數(shù)字通信概論

1數(shù)字通信概論目錄contents數(shù)字通信基本概念數(shù)字信號(hào)傳輸原理數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字通信設(shè)備與器件數(shù)字通信應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)301數(shù)字通信基本概念0102定義數(shù)字通信是利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞信息的一種通信方式。它通過(guò)對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣、量化和編碼，將其轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)信道進(jìn)行傳輸。抗干擾能力強(qiáng)數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中受噪聲干擾影響較小，能保持較好的信號(hào)質(zhì)量。易于加密和差錯(cuò)控制數(shù)字信號(hào)易于進(jìn)行加密處理，且可采用差錯(cuò)控制技術(shù)提高傳輸可靠性。易于集成和處理數(shù)字信號(hào)與計(jì)算機(jī)等數(shù)字設(shè)備兼容性好，便于進(jìn)行信號(hào)處理和集成。傳輸效率高隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)的傳輸效率不斷提高，可實(shí)現(xiàn)高速、大容量的數(shù)據(jù)傳輸。030405數(shù)字通信定義與特點(diǎn)信源產(chǎn)生原始信息的設(shè)備或系統(tǒng)，如電話機(jī)、計(jì)算機(jī)等。信源編碼將原始信息轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)的過(guò)程，包括采樣、量化和編碼等步驟。信道傳輸數(shù)字信號(hào)的物理媒介，如電纜、光纖、無(wú)線電波等。信道編碼為增強(qiáng)數(shù)字信號(hào)在信道中的抗干擾能力和傳輸可靠性而進(jìn)行的編碼處理。解調(diào)與解碼在接收端對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼，還原出原始信息。信宿接收并處理還原后的信息的設(shè)備或系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)組成數(shù)字通信與模擬通信比較保密性數(shù)字通信易于進(jìn)行加密處理，保密性較好；而模擬通信保密性相對(duì)較差?？垢蓴_能力數(shù)字通信具有較強(qiáng)的抗干擾能力，而模擬通信受噪聲干擾影響較大。信號(hào)形式數(shù)字通信傳輸離散的數(shù)字信號(hào)，而模擬通信傳輸連續(xù)的模擬信號(hào)。設(shè)備兼容性數(shù)字通信與計(jì)算機(jī)等數(shù)字設(shè)備兼容性好，便于進(jìn)行信號(hào)處理和集成；而模擬通信需要專門(mén)的模擬設(shè)備進(jìn)行處理和傳輸。傳輸效率隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通信的傳輸效率不斷提高，已逐漸超越模擬通信。302數(shù)字信號(hào)傳輸原理將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合在信道中傳輸?shù)哪M信號(hào)的過(guò)程。調(diào)制方式包括振幅調(diào)制（AM）、頻率調(diào)制（FM）和相位調(diào)制（PM）。調(diào)制從已調(diào)制的模擬信號(hào)中恢復(fù)出原始數(shù)字信號(hào)的過(guò)程。解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程，通過(guò)特定的解調(diào)方法可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的還原。解調(diào)數(shù)字信號(hào)調(diào)制與解調(diào)信道編碼在數(shù)字通信中，為了提高傳輸?shù)目煽啃?，通常需要?duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼。信道編碼可以增加信號(hào)的冗余度，以便在接收端檢測(cè)和糾正傳輸過(guò)程中可能發(fā)生的錯(cuò)誤。常見(jiàn)的信道編碼方法有線性分組碼、卷積碼等。解碼在接收端，通過(guò)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼，可以還原出原始的數(shù)字信號(hào)。解碼過(guò)程需要根據(jù)所采用的信道編碼方法進(jìn)行相應(yīng)的處理，以實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤的檢測(cè)和糾正。信道編碼與解碼在數(shù)字通信中，為了檢測(cè)傳輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，通常采用檢錯(cuò)碼。檢錯(cuò)碼通過(guò)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)添加冗余信息，使得接收端能夠檢測(cè)出數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。常見(jiàn)的檢錯(cuò)碼有奇偶校驗(yàn)碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）等。檢錯(cuò)當(dāng)檢測(cè)出傳輸錯(cuò)誤時(shí)，糾錯(cuò)機(jī)制可以自動(dòng)或手動(dòng)地對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行糾正。糾錯(cuò)方法通常包括前向糾錯(cuò)（FEC）和自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ARQ）。前向糾錯(cuò)通過(guò)在接收端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以糾正錯(cuò)誤，而自動(dòng)重傳請(qǐng)求則要求發(fā)送端在接收到錯(cuò)誤指示后重新發(fā)送數(shù)據(jù)。糾錯(cuò)差錯(cuò)控制機(jī)制303數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

