计算机网络数据传输方式研究

　【摘要】计算机网络技术的发展对人类信息获取、传递和处理的方式变革产生了重大影响。利用计算机网络进行数据传输是计算机网络一个重要应用领域，对计算机网络传输方式进行研究，希望能对提高网络数据传输的快捷性和安全性有所帮助。
　　【关键词】计算机；网络数据；传输方式
　　计算机网络数据传输方式是计算机技术与网络技术结合的一种应用形式，它综合了计算机的高效和网络技术的便捷，实现了二者优势的结合。计算机网络数据传输作为一种崭新的电子信息技术传输，其传输方式的多样性也给网络数据传输提供了便利。计算机网络传输方式是网络的重要应用形式，其深刻地影响到网络传输数据的发展，对计算机网络数据传输方式进行研究对计算机网络的发展有着重要的深刻的意义。下面笔者就计算机网络数据传输方式有关问题进行一下分析研究。
　　一、相关概念定义
　　（一）计算机网络的定义
　　计算机网络就是把分布在不同地点的、具有独立功能的多个计算机系统通过通信线路和设备互相连接起来，由功能完善的网络软件按照网络协议进行信息通信、实现资源共享的系统。
　　（二）计算机网络数据的定义
　　计算机网络数据可定义为有意义的实体，数据涉及到事物的形式。计算机网络数据可分为模拟数据和数字数据两种形式。模拟数据是在某个区间内连续的值，例如，声音和视频就是强度连续改变的波形，大多数用传感器收集的数据，例如，温度和压力，都是连续值。数字数据是离散的值，例如，文本信息和整数。
　　二、计算机网络数据传输的介质
　　计算机网络数据无论采用何种方式传输，都离不开其依托的传输介质，可以说，无介质支撑，计算机网络数据传输将无法进行，更谈不上网络数据传输方式的多样化。笔者认为目前常用的数据传输介质主要有以下几种：
　　（一）同轴电缆
　　同轴电缆由一根空心的圆柱网状铜导体和一根位于中心轴线位置的铜导线组成。同轴电缆的抗干扰能力强，屏蔽效果较好，经常用于设备与设备之间的连接。按照直径的大小，可以将同轴电缆分为粗缆和细缆。粗缆在早期的大型网络的连接中比较常用，它的传输距离长、可靠性能高，但安装难度较大，成本较高。细缆的传输距离较短，但安装难度不大，成本也较低。
　　（二）双绞线
　　双绞线是目前网络连接中使用最广泛的传输介质，可以分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线两类。双绞线主要用于星型拓扑结构，各计算机均用一根双绞线连接，可靠性能高，任一连线发生故障时，都不影响网络中的其他计算机。
　　（三）光纤
　　光纤即光导纤维，是一种柔韧并能传输光信号的介质。与同轴电缆和双绞线相比，光纤具有无法比拟的优点，如传输信号频带宽，通信容量大，传输距离长，抗干扰能力强；抗化学腐蚀能力强；原材料资源丰富。同时，光纤也存在一定的缺点，如质地脆、机械强度低、技术要求高等。
　　（四）无线传输
　　无线传输介质是指通过空间传输信号。目前，最常用的无线传输介质有微波、红外线、无线电、激光和卫星等。通过无线传输介质连接网络，可以满足军事、野外等特殊场合通信的需要。
　　三、计算机网络数据传输方式
　　计算机网络数据有较高的传输效率和较少的连线，当某些节点有故障时仍能完成数据传送（称为自愈能力），以及有广泛的应用领域，从而计算机互联网络得到了迅速发展。笔者通过综合分析当前世界各国有关计算机网络数据的发展和传播的有关情况，认为计算机网络数据在传输上存在以下几种方式：
　　（一）基带传输与频带传输
　　1、基带传输
　　基带是指调制前原始信号所占用的频带，是原始电信号所固有的基本频带，当信道中直接传送基带信号时，称为基带传输。进行基带传输的系统称为基带传输系统，基带信号分为基带模拟信号和基带数字信号两种，信号的种类是由信源决定的。在数据通信系统中，信源数据经编码器转换为典型的、表示二进制的比特序列的矩形脉冲信号，它能够被直接传输的数字基带信号。计算机网络系统是以计算机为主体的数据通信系统，信源是计算机或数字终端，由信源发出而产生的基带信号都是数字信号，所以，这里所说的基带传输是一种数字传输。基带传输是很老的一种数据传输方式，目前在计算机网络中一般不用，一般用于工业生产中。
　　2、频带传输
　　数字信号经调制变换，成为能在公共电话线上传输的模拟信号（例如音频信号），然后模拟信号经传输媒体送到接收端后，再还原成原来信号，这种传输称为频带传输。频带传输实际上就是模拟传输。计算机网络系统的远程通信通常都为频带传输。在计算机网络数据的远距离传输上通常采用的是频带传输。
　　3、宽带传输
　　宽带是指比音频带宽更宽的频带，它包括大部分电磁波频谱。利用宽带进行的传输称为宽带传输，这样的系统称为宽带传输系统，宽带传输系统属于模拟信号传输系统，它能够在同一信道上进行数字信息和模拟信息服务，宽带传输系统可以容纳全部广播信号，并可进行高速数据传输。在局域网中，传输方式分基带传输和宽带传输。它们的区别在于：基带传输的信号主要是数字信号，宽带传输的是模拟信号，基带传输的速率为0—10Mb/s，其典型的数据传输速率为1—2.5Mb/s，宽带传输的数据传输速率范围为0—400Mb/s，通常使用的传输速率是5—10Mb/s。一个宽带信道还可以划分为多逻辑基带信道。宽带传输能把声音、图像和数据等信息综合到一个物理信道上进行传输。宽带传输采用的是频带传输技术，但频带传输不一定是宽带传输。当前我国的大多数网络数据都采用宽带传输。
