数字通信的历史

1、数据通信的发展历史数据通信的目的就是要完成计算机之间、计算机与各种数据终端之间的信息传递。为了实现数据通信，必须进行数据传输，即将位于一地的数据源发出的数据信息通过数据通信网络送到另一地的数据接收设备。被传递的数据信息的类型是多种多样的，其典型的应用有文件传送、电子信箱、可视图文、文件检索、远程医疗诊断等。 数据通信网交换技术历经了电路方式、分组方式、帧方式、信元方式等阶段。X.25网络是第一个面向连接的网络,也是第一个公共数据网络.其数据分组包含3字节头部和128字节数据部分.它运行10年后,20世纪80年代被无错误控制,无流控制,面向连接的新的叫做帧中继的网络所取代.90年代以后,出现了面

2、向连接的ATM网络. 电路方式是从一点到另一点传送信息且固定占用电路带宽资源的方式，例如专线DDN数据通信。由于预先的固定资源分配，不管在这条电路上实际有无数据传输，电路一直被占着。 分组方式是将传送的信息划分为一定长度的包，称为分组，以分组为单位进行存储转发。在分组交换网中，一条实际的电路上能够传输许多对用户终端间的数据而不互相混淆，因为每个分组中含有区分不同起点、终点的编号，称为逻辑信道号。 分组方式对电路带宽采用了动态复用技术，效率明显提高。为了保证分组的可靠传输，防止分组在传输和交换过程中的丢失、错发、漏发、出错，分组通信制定了一套严密的，较为繁琐的通信协议，例如：在分组网与用户设备间

3、的X.25规程就起到了上述作用，因此人们又称分组网为“X.25网”。 帧方式实质上也是分组通信的一种形式，只不过它将X.25分组网中分组交换机之间的恢复差错，防止拥塞的处理过程进行了简化。帧方式的典型技术就是帧中继。由于传输技术的发展，数据传输误码率大大降低，分组通信的差错恢复机制显得过于繁琐，帧中继将分组通信的三层协议简化为两层，大大缩短了处理时间，提高了效率。帧中继网内部的纠错功能很大一部分都交由用户终端设备来完成。 二、帧中继技术简介 我们可以将帧中继技术归纳为以下几点： 1) 帧中继技术主要用于传递数据业务，它使用一组规程将数据信息以帧的形式(简称帧中继协议)有效地进行传送。它是广域网

4、通信的一种方式。 2) 帧中继所使用的是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可复用多个逻辑连接（即可建立多条逻辑信道），可实现带宽的复用和动态分配。 3) 帧中继协议是对X.25协议的简化，因此处理效率很高，网络吞吐量高，通信时延低，帧中继用户的接入速率在64kbit/s至2Mbit/s，甚至可达到34Mbit/s。 4) 帧中继的帧信息长度远比X.25分组长度要长，最大帧长度可达1600字节/帧，适合于封装局域网的数据单元，适合传送突发业务(如压缩视频业务、WWW业务等)。 ATM是Asynchronous Transfer Mode（ATM）异步传输模式的缩写ATM是一项数据传输技术

5、。ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。 ATM是在LAN或WAN上传送声音、视频图像和数据的宽带技术。它是一项信元中继技术，数据分组大小固定。你可将信元想像成一种运输设备，能够把数据块从一个设备经过ATM交换设备传送到另一个设备。所有信元具有同样的大小，不像帧中继及局域网系统数据分组大小不定。使用相同大小的信元可以提供一种方法，预计和保证应用所需要的带宽。如同轿车在繁忙交叉路口必须等待长卡车转弯一样，可变长度的数据分组

6、容易在交换设备处引起通信延迟。 ATM真正具有电路交换和分组交换的双重性: ATM面向连接,它需要在通信双方向建立连接,通信结束后再由信令拆除连接。但它摈弃了电路交换中采用的同步时分复用，改用异步时分复用，收发双方的时钟可以不同，可以更有效地利用带宽。 ATM的传送单元是固定长度53byte的CELL（信元），信头部分包含了选择路由用的VPI/VCI信息，因而它具有交换的特点。它是一种高速分组交换，在协议上它将OSI第二层的纠错、流控功能转移到智能终端上完成，降低了网络时延，提高了交换速度。 交换设备是ATM的重要组成部分，它能用作组织内的Hub，快速将数据分组从一个节点传送到另一个节点；或者

