摘要：数据通信是一种新的通信方式，它是通信技术和计算机技术相结合的产物。数据通信主要分为有线数据通信和无线数据通信，他们主要是通过传输信道来输送数据，达到数据终端与计算机像话连接。数据通信技术的应用对社会的发展产生了巨大的影响，在很大程度上具有很好的发展前景。
关键词：数据通信；应用前景；分类；探究
一、数据通信的基本概况
（一）数据通信的基本概念。数据通信是计算机和通信相结合的产物，是一种通过传输数据为业务的通信系统，是一种新的通信方式和通讯业务。数据主要是把某种意义的数字、字母、符号进行组合，利用数据传输技术进行数据信息的传送，实现两个终端之间数据传输。数据通信可以实现计算机和终端、终端和终端以及计算机和计算机之间进行数据传递。
（二）数据通信的构成原理。数据通信主要是通过数据终端进行传输，数据终端主要包括分组型数据终端和非分组型数据终端。分组型数据终端包括各种专用终端，即：计算机、用户分组拆装设备、分组交换机、专用电话交换机、局域网设备等等。非分组型数据终端主要包括用户电报终端、个人计算机终端等等。在数据通信中数据电路主要是由数据电路终端设备和数据信道组成，主要进行信号与信号之间的转换。在计算机系统中主要是通过控制器和数据终端进行连接，其中中央处理器主要用来处理通过数据终端输入的数据[1]。
二、数据通信的分类
（一）有线数据通信。有线数据通信主要包括：数字数据网（DDN），分组交换网（PSPDN），帧中继网三种。数字数据网可以说是数字数据传输网，主要是利用卫星、数字微波等的数字通道和数字交叉复用。分组交换网又称为X.25网，它主要是采用转发方式进行，通过将用户输送的报文分成一定的数据段，在数据段上形成控制信息，构成具有网络链接地址的群组，并在网上传播输送。帧中继网络的主要组成设备是公共帧中继服务网、帧中继交换设备和存储设备[2]。
（二）无线数据通信。无线数据通信是在有线数据的基础上不断发展起来的，通常称之为移动数据通信。有线数据主要是连接固定终端和计算机之间进行通信，依靠有线传输进行。然而，无线数据通信主要是依靠无线电波来传送数据信息，在很大程度上可以实现移动状态下的通信。可以说，无线数据通信就是计算机与计算机之间相互通信、计算机与个人之间也实现无线通信。这主要是通过与有线数据相互联系，把有线的数据扩展到移动和便携的互联网用户上。
三、数据通信的应用前景
（一）有线数据通信的应用。有线数据通信的数字数据电路的应用范围主要是通过高速数据传输、无线寻呼系统、不同种专用网形成数据信道；建立不同类型的网络连接；组件公用的数据通信网等。数据通信的分组交换网应用主要输入信息通信平台的交换，开发一些增值数据的业务。
（二）无线数据通信的应用。无线数据通信具有很广的业务范围，在应用前景上也比较广泛，通常称之为移动数据通信。无线数据通信在业务上主要为专用数据和基本数据，其中专用数据业务的应用主要是各种机动车辆的卫星定位、个人无线数据通信、远程数据接入等。当然，无线数据通信在各个领域都具有较强的利用性，在不同领域的应用，移动数据通信又分为三种类型，即：个人应用、固定和移动式的应用。其中固定式的应用主要是通过无线信道接入公用网络实现固定式的应用网络；移动式的应用网络主要是用在移动状态下进行，这种连接主要依靠移动数据终端进行，实现在野外施工、交通部门的运输、快递信息的传递，通过无线数据实现数据传入、快速联络、收集数据等等。
四、小结
随着网络技术的不断发展，数据通信将得到越来越广泛的应用，数据通信网络不断由分散性的数据信息传输不断向综合性的数据网络方向发展，通过传输数据、图像、语言、视频等等实现在各个领域的综合应用。无论是在工业、农业、以及服务业方面都发挥着重要的作用，展示出广阔的应用前景来。因此，当今时代学习、了解并掌握先进技术对于社会和个人的发展尤为重要。
作者：赵宇聪 单位：南昌大学
摘要：近年来，网络及通信技术呈现了突飞猛进的发展势态。这一势态给人们生活及工作带来了极大的方便，与此同时也给数据通信及计算机网络的发展带来了巨大的机遇及挑战。本课题笔者在概述数据通信与计算机网络的基础上，进一步对基于计算机网络中的数据通信交换技术进行了分析，最后探讨了数据通信与计算机网络的发展前景。
关键词：数据通信；计算机网络；发展前景
信息时代的发展带动了经济社会的发展。从狭义层面分析，网络与通信技术的提升，为我们日常生活及工作带来了极大的便利[1]。从广义方面分析，网络与通信技术的进步及发展，能够推进人类文明的历史进程。现状下，计算机网络技术较为成熟，将其与数据通信有机融合，能够具备更为广泛的应用。鉴于此，本课题对“数据通信与计算机网络发展”进行分析与探究具有较为深远的重要意义。
1数据通信与计算机网络概述
