【正文】 1993年我國又開始啟動 “ 三金 ” 工程 （ 金橋 、 金卡 、 金關 ） ，使我國網(wǎng)絡發(fā)展進入了一個新的時期 。 1993年美國政府提出了 “ NGI（ Next Generation Inter Initiative）行動計劃 ” ，該計劃的目標是：開發(fā)規(guī)模更大、速度更快的下一代網(wǎng)絡結構，使之端到端的數(shù)據(jù)傳輸速率超過100Mb/s至 10Gb/s；提供更為先進、實時性更高的網(wǎng)絡應用服務，如遠程教育、遠程醫(yī)療、高性能的全球通信、環(huán)境監(jiān)測和預報等， NGI計劃將使用超高速全光網(wǎng)絡，能實現(xiàn)更快速的交換和路徑選擇；保證網(wǎng)絡信息的可靠性和安全性。 Inter是計算機網(wǎng)絡最輝煌的成就 ， 它已成為世界上最大的國際性計算機互聯(lián)網(wǎng) ， 并已影響著人們生活的各個方面 。 因此 ， 局域網(wǎng)在 20世紀 80年代得到了很大的發(fā)展 ， 尤其是自 1980年 2月份美國電氣和電子工程師學會組織頒布了 IEEE802系列標準后 ， 對局域網(wǎng)的發(fā)展和普及起到了巨大的推動作用 。它也是對當時各個封閉的網(wǎng)絡系統(tǒng)而言的。國際標準化組織 ISO于 1977年成立了專門機構研究該問題，并于 1984年正式頒布了開放系統(tǒng)互連基本參考模型 OSI/RM（ OSI/RM，Open Systems Interconnection Reference Model）。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 這些網(wǎng)絡體系結構的出現(xiàn) ， 使得一個公司生產(chǎn)的各種類型的計算機和網(wǎng)絡設備可以非常方便地進行互連 。因為相互通信的計算機必須高度協(xié)調(diào)工作，而這種協(xié)調(diào)是相當復雜的。 由此可見 ，采用存儲 轉發(fā)的分組交換技術 ， 實質上是采用了在數(shù)據(jù)通信的過程中動態(tài)分配傳輸線路或信道帶寬的策略 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 由于節(jié)點交換機暫時存儲的是一個個短的分組 ，而不是整個的長報文 ， 且每一分組都暫存在交換機的內(nèi)存中并可進行相應的處理 ， 這就使得分組的轉發(fā)速度非?？?。ARPANET的成功，標志著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展進入了一個新紀元。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 1964年由巴蘭（ Baran）在美國蘭德（ Rand）公司 “ 論分布式通信 ” 的研究報告中提出了存儲 轉發(fā)（ storeandforward）的概念。 這是因為 ， 計算機數(shù)據(jù)的產(chǎn)生往往是 “ 突發(fā)式 ” 的 ， 比如當用戶用鍵盤輸入數(shù)據(jù)和編輯文件時 ， 或計算機正在進行處理而未得出結果時 ， 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 通信線路資源實際上是空閑的 ， 從而造成通信線路資源的極大浪費 。 如何實現(xiàn)網(wǎng)絡互連 ， 人們首先借鑒了電信部門的電路交換的思想 。 顯然 ， 這種網(wǎng)絡系統(tǒng)的缺點是：如果計算機的負荷較重 ， 會導致系統(tǒng)響應時間過長；單機系統(tǒng)的可靠性一般較低 ， 一旦計算機發(fā)生故障 ， 將導致整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的癱瘓 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 然而計算機與終端之間傳遞的是數(shù)字信號 ， 實現(xiàn)遠距離信息傳輸?shù)碾娫捑W(wǎng)絡則使用的是模擬信號 ， 于是又出現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器 (Modem)， 它的功能是實現(xiàn)數(shù)字信號與模擬信號的相互轉換 。 以單個主機為中心的面向終端的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng) 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 由于計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)通信有著密不可分的關系 ，因此了解一下計算機網(wǎng)絡的發(fā)展過程對我們來說是大有裨益的 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 通信子網(wǎng)由通信設備及傳輸介質組成 ， 主要完成數(shù)據(jù)的傳輸 、 交換和對通信過程的控制 。 網(wǎng)絡管理是實時或準實時地監(jiān)視電信網(wǎng)絡的運行 ， 必要時采取控制措施 ， 以達到任何情況下 ，最大限度地使用網(wǎng)絡中一切可以利用的設備 ， 使盡可能多的通信業(yè)務得以實現(xiàn) 。 