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常见的数据通信方式 你知道哪几种?

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。

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好的,常见的数据通信方式可以从不同的角度进行分类。以下是一些主要的分类方式及其常见类型:

一、 按数据传输方向分类(主要针对两点间通信)

  1. 单工通信:

    • 数据只能在一个方向传输(固定方向)。
    • 一方只能是发送方,另一方只能是接收方。
    • 举例: 传统电视广播(电视台发送,观众接收)、传统的键盘到计算机输入。
  2. 半双工通信:

    • 数据可以双向传输,但不能同时进行(同一时间点,只有一个方向在传输)。
    • 双方都可以作为发送方和接收方,但需要轮流进行。
    • 举例: 对讲机、早期以太网(共享介质)、某些点对点无线通信。
  3. 全双工通信:

    • 数据可以同时在两个方向上传输。
    • 双方可以同时发送和接收数据。
    • 通常需要物理上的独立通道或采用复用技术(如频分复用FDM、时分复用TDM)在一个物理通道上实现双向并发。
    • 举例: 电话通话、现代以太网(使用双绞线或光纤实现发送/接收分离)、移动通信(4G/5G)。

二、 按数据传输的同步方式分类

  1. 同步传输:

    • 发送和接收双方由一个精确的时钟信号控制同步。
    • 数据以连续的块或帧形式传输,块之间有固定的时间间隔或使用特定的同步字符/模式标识块边界。
    • 传输效率高,适合高速、大容量数据传输。
    • 举例: 大多数网络通信(如以太网帧)、数字电视信号传输、同步光纤网络(SONET/SDH)。
  2. 异步传输:

    • 数据以单个字符字节为单位传输。
    • 每个字符/字节前后都有额外的控制信息:起始位(标识字符开始)和停止位(标识字符结束),有时有校验位。
    • 不需要双方严格的时钟同步(时钟独立),每个字符独立计时。
    • 传输效率相对较低(因为有额外的控制位),但简单可靠,适应性强。
    • 举例: 传统的串口通信(如RS-232)、老式的调制解调器拨号上网、键盘鼠标接口。

三、 按信号传输媒介分类(物理层)

  1. 有线通信:

    • 双绞线: 最常见的局域网线缆,成本低,安装方便(如Cat5e, Cat6以太网线)。
    • 同轴电缆: 抗干扰能力较强,主要用于有线电视网络、早期以太网。
    • 光纤: 利用光在玻璃或塑料纤维中传输信号,带宽极大,抗电磁干扰极强,传输距离远,是骨干网络的主流(单模光纤用于长距离,多模光纤用于短距离)。
    • 电力线通信: 利用现有电力线传输数据信号(如PLC)。
  2. 无线通信:

    • 无线电波:
      • 地面微波: 点对点长距离传输(需要中继站)。
      • 卫星通信: 覆盖范围极广(广播、电视、互联网接入、GPS)。
      • 移动通信: 蜂窝网络(2G/3G/4G/5G)、Wi-Fi(基于IEEE 802.11标准)、蓝牙、Zigbee、LoRa、NFC等。
      • 广播(AM/FM): 音频广播。
    • 红外线: 短距离点对点通信(如老式电视遥控器、设备间文件传输)。
    • 激光通信: 点对点高带宽无线通信(通常需要视距,受天气影响大)。

四、 按网络连接拓扑分类(多点间通信)

  1. 点对点连接: 两台设备之间直接建立专用物理链路(如串口直连、租用线路)。
  2. 点对多点连接: 一台中心设备与多个设备通信(如传统以太网Hub、无线接入点)。数据可能广播给所有设备(广播域)或通过地址指定接收者。
  3. 多点对多点连接: 所有设备互连在一个共享媒介上(如早期总线型以太网、Mesh无线网络),设备可以直接互相通信。

五、 按数据传输技术/交换方式分类(网络层)

  1. 电路交换: 在通信前建立一条专用的物理连接(电路)。整个通信期间连接一直独占,即使不传输数据也占用资源。数据传输延迟低且固定。
    • 举例: 传统电话网络(PSTN)。
  2. 报文交换: 将整个数据块(报文)作为一个整体,在每个中间节点存储,等线路空闲时再转发(存储-转发)。不需要预先建立连接。
    • 举例: 历史上用过,现在较少见,概念是分组交换的基础。
  3. 分组交换:
    • 将大数据块分割成较小的、固定或可变长度的数据分组
    • 每个分组独立传输,携带源和目的地址,通过“存储-转发”方式在网络中路由。
    • 特点:
      • 提高了线路利用率(统计复用)。
      • 传输灵活,可靠性高(分组可选择不同路径)。
      • 更适合突发性数据流(如互联网流量)。
    • 类型:
      • 数据报: 每个分组独立选路,不保证顺序到达(如IP)。
      • 虚电路: 通信前建立逻辑连接(虚电路),分组沿同一路径传输,保证顺序(如Frame Relay, ATM, MPLS)。
    • 举例: 几乎所有现代计算机网络,包括互联网的基础(IP协议)。

六、 其他常见通信方式概念

七、 按OSI模型/协议层间通信分类

需要注意的是,这些分类不是互斥的。一次实际的通信过程通常会结合多种方式。例如:

选择哪种通信方式取决于具体的应用需求,如成本、速度、距离、移动性、可靠性、延迟等。

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