数据通信是一种全新的通信方式，并且是由通信技术与计算机技术两者结合而产生的。对于数据通信来说，需具备传输信道，才能完成两地之间的信息传输[2]。以传输媒体为参考依据，可分为两类，一类为有线数据通信，另一类为无线数据通信。两部分均是以传输信道为渠道，进一步使数据终端和计算机相连接，最终使不同地区的数据终端均能够实现信息资源共享。计算机网络指的是将处于不同地区或地域的具备独特功能的多台计算机及其外部设备，以通信线路为渠道进行连接，并在网络操作系统环境下实现信息传递、管理及资源共享等。对于计算机网络来说，主要的目的是实现资源共享。结合上述概念可知数据通信与计算机网络两者并不是单独存在的。两者相互融合更能够促进信息的集中及交流。通过计算机网络，能够使数据通信的信息传输及利用加快，从而为社会发展提供保障依据。例如，基于计算机网络中的数据通信交换技术，通过该项技术便能够使信息资源共享更具有效性，同时也具备多方面的技术优势。
2基于计算机网络中的数据通信交换技术
基于计算机网络中的数据通信交换技术是计算机网络与数据通信两者融合的重要产物，通过该技术能够实现数据信息交换及信息资源共享等功能。下面笔者以其中的帧中继技术为例进行探究。帧中继协议属于一类简化的X.25广域网协议，同时也是一类统计复用的协议，基于单一物理传输线路当中，通过帧中继协议能够将多条虚电路提供出来，并通过数据链路连接标识的方式，对每一条虚电路进行标识。对于DLCI来说，有效的部分只是本地连接和与之直接连接的对端接口[3]。所以，在帧中继网络当中，不同的物理接口上同种DLCI不能视为同一种虚电路。对于帧中继技术来说，所存在的主要优势是将光纤视为传输媒介，实现高质量传输，同时误码率偏低，进一步提升了网络资源的利用效率。但同时也存在一些较为明显的缺陷，比如对于实时信息的传输并不适合，另外对传输线路的质量也有着较高的要求。当然，对于基于计算机网络中的数据通信交换技术远远不止以上一种，还包括了电路交换、报文交流及分组交换等技术。与此同时，数据通信交换技术在未来还有很大的发展空间。例如现阶段具备的光传输，其中的数据传输与交换均是以光信号为媒介，进一步在信道上完成的。在未来发展中，数据通信交换技术远远不止表现为光传输和交换阶段，将进一步以满足用户为需求，从而实现更有效率的信息资源共享等功能。
3数据通信与计算机网络发展前景
近年来，数据通信技术及计算机网络技术被广泛应用。无疑，在未来发展过程中，无线网络技术将更加成熟。与此同时，基于网络环境中的互联网设备也会朝着集成化及智能化的方向完善。纵观这几年，我国计算机技术逐年更新换代，从而使网络传输的效率大大提升。对于用户来说，无疑是很多方面的需求都得到了有效满足。笔者认为，网络与通信技术将从以下方面发展。（1）移动、联通、电信公司将朝着4G方向发展，从而满足用户的信息交流及信息资源共享需求。（2）宽带无线接入技术将进一步完善。随着WiFi热点的逐渐变大，使我国宽带局域网的发展进一步加大，显然，在数据通信与计算机网络充分融合的背景下，宽带无线接入技术将进一步得到完善。（3）光通信将获得巨大发展前景，包括ASON能够获得充分有效的利用以及带宽资源的管理力度将加大，从而使光通信技术更具实用价值。
4结语
通过本课题的探究，认识到数据通信与计算机网络两者之间存在相辅相成、共同发展的联系。总之，在信息时代的背景下，数据通信是行业发展的主要趋势。通过数据通信实现图像、视频、数据等方面的传输及共享，更能满足企业生产需求。总而言之，需要做好数据通信与计算机网络的融合工作，以此使数据通信更具实用价值，进一步为社会经济的发展起到推波助澜的作用。
作者：胡金霞 单位：山西省大同市电化教育馆
摘要：文章就铁路数据通信网网络结构进行了阐述。首先简单描述了数据通信网概念、数据通信网分层结构，然后对数据网网络结构通过以下10个方向进行了详细解析：数据网采用两级网络结构、骨干网络功能、骨干网络节点设置、骨干网络结构、区域网络功能、区域网络节点设置、区域网络核心节点、区域网络汇聚节点、区域网络接入节点、区域网络结构，最后给予总结。
关键词：数据通信网网络结构；骨干网络节点；区域网络层
1数据通信网概念
实现计算机或者其他数字终端之间通信的系统。
2数据通信网分层结构
①CoreRouter核心路由器（CR）。②DistributionRouter汇聚路由器（DR）。③AccessRouter接入路由器（AR）。④*RouteReflector反射路由器（RR）。
3数据网网络结构
3.1数据网采用两级网络结构
由骨干网络和区域网络组成。其中骨干网络由大区节点组成，区域网络由核心节点、汇聚节点及接入节点组成。
3.2骨干网络功能