　　（二）通信线路连接方式
　　计算机网络数据通信线路连接方式分为点对点和分支式两种连接方式。
　　1、点对点连接
　　点对点连接包括主计算机与用户终端直接连接和主计算机与主计算机直接连接两种方式。在连接过程中可以采用专用线路形成DTE——DTE之间的直接连接，也可以利用DCE进行连接。如两台配有无线网卡的电脑需要共享上网，在这种无线双机互联的情况下一般采用点对点连接的数据传输方式。

　2、分支式连接
　　分支式连接方式是用一条线路连接两个以上端点进行通信的方式。分支式连接又分集中式和非集中式两种。在分支式的集中式连接中存在一个控制站，系统中任何两个站之间的信息传输和交接都是在控制站的控制下进行的。在分支式的非集中式连接中，任意两个站之间可以不经控制站，而只是在控制站的监视下进行站与站之间的信息传输和交换。例如过去的寻呼机就采用这种通信方式，由于分支式网络连接方式存在网络安全问题，所以当前的网络数据基本上不采用这种方式。
　　（三）线路通信方式
　　计算机网络数据在通信线路上传输是有方向的，根据计算机网络数据数据在某一时间信息传输的方向和特点，线路通信方式可分为三种。
　　1、单工通信
　　单工通信传送的信息始终是一个方向的通信。在单工通信中，为了保证传送信息的正确性，需要进行差错控制。采用的具体方法是：在接收端确定信息正确或错误后，通过反向信道送出监测信号，因此，单工通信的线路一般是二线制。也就是说，单工通信存在两个信道，传输信息用的主信道和监测信息用的监测信道。例如，在网络中的GPS定位系统就属于单工通信。
　　2、半双工通信
　　在半双工通信中，通信信道的每一端可以是发送端，也可以是接收端；信息可由这一端传输到那一端，也可以由那一端传输到这一端。但在同一时刻里，信息只能有一个传输方向。在半双工通信方式中，信息流是轮流使用发送和接收装置的，传输监视信号可有两种方式。一种方式是在应答时转换传输信道；另一种方式是把主信道和监测信道分开设立，另设一个信道，供监测信号使用。计算机与终端之间的通信就是半双工通信。例如，部队利用网络使用的“步话机”就属于半双工通信。
　　3、全双工通信
　　全双工通信是在同一时刻可以进行这样的传输：一个信道传输信息向一个方向，而另一个信道传输信息向反方向。全双工通信系统的线路结构包括两个进行信息传输的信道和两个进行监测的信道，这样通信线路两端的发送、接收装置就能够同时发送和接收信息。若采用频分信道，则传输信道可分成高频群信道和低频群信道，这时就可以使用二线制。这种全双工通信方式适合计算机与计算机之间的通信。目前我们所使用的网卡一般都属于全双工通信。
　　4、并行数据传输
　　并行数据传输是在传输中有多个数据位同时在设备之间进行的传输。一个编了码的字符通常是由若干位二进制数表示。例如用ASCII码编码的符号是由8位二进制数表示的，则并行传输ASCII码编码符号就需要8个传输信道，使表示一个符号的所有数据位能同时沿着各自的信道并排传输。目前的移动网络通信业务一般都采用并行数据传输方式。
　　5、串行数据传输
　　串行数据传输足在传输中只有1个数据位在设备之间进行的传输。对任何一个由若干位二进制数表示的字符，串行传输都是用一个传输ASCII码的串行传输过程。与并行传输相比，串行传输的速度要慢得多，但费用低。计算机网络中各节点间的传输均采用串行传输方式。例如，网吧里的计算机网络数据一般采用串行数据传输方式。
　　（四）同步传输与异步传输
　　计算机网络数据从发送端到接收端必须保持双方步调一致，这就是同步。数据通信不仅需要同步，对数据接收端来说，数据还必须是可识别的。计算机网络数据传输同步的方法有两种：同步传输和异步传输。
　　1、同步传输
　　同步传输采用的是按位的同步技术，即位同步。同步传输中，字符之间有一个固定的时间间隔，这个间隔由数字时钟确定，因此，各字符没有起始位和停止位，同步传输包括外同步和白同步两种。同步传输的要求比较高，成本也高，随着科技的发展，将来的计算机网络应该都会采用这种传输方式。
　　2、异步传输
　　异步传输是一种很常用的传输方式。异步传输在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步传输的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低。当前我国的大部分民用网络都从业异步传输方式。
　　总之，计算机网络数据的传送方式对计算机网络的运行结果具有重要的作用。在信息化高速发展的时代背景下，充分了解计算机网络数据的传送方式，对推动计算机网络的发展具有重要意义。
　　参考文献
　　王永据.数据通信与联网技术.清华大学出版社， 2010.
　　王元亮，贾力.计算机网络通信与数据传输.云南科学技术出版社，2010.
　　金海月.计算机网络与数据通信.中国轻工业出版社，2009.
　　刘贤忠.数据通讯与网路原理.全欣资讯图书股份有限公司，1991.
　　作者简介：罗刚（19881—），男，湖北武汉人，硕士，毕业于中南民族大学计算机专业，现供职于空军预警学院，主要研究方向：计算机应用。