7、用作广域通信设备，在远程LAN之间快速传送ATM信元。以太网、光纤分布式数据接口（FDDI）、令牌环网等传统LAN采用共享介质，任一时刻只有一个节点能够进行传送，而ATM提供任意节点间的连接，节点能够同时进行传送。来自不同节点的信息经多路复用成为一条信元流。在该系统中，ATM交换器可以由公共服务的提供者所拥有或者是组织内部网的一部分。 ATM用作公司主干网时，能够简化网络的管理，消除了许多由于不同的编址方案和路由选择机制的网络互连所引起的复杂问题。ATM集线器能够提供集线器上任意两端口的连接，而与所连接的设备类型无关。这些设备的地址都被预变换，例如很容易从一个节点到另一个节点发送一个报文，而不

8、必考虑节点所连的网络类型。ATM管理软件使用户和他们的物理工作站移动地方非常方便。 通过ATM技术可完成企业总部与各办事处及公司分部的局域网互联，从而实现公司内部数据传送、企业邮件服务、话音服务等等，并通过上联INTERNET实现电子商务等应用。同时由于ATM采用统计复用技术，且接入带宽突破原有的2M，达到2M-155M，因此适合高带宽、低延时或高数据突发等应用。图中：UNI为用户网络接口 NNI为网络节点接口 GFC为一般流量控制域 VPI为虚路径标识符 VCI为虚通道标识符 PT为净荷类型，即后面48个字节信息域的信息类型 RES为保留位，可以用作将来扩展定义，现在指定它恒为0 CLP为信

9、元丢弃优先权，在发生信元冲突时，CLP用来说明该信元是否可以丢掉 HEC为信头校验码，检验多项式，这个字节用来保证整个信头的正确传输。  X25技术 X.25规范对应OSI三层，X.25的第三层描述了分组的格式及分组交换的过程。X.25的第二层由LAPB（Link Access Procedure, Balanced）实现，它定义了用于DTE/DCE连接的帧格式。X.25的第一层定义了电气和物理端口特性。 X.25网络设备分为数据终端设备（DTE）、数据电路终端设备（DCE）及分组交换设备（PSE）。DTE是X.25的末端系统，如终端、计算机或网络主机，一般位于用户端，Cisco路由

10、器就是DTE设备。DCE设备是专用通信设备，如调制解调器和分组交换机。PSE是公共网络的主干交换机。 X.25定义了数据通讯的电话网络，每个分配给用户的x.25 端口都具有一个x.121地址，当用户申请到的是SVC（交换虚电路）时，x.25一端的用户在访问另一端的用户时，首先将呼叫对方x.121地址，然后接收到呼叫的一端可以接受或拒绝，如果接受请求，于是连接建立实现数据传输，当没有数据传输时挂断连接，整个呼叫过程就类似我们拨打普通电话一样，其不同的是x.25可以实现一点对多点的连接。其中x.121地址、htc均必须与x.25服务提供商分配的参数相同。X.25 PVC（永久虚电路），没有呼叫的过

11、程，类似DDN专线。帧中继(Frame Relay)是一种网络与数据终端设备(DTE)接口标准。由于光纤网比早期的电话网误码率低得多,因此,可以减少X.25的某些差错控制过程,从而可以减少结点的处理时间,提高网络的吞吐量。帧中继就是在这种环境下产生的。帧中继提供的是数据链路层和物理层的协议规范,任何高层协议都独立于帧中继协议,因此,大大地简化了帧中继的实现。目前帧中继的主要应用之一是局域网互联,特别是在局域网通过广域网进行互联时,使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。 帧中继的主要特点是:使用光纤作为传输介质,因此误码率极低,能实现近似无差错传输,减少了进行差错校验

12、的开销,提高了网络的吞吐量；帧中继是一种宽带分组交换,使用复用技术时,其传输速率可高达44.6Mbps。但是,帧中继不适合于传输诸如话音、电视等实时信息,它仅限于传输数据 数字数据网络(Digital Data Network)，DDN即数字数据网。它是利用光纤（数字微波和卫星）数字传输通道和数字交叉复用节点组成的数字数据传输网，可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其它新业务，以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信网的需要。DDN业务区别是于传统模拟电话专线的显著特点是数字电路传输质量高，时延小，通信速率可根据需要选择；电路可以自动迂回，可靠性高；一线可以 多用，即可以通话、传真、传送数据，还可以组建会议电视系统，开放帧中续业务，做多媒体服务，或组建自己的虚拟专网，设立网管中心，自己管理自己的网络。 数字电路是以二值数字逻辑为基础的，其中的工作信号是离散的数字信号。电路中的电子器件，如二极管、三极管（BJT）、场效应管（FET）处于开关状态，时而导通，时而截止。 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光导纤维由前