骨干网络负责各铁路局与铁路总公司间、各铁路局之间（含调度所内跨局业务）的信息转发和业务互通，铁路总公司大区节点还负责铁路总公司机关信息业务接入。骨干网络设置一个独立的自治域。
3.3骨干网络节点设置
①骨干网络大区节点设置在铁路总公司、北京、上海、广州、武汉、西安、成都；每个大区节点同城异地设置2台路由器，其中1台与调度所就近设置。②铁路总公司大区节点同城异地设置2台路由反射器（RR）/VPN路由反射器（VRR）（注：RR/VRR合设）。
3.4骨干网络结构
①骨干网络结构，如图1所示。②大区节点路由器间本地采用GE或POS接口互联，异地间采用POS或GE接口互联。
3.5区域网络功能
区域网络包括铁路局区域网络和铁路总公司机关区域网络两种类型。铁路局区域网络负责铁路局管内及调度所信息系统、铁路综合视频监测系统、GSM-RGPRS等业务的接入；负责铁路局管内各单位之间的信息转发和业务互通。铁路总公司机关区域网络负责铁路总公司机关、调度所的信息系统接入。
3.6区域网络节点设置
①铁路局区域网络以铁路局为单位设置，每个区域网络独立划分一个自治域，由核心节点、汇聚节点和接入节点组成；铁路总公司机关区域网络由接入节点组成，与骨干网络同在一个自治域。②铁路局区域网络设置2台路由反射器（RR）/VPN路由反射器（VRR）（注：RR/VRR合设，并与核心节点同址设置）。
3.7区域网络核心节点
①铁路局区域网络核心节点负责铁路局机关、调度所以及铁路局所在地站段的信息业务接入；负责GSM-RGPRS、会议电视等通信业务接入；负责铁路局与铁路总公司及与其他铁路局间的信息转发和业务互通。②在铁路局所在地同城异地设置2台核心节点路由器，其中1台路由器与调度所就近设置；区域网络核心节点路由器应与骨干网络大区节点路由器同址设置。
3.8区域网络汇聚节点
①铁路局区域网络汇聚节点在业务量相对集中及传输电路汇聚点设置，负责其管辖范围内接入节点业务汇聚和信息转发。②汇聚节点建设应充分利用既有资源，铁路局所在地的汇聚节点设备根据需要设置；其他城市汇聚节点应在兼顾既有网络及满足新建线业务需求的情况下设置。凡符合下列条件之一时，应新设汇聚节点路由器：其一，既有设备不能满足同类型接口（如POS155Mb/s、GE等）分配到不同板卡要求，且剩余槽位不满足新增板卡需求；其二，当考虑新增业务需求后，既有设备吞吐量达到标称值的50%及以上；其三，对既有设备扩容和新建进行经济比选，新建设备方案优于扩容方案。
3.9区域网络接入节点
①铁路局区域网络接入节点负责铁路局机关、调度所以及管内各站段信息及通信系统业务接入。②接入节点选择在铁路局、调度所、综合维修基地、动车段及承载业务种类达到3种以上（含3种）的车站、段（所）等地设置；未设置接入节点路由器的处所，通过MSTP等接入方式将业务接入至邻近接入节点。③铁路局、客专调度所、综合维修基地、动车段及GSM-R核心网机房等处所设置2台接入节点路由器；其他处所接入节点路由器根据需要设置1台或2台。
3.10区域网络结构
①区域网络结构示意核心节点本地路由器间互联；同城设有大区节点的核心节点路由器上联至本地大区节点路由器，同时就近上联至另一异地大区节点路由器；未设大区节点的核心节点路由器分别就近上联至两个大区节点路由器。②汇聚节点本地路由器间互联；每台汇聚节点路由器上联至核心节点的1台路由器；汇聚节点间根据业务需要设置直联链路。③本地设有2台接入节点路由器时，本地2台路由器间互联；接入节点路由器与与汇聚节点（或核心节点）之间可通过本地直联双归、本地链型双归、异地链型双归三种方式相连。本地直联双归是指接入节点直接上联至同一汇聚节点的2台路由器；本地链型双归是指接入节点间链型连接后，两端点分别上联至同一汇聚节点的1台路由器；异地链型连接是指接入节点间链型连接后，两端点分别上联至2处汇聚节点的各1台路由器。总之，铁路局机关、调度所、综合维修基地、动车段、GSM-R核心机房以及铁路局所在地的段（所）等较大的段（所）设置的接入节点路由器直接上联至核心节点。
4结语
各调度所管辖区域的网络单独组成一个独立的自治域系统。自治域内部路由，采用IGP与BGP分离方式，IGP用来路由网络设备的可达，选用IS-IS协议。而BGP、MP-BGP用来分发用户的IP和VPN的路由；业务接入设备与广域网接入节点之间的路由协议选用静态路由协议。
作者：魏颖 单位：武汉铁路职业技术学院
摘要:随着以计算机为核心的网络技术的发展,网络技术的应用遍及国民经济和人们日常生活的中各个领域,并融入各个领域中,促进社会发生巨大的变革。在计算机网络和数据通信技术的发展和完善,计算机网络和数据通信技术开始趋向于融合,使通信行业进入新的发展阶段,并带来巨大的发展契机。到目前位置,计算机网络已经成为通信系统的中要组成部分。
