现代通信技术基础是信息技术领域的重要组成部分,它涵盖了通信网络、信号传输、编码解码、信道复用以及数字交换等多个核心概念。以下是对这些知识点的详细解析:
1. **通信网的基本结构**:
- 网状网络:每个节点都可以与其他所有节点直接相连,提供多条路径选择,增强了网络的可靠性。
- 星状网络:一个中心节点连接所有其他节点,易于管理和维护,但中心节点故障可能导致全网瘫痪。
- 树状网络:类似于星状网络的扩展,有层次结构,便于管理大型网络。
- 环状网络:数据沿环状结构单向传输,增加网络的容错能力。
- 总线型网络:所有设备共享一条主传输线,简单经济,但易受干扰。
2. **通信传输技术**:
- 模拟信号的数字传输:将连续的模拟信号转换成离散的数字信号,便于处理和传输。
- 抽样定理:确保在不失真恢复原始信号的前提下,抽样频率至少是信号最高频率的两倍。
- 非均匀量化:根据信号的动态范围采用不同大小的量化间隔,提高编码效率。
- PCM(脉冲编码调制):模拟信号经过采样、量化和编码,转换为数字信号的过程。
3. **编码与解码**:
- 极性码、段内码和段落码用于区分信号的正负、段内信息和段间信息。
- 信源编码:包括定长码、非定长码、奇异码和唯一可译码,即时码满足克拉夫特不等式,能立即解码。
- 编码效率衡量了平均码长与信息传输速率的关系,霍夫曼编码是其中一种高效编码方式。
4. **数字调制技术**:
- BPSK(二进制相移键控)、FSK(二进制频移键控)、ASK(二进制幅移键控)是基本的数字调制方式,基于正弦波载波的调制。
- 多进制调制如QPSK、MFSK等提高了频谱效率。
- 脉冲调制和角度调制是模拟调制方式,如DPSK、2PSK、2FSK、2ASK等。
5. **基带信号波形**:
- 单极性和双极性的不归零(NRZ)波形,归零(RZ)波形,差分波形和多值(多电平)波形是基带信号的主要表示形式。
6. **PCM编码**:
- PCM是一种量化过程,通过量化间隔将模拟信号分为多个等级,对应不同的数字值。
7. **信道与信道复用**:
- 信道是信息传输的物理路径,如无线信道、光纤、同轴电缆等。
- 信道复用技术包括时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、码分复用(CDM)和正交频分复用(OFDM)。
- TDM允许不同信号在时间上分割信道,FDM则是在频率上分割,CDM通过地址码区分,OFDM将信号调制到不同频率的子载波上。
8. **数字交换技术**:
- 电路交换通过建立物理连接传输数据,实时性强,但资源利用率低。
- 数字交换网络由交叉点矩阵、接线器和控制存储器等组成,采用存储转发的方式提高交换效率。
- SDH(同步数字系列)和PDH(准同步数字系列)是两种数字复接技术,SDH在全球范围内广泛应用,提供灵活的复用和同步机制。
以上是现代通信技术基础的关键知识点,包括网络结构、信号处理、编码解码、调制技术、信道复用和数字交换等内容,这些知识构成了现代通信系统的基础。在期末复习时,需要深入理解和掌握这些概念及其应用。