信令網(wǎng)的功能是實現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點間 （ 包括交換局 、 網(wǎng)絡管理中心等 ） 信令的傳輸和轉接 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 支撐網(wǎng)技術 支撐網(wǎng)是使業(yè)務網(wǎng)正常運行 ， 增強網(wǎng)絡功能 ， 提供全網(wǎng)服務質量 ， 以滿足用戶要求的網(wǎng)絡 。 傳輸復用設備目前可分為 3大類 ， 即頻分復用 、 時分復用和碼分復用設備 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 傳輸系統(tǒng)包括傳輸設備和傳輸復用設備 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 根據(jù)信道的定義 ， 我們這里所說的傳輸鏈路指的是廣義信道 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 移動通信網(wǎng)依靠先進的移動通信技術可為用戶提供靈活的移動業(yè)務 ， 如：蜂窩公用陸地移動通信系統(tǒng) 、集群調(diào)度移動通信系統(tǒng) 、 無繩電話系統(tǒng) 、 無線電尋呼系統(tǒng) 、 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)等 。 這對電信業(yè)的發(fā)展無疑是一次革命 。 在這種情況下 ， 一種能將遍布世界各地各種類型數(shù)據(jù)網(wǎng)連成一個大網(wǎng)的 TCP／ IP協(xié)議應運而生 ， 從而使采用 TCP／ IP協(xié)議的國際互聯(lián)網(wǎng) （ Inter或 IP網(wǎng) ） 一躍而成為目前全世界最大的信息網(wǎng)絡 。 不同城市的長話局 、 長話匯接局間用長途中繼線相連 。 與用戶線不同 ， 中繼線是由各用戶共用的 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 如果需要在兩部話機之間進行通話 ， 只需用一對線將兩部話機直接相連即可 。 DXC既可作為通信基礎網(wǎng)的節(jié)點設備 ， 也可以作為 DDN和各種非撥號專網(wǎng)的業(yè)務節(jié)點設備 。 要特別說明的是對于廣播電視網(wǎng)中的業(yè)務應用 ， 并不是簡單地采用圖 9― 1所示的點到點通信結構與上述的終端技術 ， 而是由電臺或電視臺向千家萬戶以廣播 （ 或交互 ） 的方式傳送信息和提供服務 。 (3） 視頻通信終端技術 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 終端技術主要包括以下幾種： （ 1） 音頻通信終端技術 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) (1)將待傳送的信息和傳輸鏈路上傳送的信號進 行相互轉換 。 因此 ， 應用層業(yè)務是直接面向用戶的 。 顯然 ， 每種拓撲結構都各有特色 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 復合型網(wǎng)由網(wǎng)狀型網(wǎng)和星型網(wǎng)復合而成 ， 如圖9― 6（ g） 所示 。 圖 9― 6（ f） 是網(wǎng)孔型拓撲 ， 它是網(wǎng)狀型網(wǎng)的一種變形 ， 也就是不完全網(wǎng)狀型網(wǎng) 。因此，除了 “ 葉子 ” 節(jié)點（末端）外，樹型網(wǎng)絡中的所有根節(jié)點和子節(jié)點都是轉接節(jié)點。 同樣 ， 環(huán)型網(wǎng)絡的通信線路也是共享的 ， 因此 ， 也需要采用某種仲裁協(xié)議控制對環(huán)的訪問 。 所以 ， 在任一時刻只能有一個節(jié)點設備發(fā)送數(shù)據(jù) 。 網(wǎng)絡拓撲結構是決定通信網(wǎng)絡性質的關鍵因素之一 。 因此 ， 單獨地設計和運行每一層網(wǎng)絡要比將整個網(wǎng)絡作為單個實體設計和運行簡單得多 。 由于傳輸信息的種類以及用戶需求的日益多樣化 ， 導致通信網(wǎng)絡的類型及其搭載業(yè)務的不斷增加和更新 ， 通信網(wǎng)的體系結構也變得復雜起來 。 由于目前信息的種類已不再是單一的語音 ， 通信網(wǎng)上承載的可能是語音 、 圖形 、 圖像及視頻信息 ， 也可能是文字 、 數(shù)字 、 符號等其它數(shù)據(jù)信息；用戶可以是人 ， 也可以是計算機程序或設備 （ 包括計算機 、 各種輸入輸出設備 、 服務器以及通信設備或網(wǎng)絡互連設備等 ） 。 隨著社會信息化的到來 ， 人們對信息的需求向多元化發(fā)展 ， 并且對信息的需求量呈爆炸式增長 ， 這種信息需求驅動了現(xiàn)代通信技術和通信網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展 ， 而現(xiàn)代通信技術和通信網(wǎng)絡的突飛猛進又為滿足人們對信息日益強烈的渴望提供了技術保證和業(yè)務支持 。 