关键词:计算机；网络；数据；通信技术
远程教育离不开计算机和网络,数据通信是计算机网络的基础,没有数据通信技术的发展,就没有今天的计算机网络,在数据通信技术中,信息,数据和信号是非常重要的,它们分别涉及到三个不同层次的通信问题。通信的目的是交流信息,而数据实体则是信息的传输,它涉及到事物的具体形式:信息是对数据的解读,是数据的内容和含义,它可以有数字,文字,声音,图形,以及各种形式的图像,信号是数据的表示,也被称为电磁或电子编码数据,它允许数据在媒体上以适当的形式被传送。
1模拟数据与数字数据
数据一般分为两大类:模拟数据和数字数据。模拟数据被连续地改变由传感器采集而获得的值,如温度,压力,是目前在电话,广播电视中的声音和图像,数字数据是模拟数据之后,在由量化获得的离散值,它采用了一系列符号代表信息,前面的每个符号只可以取采取有限的值。
2模拟信号和数字信号
信号通常是以时间为自变量,在数据(振幅,频率或相位)作为因变量的参数表示。是否信号其连续因变量的值可分为模拟和数字信号。(1)模拟信号是与完全可变信号的变化连续地变化的信息信号的结果。模拟信号的自变参数可以是连续的或也可以是分散的,但它必须是一个连续的因变量。电视视频信号,语音信号(PA卜)信号的脉冲相位调制(PPM)和脉冲宽度调制信号(PWM)也属于模信号。(2)数字信号是指表示该数字信号的信息是一个离散因变量,自变量的值是离散时间的标志,数字信号是有限的变量状态,通常表示为刘nT)。数字电话,计算机数据和数字电视等都是利用数字数据,可以是一系列电压脉冲或光脉冲来表示的断续变化。
3数据通信方式
至少由三部分组成的通信系统,发射器、传输介质,接收机。发送器产生信息,通过传输介质发送到接收机。在数据通信系统的设计中,还需要考虑以下几个问题:
3.1单工、半双工与全双工通信根据双方通信的分工和信号传输的方向可以分为三种模式:单工,半双工和全双工。单工模式:双方的通信设备中发射器与接收器明确分工,只能在发送器向接收器单一固定的方向传送数据。如早期的计算机的读卡器就是采用单工通信的典型发送设备,象打印机就是典型的接收设备。半双工模式:通信两方面既是接收器也是发射器,两方设备可互相传送数据,但有时候也只能往一个方向发送数据。如,步话机在某一时该只能一方说话,故此也是半双工设备。全双工方式,通信两方面的设备既是接收器,也是发射器,两方面的设备能同时向对方传送数据。如,双方可以同时讲话的电话就是全双工设备。在计算机网络中一般都采用全双工模式,但局域网采用半双工方式。
3.2串行通信与并行通信根据通信使用数据的信道数,可分成串行通信和并行通信。通过传输线逐位传输数字代码的为串行通信,两方面都以数据帧为单位传输信息。用串行方式通信时只要在收发双方建立一条通信通道。对远程教学来说,串行模式通信的造价低,可以采用。并行模式的通信方式是要用一组传输线多位同时传输数据,收发两方之间要建立多条并行的通信通道,要让并行的各条线路都一至,因此便要传输定时和控制信号,但并行的各条线路的信号经过转发和放大处理时,会有不同的延迟与变型,所以也很难做到并行同步。要是采用很复杂的技术,线路和设备这样成本会很高,在远距离数字通信中不适合使用。
3.3同步技术
发送者和接收者必须在同一时间上的通信过程进行同步,一方保持码元之间的同步,在另一方,必须保持起止时间的安全符号或符号组成的数据块之间的同步。实现字符之间的常用方法或数据块的开始和结束的时间同步有两种,异同传输和同步传输。每一次只传输一个字符,每一个字符以一位起始位为向导,一到两个停止位结束。收接方要衣据“1”至`,0’,变跳来辨别一卜新安符白勺开始,之后收接字符的所有位。异步传输是指字符之间的时间间隔和字符是可变性的。也不用来格地规定它们的时间关系。起始位为“0’’,代表了时间,停止位为,’l”,代表的1一2位的持续时间。发送方可以在没有数据传输时发送连续的停止位也称空闲位。这种通信方法简便,如计算机和调解器之间的通信就是使用这种方法,它的缺点是每个字符有2一3位开销,降低了通信效率。在同步传输模式中,一般以数据块为传输单位。为了使接收机能够确定该数据块的开始和结束,需要在每个数据块的开始和结束处各加一个帧头和一个帧尾,只有加有帧头和帧尾的数据才称为一帧,帧头与帧尾取决于数据块是面向字符(字符同步)还是面向位(山tsyn山ornons)的。如利用面向字符的方法,这个数据块以一个或多个同步字符作为起始位,一般被称为SYN,控制字符的位方式与传送的任意数据字符有着明显的区别。帧尾是另一个独特的控制字符ETX。则可以更快地接收数据,直至帧尾字符ETX白勺末端被发现。然后,接收器确定下一个字符的sYN。面向位的方法是把数据块作为位流面而不是作为一个字符流处理。除了帧头和帧尾的原理有些区别外其它基本一致。