局域網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)是一種計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)，采用帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議，廣泛應(yīng)用于企業(yè)、學(xué)校等場(chǎng)所。無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)無(wú)線局域網(wǎng)利用無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，具有靈活性和移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)。虛擬局域網(wǎng)技術(shù)虛擬局域網(wǎng)是一種通過(guò)將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)段從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的技術(shù)。123幀中繼是一種高效的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，在廣域網(wǎng)上提供面向連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，具有高速、低延遲等特點(diǎn)。幀中繼技術(shù)ATM是一種面向單元的、面向連接的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，提供高速、可預(yù)測(cè)的服務(wù)質(zhì)量，適用于多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)葓?chǎng)景。ATM技術(shù)MPLS是一種多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)，將路由和交換技術(shù)結(jié)合起來(lái)，提供高速、靈活的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。MPLS技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)TCP/IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議，包括傳輸控制協(xié)議（TCP）和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP），提供可靠的、面向連接的和無(wú)連接的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。TCP/IP協(xié)議HTTP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最廣泛的協(xié)議之一，用于Web瀏覽器和Web服務(wù)器之間的通信，支持文本、圖像、音頻和視頻等多種數(shù)據(jù)類型。HTTP協(xié)議DNS是域名系統(tǒng)的縮寫(xiě)，用于將用戶輸入的網(wǎng)址解析為對(duì)應(yīng)的IP地址，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)址的訪問(wèn)。DNS技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)304數(shù)字通信設(shè)備與器件電話機(jī)傳真機(jī)計(jì)算機(jī)智能手機(jī)終端設(shè)備01020304將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。將圖像或文字信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)傳真網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。處理、存儲(chǔ)和傳輸數(shù)字信號(hào)的設(shè)備，可通過(guò)各種接口與其他數(shù)字通信設(shè)備連接。集成了電話、計(jì)算機(jī)和多媒體功能，可通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi進(jìn)行數(shù)字通信。傳輸設(shè)備利用光纖作為傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高速、遠(yuǎn)距離的數(shù)字信號(hào)傳輸。通過(guò)微波頻段進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的無(wú)線傳輸，適用于視距范圍內(nèi)的通信。利用衛(wèi)星作為中繼站，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的數(shù)字信號(hào)傳輸。利用電力線作為傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的室內(nèi)或短距離傳輸。光纖傳輸設(shè)備微波傳輸設(shè)備衛(wèi)星通信設(shè)備電力線通信設(shè)備程控交換機(jī)軟交換機(jī)ATM交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)交換設(shè)備通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的交換和路由選擇，適用于固定電話網(wǎng)絡(luò)。采用異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高速、寬帶的數(shù)字信號(hào)交換?；谲浖?shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的交換和路由選擇，適用于IP電話和多媒體通信?；谝蕴W(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)字信號(hào)的交換和路由選擇。305數(shù)字通信應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)數(shù)字通信技術(shù)使得移動(dòng)電話的語(yǔ)音通話質(zhì)量得到顯著提升，實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的通信。移動(dòng)電話VoIP通話衛(wèi)星電話通過(guò)數(shù)字化處理和互聯(lián)網(wǎng)傳輸，實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量的語(yǔ)音通話。利用衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)和全球范圍內(nèi)的語(yǔ)音通信。030201語(yǔ)音通話領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)字通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入的基礎(chǔ)，如DSL、光纖等?；ヂ?lián)網(wǎng)接入通過(guò)3G、4G、5G等移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備的高速數(shù)據(jù)傳輸。移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸數(shù)字通信技術(shù)使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地傳輸數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)字通信技術(shù)使得視頻會(huì)議成為可能，提高了遠(yuǎn)程協(xié)作的效率。視頻會(huì)議通過(guò)數(shù)字通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高清、流暢的網(wǎng)絡(luò)直播服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)直播數(shù)字通信技術(shù)使得遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控成為可能，提高了安全性和便利性。視頻監(jiān)控視頻傳輸領(lǐng)域應(yīng)用隨著5G技術(shù)的普及和未來(lái)通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通信的速度、質(zhì)量和覆蓋范圍將得到進(jìn)一步提升。5G及未來(lái)