或者說通信網(wǎng)是為位于不同空間位置的用戶之間進行信息傳輸 (交換 )而構建的硬件和軟件環(huán)境 。 需要提醒大家注意的是 ， 在異步和同步通信方式中 ， 有時會出現(xiàn)兩個不同的 “ 字符 ” 概念 。 在面向位流的傳輸方式中 ， 每個數(shù)據(jù)塊的頭部和尾部都用一個特殊的比特序列 （ 如 01111110） 來標記數(shù)據(jù)塊的開始與結束 。 所謂數(shù)據(jù)塊就是一批字符或二進制位串組成的數(shù)據(jù) 。 但隨著技術的發(fā)展 ， 傳輸速率越來越高 ， 其應用范圍也日益廣闊 。 圖 9― 3（ a） 是傳輸 ASCII碼中 A字符的數(shù)據(jù)幀格式 （ A由 1000001表示 ， 加入一位偶校驗位 ） 。 如采用偶校驗 ， 而測到 1的個數(shù)為奇數(shù) ， 則可斷定該字符有 1位 （ 或奇數(shù)位 ） 發(fā)生錯誤 。其原理是信源通信設備利用硬件檢測字符數(shù)據(jù)位邏輯 1的個數(shù) ， 然后根據(jù)此值是奇數(shù)還是偶數(shù)來決定校驗位的值 。 起始位對應于二進制數(shù)的 0， 用低電平表示 ， 占用一個數(shù)據(jù)位的寬度 。 在以字符為通信單位的串行通信中 ， 同步信息由硬件加在每一個字符的數(shù)據(jù)幀上 ， 這種串行通信稱為異步串行通信 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 那么如何使通信雙方保持同步呢 ？ 在實際通信中有一個控制過程 （ 發(fā)生在網(wǎng)絡 7層協(xié)議中的數(shù)據(jù)鏈路層 ）叫數(shù)據(jù)鏈路控制可實現(xiàn)兩點間的同步 。 比如在傳輸數(shù)字信號 10011010時 ， 并行方式是將該序列的 8位碼用 8條信道同時傳輸 ， 如圖 9― 2（ b） 。 發(fā)送端計算機輸出的數(shù)字信號必須經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器變成模擬信號才能經(jīng)電話線路傳遞到接收端計算機 ， 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 而接收端也必須通過調(diào)制解調(diào)器將模擬信號再還原成數(shù)字信號才能被計算機接收 ， 如圖 9― 1（ b） 所示 。缺點是傳輸速度較慢 ， 為解決收 、 發(fā)雙方的碼組或字符同步問題 ， 需要采取同步措施 。我們通過一個對線路的描述來說明上述概念：有一條帶寬 3000Hz的信道 ， 最大傳輸速率可以達到 30kb/s，實際使用的數(shù)據(jù)傳輸速率為 ， 傳輸信號的波特率為 2400b/s ， 它的吞吐量為 14kb/s， 所以利用率約等于 50%， 延遲約為 100ms， 由于環(huán)境穩(wěn)定 ， 因此抖動很小 ， 可忽略不計 。 （ 包括比特差錯率 、 碼元差錯率 、 分組差錯率 ） 差錯率是衡量通信信道可靠性的重要指標 ， 在計算機通信中最常用的是比特差錯率和分組差錯率 。 它又主要分為傳輸延遲 、 傳播延遲兩種 ， 傳輸延遲與數(shù)據(jù)傳輸速率和發(fā)送機／接收機以及中繼和交換設備的處理速度有關 ， 傳播延遲與傳播距離有關 。 例如某信道 10分鐘內(nèi)成功傳輸了 ， 那么它的吞吐量就是 ／600s=14kb/s。 波特率一般小于等于比特率 ， 奈奎斯特定理 (無噪聲信道最大傳輸速率為 2BlbV)中的 V大于 2時 ， 波特率小于比特率； V等于 2時 ， 波特率等于比特率 。 如在 100Mb/s傳輸速率的情況下 ， 每比特傳輸時間為 10ns；在 10Mb/s傳輸速率的情況下 ， 每比特傳輸時間為 100ns。 隨著傳輸介質的不同 ， 可能會有少許變化 。 對信號而言 ， 信號所占據(jù)的頻率范圍就是信號的帶寬 。 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的全部意義與其它通信系統(tǒng)一樣 ，就是在信源和信宿之間傳送有用的信息 ， 而差別主要表現(xiàn)在這些信息可直接被 DTE使用 ， 也可以由 DTE處理后供操作人員使用 。 如果結合數(shù)據(jù)通信的具體特點更深入地討論數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的話 ， 我們認為一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以由 7個部分構成 ， 它們是： (1)信源數(shù)據(jù)終端設備 (DTE， Data Terminal Equipment）； (2)信源數(shù)據(jù)終端設備和數(shù)據(jù)通信設備之間的接口； (3)信源的數(shù)據(jù)通信設備 (DCE， Data Communication Equipment）； 第 9章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng) (4) 信源與信宿之間的傳輸信道 （ 狹義信道 ） ； (5) 信宿的數(shù)據(jù)通信設備 DCE； (6) 信宿數(shù)據(jù)終端設備 （ DTE） 和數(shù)據(jù)通信設備（ DCE） 之間的