4结语
数据通信技术目前已成为当代通信发展的主导力量之一,计算机在数据通信方面的应用正在以更广的覆盖范围和更高的速率向前发展,与计算机结合的数据通信将会逐步实现快速的发展,其发展前景也将会更好。
作者：宋同庆 丛林 鲁宝泽 单位：辽东学院信息工程学院
摘要：要做好配电网自动化建设，就要做好配电网数据通信系统的建设。配电自动化中的数据通信系统应用应以高效性、适宜性、拓展性、维护性为原则，采用多元通信系统建设的方案，建立配电自动化网络。数据通信系统应用的设计要以因地制宜、预备拓展的方式，做好通信系统线路的设计、通信系统协议的设计、通信系统设备的设计，提高配电网通信的效率。
关键词：配电网；自动化建设；数据通信
1配电自动化中数据通信系统应用的原则
1.1高效性
配电网的网络通信质量将决定配电网集成系统控制的效果，如果配电网经常出现网络中断的问题，那么中央集成系统将无法有效控制子电网，无法与子电网沟通，配电网的自动化规划就无法完成。为了提高配电网的通信质量，我国供电系统会使用多元化数据信息沟通的方案，提高配电网通信的效率。
1.2适宜性
要开展配电网通信建设的方式有很多种，有些方式虽然通信质量极佳，需要成本的投入却太高，不适合在部分地区使用。以光缆通信方式而言，虽然该方式的通信质量极佳，但是铺设光缆要投入极大的成本，需要很长的建设工期，且部分地区目前不适合铺设光缆。因此供电企业要做通信系统建设，就需要做综合性的评估，选择最适宜的建设方案。
1.3拓展性
由于未来我国的需电量会越来越大，供电企业将会优化电力分配的方案，而这些方案要依靠通信设备来实现，因此供电系统做通信系统建设时要预留好拓展的空间，以便使通信系统建设能够满足电力分配优化方案的需求。
1.4维护性
配电网在运行的时候，需要工作人员做好日常的维护工作，如果通信系统维护的方案比较复杂，将会提高通信系统维护的成本，增加工作人员维护的负担，所以在设计通信系统的时候，需尽量采用维护方式更便捷的方案。
2配电自动化中数据通信系统应用的方案
组建配电自动化数据通信系统的方案有很多，这些方案有其优势也有劣势，为了说明配电自动化数据通信应用方案效果多样化的特点，以无线通信的方法为例。无线通信的方式有AM、PM、GPRS通信方式等，当地只要建设了无线通信讯息接收站，就能够用无线通信的方式与配电网的中央集成系统联系，这种数据通信系统建设的方式需要花费的成本少、应用方式灵活。但是无线通信的方式保密性不足、数据传输率不稳定，这些劣势是它应用的瓶颈。表1为数据通信系统建立方案的评估结果。供电企业为了加强通信系统的稳定性，一般会采用多元通信系统建设的方案建立配电自动化网络。
3配电自动化中数据通信系统应用的设计
3.1设计的目标
在做配电自动化数据通信系统应用设计时，要以因地制宜、预备拓展的方式做好通信建设。比如，我国的部分城区可利用光缆线路作为通信系统建设的基础，供电企业只需要为电网光缆配制配电开关和其他设备就可完成通信建设。部分较偏远的地区可应用电话线开展通信建设。
3.2设计的要点
配电网要以多元化的方式建设数据通信系统。在做通信系统建设以前，相关部门要做好宏观性的规划工作，以便通信系统既能有效地应用现有的资源，又能根据未来城市发展的需要即时拓展。要使供电系统的中央集成系统能全方位地控制主干线的通信系统网络，这是配电网自动化建设实现的基础。
3.3设计的方法
通信系统线路设计———配电网通信系统的主站与子站之间应用以太网连接，以太网的转换器与交换器设备，能转换数字信息与非数字信息，能够完成中央集成系统与子电网的双向信息沟通。子电网与终端设备之间可根据实际情况，用光纤以太网连接或用其他的网线连接。供电企业除了需要设计有线线路以外，还应用当地已建立的无线接收与发射设备，建立无线网络，以便实现多元化通信信息方式并行的效果。通信系统协议设计———配电网的有线通信网络可使用标准的TCP/IP协议，这种协议能分配的地址多、拓展性强，能满足未来电网发展的需求。配电网的无线通信网络可使用GRPS无线数据通信方式、GSM通信方式。前者是一种较为先进的无线通信方式，GRPS是一种先进的、标准的无线通信方式，只要当地能接受无线通信信息，就能采用GRPS通信方式；GSM通信方式可作为GRPS通信方式的补充。通信系统设备设计———供电系统要在子电网安装监测设备、用电流量对抄设备、通信信息交流等设备。子电网与终端设备之间可用有线网络通信或无线设备通信，通信系统设备的设计没有一套统一的方案，只是安装的设备需具有智能、环保、易维护的特点。
4结语
要做好配电网自动化建设，就要做好配电网数据通信系统的建设。笔者提出了配电网数据通信系统建设的应用原则、设计方法、设计过程，应用这套方法可做好配电网数据通信系统的建设。
作者：郝兆平 单位：国网吉林集安市供电有限公司
摘要:现代社会人们和各类机构越来越多的倾向于借助互联网来进行信息交流，这个过程中信息数据的产生、传输和存储都是借助于计算机硬件技术、存储技术以及网络相关技术来实现的。但信息在网络传输过程中却存在着众多的安全问题。本文提出了一种基于量子密钥分配技术的数据安全通信网络，以保证在信息传输中的安全问题，提升信息传输过程中的安全性。由密钥生成控制服务器、经典交换机、QKD系统等设备组成，将量子通信技术应用于专用数据保护的通信网络，大幅提高了网络数据传输的安全性。
关键词:数据通信；量子密钥分发；量子密码终端；密钥中继
量子保密通信是基于量子密钥分发的密码通信解决方案，量子密钥分发不依赖于计算的复杂性来保证通信安全，而是基于量子力学基本原理。只要能够在通信双方成功的建立密钥，这组建立的密钥就是绝对安全的，并且这种密钥是具有绝对随机性的，从原理上无法破解。由于量子密码系统基于的这种随机性，其安全性不因数学水平和计算能力的提高受到威胁，所以不仅是现在，而且在未来利用量子密码系统加密的信息都是安全的。由此，人类目前已知的唯一具有长期安全性保障的通信解决方案是量子保密通信。并且在世界范围内已有量子通信网络初步建成并运行。在传统数据传输系统基础上，使用量子通信保证数据传输的安全性，提高数据通信网络的可靠性、安全性和稳定性，是一个值得研究和发展的方向，两者结合能够有效保证数据在通信过程中的安全可靠。
一、QKD系统基本结构
如图表1.1所示，QKD系统主要由主控模块、数据处理模块、系统管理模块、光电系统（光学模块和单光子探测器）组成。该QKD系统的运行受控于密钥生成控制系统，由密钥生成控制系统下发QKD控制指令给终端设备的系统管理模块，系统管理模块将接收到的指令进行必要的协议转换（某些关键指令还需要加解密处理），完成对QKD系统进行工作流程控制。
二、QKD系统与数据通信
在当前的要求数据安全性比较高的网络中，会采用专线进行保密的数据通信，会添加防护设备，增加一道安全措施。设备首先需要通过证书机制，完成身份认证过程，然后将一端产生的随机数通过非对称密码学算法加密处理后传输给另一端，而另一端的防护设备将接收到数据，并把数据进行解密，由此获得随机数，这样就完成了对称密钥的分发过程。由于目前的对称密钥分发机制，必须由经典密钥学的加解密算法处理，这样就有可能被攻破。因此，通过制定一整套完善的量子对称密钥传输、同步、中继等协议，使得防护设备可以使用QKD系统提供的对称量子密钥，对目前系统网络中的数据进行实时量子加解密处理。图表2.1：向加密认证装置提供认证密钥
三、多用户应用场景下的量子密钥分配、存储和管理机制
如图表3.1所示，在要求较高的专线数据传输系统多用户应用场景下，可将该专线网络分为“客户大区”和“管理大区”两大部分。该场景下的两个用户之前数据通信的安全通信可由QKD系统直接向认证设备提供的量子密钥保证。图表3.1：多用户应用场景下的QKD与防护设备结合在该网络中，可使用一个全通型光量子交换机，挂接6台量子网关，在密钥生成控制服务器的调度下，实现任意两个设备间的量子密钥分发，并直接把生成的量子密钥存储在各自设备内。管理大区用户与客户大区用户之间进行通信，其防护设备可以使用QKD系统提供的量子密钥，完成数据加解密功能，达到安全的保密通信要求。多用户应用场景量子加密数据传输的主要步骤如下：
(1)场景内，每个用户终端部署一台QKD系统，由密钥生成控制服务器定时监控每个用户的当前量子密钥量，根据制定的排队策略，把各个QKD系统按照规则进行配对，启动量子密钥分发；
(2)各个QKD系统必须由唯一的ID号标识身份，该QKD与其他的QKD系统进行量子密钥分发，并且会使用对方ID号对生成的量子密钥进行标识和保存。
(3)通过具体的用户通信进行演示：客户大区的用户2需要与用户4进行通信，密钥生成控制服务器会统一管理，安排用户2与用4进行通信，用户2的QKD系统会根据ID号与用户4的QKD系统分发的量子密钥进行设备认证，而用户4的QKD系统也会根据ID号与用户2的QKD系统分发的量子密钥提供给认证设备；
(4)认证设备采用量子密钥，对传输的数据进行加解密处理，使保密通信过程完成。
四、通信网络与量子网络融合
(一)通信网络中的加密认证设备部署
专线网络要实现“分级管理”的要求，各级数据调度中心以及下属的各个数据站点部署了加密认证设备，根据总部调度通信关系建立加密隧道（理论上只能在上级和下级之间建立加密隧道），加密隧道拓扑的结构是网状结构。
(二)量子通信网络融入实例
在一级分部调度中心管理中，加密认证设备需要对相邻的二级分部使用QKD系统提供的量子密钥进行加解密处理。网络拓扑如图表
4.3所示：
一级分部调度中心控制二级分部1和二级分部2的通信网络，一级分部与两个二级分部都可以通过量子集控站，完成两两间的量子信道建立，在集控站的统一协调下，使其具备两两之间能够分发量子密钥的能力。由此，一级分部调度中心与两个分部之间就可以实现两两加密认证设备通过使用量子密钥进行加解密处理的保密通信。该场景下的通信数据加解密与传输流程如下所示：
(1（)这里一级分部调度中心简称为一级中心；二级分部1简称为二分1；二级分部2简称为二分2）。
(2)一级中心的集控站与二分1的集控站、一级中心的集控站与二分2的集控站，在密钥生成控制服务器（处于集控站中）的统一协调管理下，实现量子密钥分发；
(3)二分1需要完成与一级中心的通信数据传输，二分1的认证设备先用与一级中心分发的量子密钥，对数据进行加密处理，然后由经典网络传给一级中心；
(4)一级中心接收到二分1传输的加密数据，一级中心认证设备使用与二分1分发的量子密钥进行解密，这样就实现了二分1传输通信数据给一级中心的功能；
(5)与此同时，一级中心下发调度指令给二分1，一级中心的认证设备使用与二分1分发的量子密钥，对调度指令进行加密处理，然后通过经典网络传输给二分1；
(6)二分1接收到一级中心传输的加密调度指令，二分1认证设备使用与一级中心分发的量子密钥进行解密，这样就完成了一级中心传输数据给二分1的功能；
(7)二分2与一级中心之间的通信数据传输与二分1相似。在二级分部1下，用户1和用户2的量子信道通过全通光量子交换机与该分部集控站连接，实现用户1、用户2和二级分部1两两之间的量子密钥分发。该场景下的通信数据加解密与传输流程如下所示：
(1)用户1与二级分部1、用户2与二级分部1，在密钥生成控制服务器（处于集控站中）的统一协调，实现量子密钥分发；
(2)用户1需要与一级分部调度中心进行通信数据传输，用户1的认证设备首先使用其与一级分部1交互分发的量子密钥，加密通信数据，然后由经典网络传输给一级分部1；
(3)一级分部1收到用户1传输的经过加密通信数据，一级分部1的认证设备使用与用户1分发的量子密钥对加密数据进行解密，这样就实现了用户1传输数据给一级分部1的功能；
(4)同时，一级分部1可以下发调度指令给用户1，一级分部1的认证设备使用与用户1分发的量子密钥，加密调度指令，然后经由经典网络传输给用户1；
(5)用户1接收到二级分部1传输的加密调度指令，其认证设备使用与二级分部1分发的量子密钥进行解密，这样就完成了二级分部1传输通信数据给用户1的功能；
(6)用户2与二级分部1之间的通信数据传输与用户1类似。
如果用户1或用户2需要与一级分部调度中心直接传输通信数据，则要用到密钥中继功能，以用户2上传数据给一级分部调度中心为例，主要步骤如下所示：
(1)一级分部调度中心的集控站与二级分部1下的用户2，通过它们之间的二级分部1集控站，利用经典密钥中继的方式，使一级分部调度中心与用户2之间拥有共享的量子密钥；
(2)用户2的认证设备，需要给传输给一级分部调度中心的数据进行加密，加密密钥为上述共享的量子密钥，然后由经典网络传输给一级分部调度中心；
(3)一级分部调度中心的认证设备，利用对应的量子密钥作为业务密钥，将用户2传输过来的加密数据进行解密，这样就实现了用户2与一级分部调度中心之间数据加解密传输功能
五、结束语
本文对QKD设备应用于专线通信网络进行分析和阐述，从目前通信网络的现状以及现有网络的安全性特点出发，给出了系统多用户应用场景下的量子密钥分配、存储和管理机制实现方案；同时，提出一种融合量子密钥分配技术与通信网关的安全通信网络实现技术。本文还介绍了量子保密通信网络与光纤通信网络之间的互联互通技术，提出量子网络与专用通信网的融合实现方案，并研究任意节点之间的互联互通机理以及针对量子保密通信网络的密钥中继技术，为实现系统量子安全通信网络奠定基础。
作者：陈立佳 刘菲 史铭 赵波 单位：新华通讯社 科大国盾量子技术股份有限公司
摘要：本文探讨了在计算机相关专业《数据通信与网络》课程中引入项目教学法，针对抽象知识点实现案例化教学背景下的小组协作学习，通过合理的案例设计和项目实施，锻炼了学生项目实践经验，增强了学生的实践能力、思维能力以及独立解决问题的能力，有效提高了课程实际教学效果。
关键词：项目教学法；数据通信与网络；课程教学；协作学习
《数据通信与网络》是高等学校计算机相关专业的核心课程，理论知识点抽象、实践操作性强，如果按传统网络类授课模式进行教学设计，理论课限于完成概念传授解读，实践课内容设定与行业工作需求脱节，不仅难于激发学生的学习兴趣，同时也会造成学生不具备应用所学知识解决实际问题的能力。为了达到高等教育培养“掌握本专业必备的基础理论知识，适应社会需求”的应用型人才定位，项目化教学逐渐被引进计算机相关专业《数据通信与网络》课程教学管理中，通过合理的项目的设计和实施，使得学生的实践动手能力能够在学习中迅速提升，如何更好地实施项目化教学是当前该课程课堂教学面临的首要问题。
1项目教学法
项目教学法起源于欧洲项目教育模式，一种基于工业社会信息化的现代教育形式。在建构主义的指导下，项目教育模式致力于受教育者的社会化，使其逐步适应生产力和生产关系相统一的社会发展趋势，所形成的一种培养实用型人才的社会化人才培养模式。作为典型的项目教育模式，项目教学法侧重于行为导向的教学理念，“知识点”不再是教学设计的主线，而是通过积极开展教师引导下的学生创新学习，从而提升解决实际问题的综合能力。在项目教学法实施过程中，教师针对教学内容，提出具有实际生产应用价值的项目任务；项目任务具备预期难度，要求学生综合运用所学知识和实践技能解决项目问题；学生以小组为单位在限定的时间范围内自主制订计划完成协作学习，自行讨论解决项目工作的各种问题和困难；学习完结时，给出明确的小组成果展示，并通过多种方式完成项目工作成效师生共评。
2项目教学法实施案例
《数据通信与网络》课程的学习目标，是使学生掌握计算机网络的基本原理、理解网络体系结构和网络协议的具体应用、掌握网络组建基本实践技能、培养学生自学创新能力，为其后续工作和学习打下坚实的基础。课程中包含的如不同规模用途网络拓扑结构设计、交换机和路由器配置、网络中继系统的安装调试等实践性较强的知识内容，仅凭课堂理论讲解很难令学生理解掌握。通过项目教学法的实施，可以有效帮助学生提高实践动手和创新能力。虚拟局域网VLAN是《数据通信与网络》课程中的重要概念，但传统理论课程的讲解并不能使学生直观地理解VLAN的用途和设置方法，因此可以通过引入相关项目来强化课程教学。下面以“交换机配置VLAN通信”的教学过程设计为例，分别对项目设置、情境设置和教学设计进行介绍。本项目计划的教学周期为3个学时（其中包含理论教学1个学时和学生自主实践2个学时），采用的教学方法是项目驱动法和演示讲授法，学习方法是小组讨论法，教学设备包括交换机、路由器、计算机和投影仪。针对学生掌握二层交换机实现VLAN内部通信和三层交换机配置VLAN间通信的学习能力目标，又分别引入了一个子项目。
（1）子项目一：
利用二层交换机配置VLAN内部通信项目目标：①理解VLAN的基本配置；②掌握普通二层交换机VLAN端口的配置方法；③熟悉TRUNK链路的配置方法。相关项目技术：①VLAN是一组逻辑上的设备和用户，它们可以不受物理位置的限制，而是根据功能、部门及应用等因素组织起来，具备一个物理网段的特性，不同VLAN之间广播域相互隔离，必须通过路由设备进行转发。②同一交换机的单个或多个端口可以被指派到不同VLAN。③连接在不同交换机上的同一VLAN端口，必须将连接的交换机端口设为设置为TRUNK模式，并使用TRUNK链路进行通信。
（2）子项目二：
利用三层交换机配置VLAN间通信项目目标：①掌握三层交换机的基本配置方法；②掌握三层交换机VLAN路由的配置方法；③通过三层交换机实现不同VLAN间的相互通信；相关项目技术：①三层交换机具备路由功能，可以实现不同VLAN间通信。②通信核心问题是双方必须正确配置各自接口地址。通过本项目的教学实施，既使得学生理解掌握了虚拟局域网VLAN的基础理论，更实践了在真实环境中配置VLAN。设计的两个子项目根据VLAN的功能设置，涵盖了同一交换机中多VLAN的接口划分、跨交换机实现单一VLAN的内部广播、跨交换机实现不同VLAN间的互相通信等课程内容，深入浅出地引导学生对全面认识VLAN技术。通过引入项目教学法，充分发掘了学生的学习积极性和团队协作精神，有效增强了实践能力、思维能力和独立解决问题能力。
3结语
项目教学法突破了传统教学模式的桎梏，在建构主义学习理论的指导下，基于实际工程项目的引入来创设情景，通过小组协作学习的方式来达到意义建构。基于项目化教学法的《数据通信与网络》课程教学改革，不仅能有效帮助学生理解掌握抽象化理论知识，更能大幅提升学生自主学习能动性。项目化课程体系的建设同时也是一项复杂工程，随着行业需求不断变化和科技知识不断，在项目教学法的应用过程中，教师必须遵循工程项目的设计原则，突出教学重点和实施计划，循序渐进地开展项目化教学实践，才能不断提高课程教学效果。
作者：杜丰
