數(shù)字電子技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究

沈 敏

（中通服網(wǎng)盈科技有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

數(shù)字電子技術(shù)作為通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一，在通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著重要作用，具有傳輸安全性好、抗干擾性強(qiáng)、設(shè)備集成化等優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。但就目前許多通信企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用情況來看，仍存在著諸多不足，阻礙了數(shù)字電子技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。因此，針對(duì)出現(xiàn)的問題，結(jié)合發(fā)展需求，制定科學(xué)的應(yīng)用對(duì)策成為許多企業(yè)的重點(diǎn)工作方向。

數(shù)字電子技術(shù)是一種通過采樣、量化、編碼等步驟，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的技術(shù)。其基本原理是對(duì)數(shù)字信號(hào)的表示和處理，主要包括數(shù)字電路基礎(chǔ)、邏輯門電路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。數(shù)字電路是處理離散二進(jìn)制信號(hào)的電路，通常情況下表示為0 和1，基本組成元件有二極管、晶體管等，可實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能；邏輯門電路屬于數(shù)字電路基礎(chǔ)中的基本單元，如與門、非門、或門等，通過不同的組合和擴(kuò)展，可有效實(shí)現(xiàn)基本的邏輯運(yùn)算；數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及到整體規(guī)劃、算法實(shí)現(xiàn)、模塊設(shè)計(jì)等方面，需要按照一定的原則和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以提升系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性。目前，數(shù)字電子技術(shù)已被應(yīng)用于語(yǔ)音通信、數(shù)據(jù)傳輸、視頻會(huì)議等通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，改變了人們的生活方式，也給人們的工作和學(xué)習(xí)帶來了無限的創(chuàng)新空間[1]。

1 數(shù)字電子技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

目前，在通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)字電子技術(shù)已成為必不可少的一部分，極大地推動(dòng)了通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的不斷發(fā)展和進(jìn)步，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn)。

第一，提高了傳輸效率。數(shù)字電子技術(shù)可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有離散特征的數(shù)字信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行編碼、調(diào)制與解調(diào)等操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確處理，從而有效提升數(shù)字通信方式的穩(wěn)定性和可靠性。

第二，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備集成化和微型化。在數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用下，提高了信息傳輸、交換、存儲(chǔ)等操作的便捷性。在此過程中，使用的設(shè)備大多可實(shí)現(xiàn)集成化和微型化，使通信網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備更加便攜和高效。這有助于減少信息容量、設(shè)備運(yùn)行功率和空間占用率，使通信設(shè)備向更低能耗、更高性能、更小體積的方向發(fā)展。

第三，提升了信息安全性。數(shù)字電子技術(shù)可對(duì)信號(hào)進(jìn)行加密和解密。因此，將數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用到通信網(wǎng)絡(luò)中，將極大提高信息傳輸?shù)陌踩耘c可靠性。同時(shí)，在保護(hù)用戶隱私和商業(yè)機(jī)密方面發(fā)揮著重要價(jià)值，降低了信息竊取、信息篡改等不良事件發(fā)生的概率。

第四，實(shí)現(xiàn)了通信網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。在通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)字電子技術(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)的接口與協(xié)議，極大地提升了不同設(shè)備間的連接便捷性，且可依據(jù)實(shí)際需求增加新的功能和設(shè)備。此外，數(shù)字信號(hào)傳輸不受傳輸距離的限制，可覆蓋更廣闊的區(qū)域，更好地為用戶提供便捷服務(wù)[2]。

2 數(shù)字電子技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用類型

2.1 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是通信網(wǎng)絡(luò)中常用的技術(shù)類型，主要采用數(shù)字電子技術(shù)對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行采樣、量化、編碼、解碼以及濾波等處理，旨在實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速處理和傳輸。該過程的實(shí)現(xiàn)主要借助于數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor，DSP），具體如圖1所示。

圖1 DSP 運(yùn)作流程

在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)中，采樣技術(shù)可將連續(xù)時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散時(shí)間信號(hào)，同時(shí)在量化過程中，離散的時(shí)間信號(hào)可被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；編碼技術(shù)可適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)的傳輸格式；解碼技術(shù)的作用是將接收到的數(shù)字信號(hào)還原為原始的信號(hào)，并通過濾波技術(shù)，去除信號(hào)中的噪聲和干擾，以呈現(xiàn)更加清晰的通信網(wǎng)絡(luò)信息，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)通信過程中，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電話系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等領(lǐng)域，有效提高了通信系統(tǒng)的傳輸容量與數(shù)據(jù)傳輸速度[3]。

2.2 數(shù)字電路技術(shù)

數(shù)字電路技術(shù)是一種采用嵌入式設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）等編寫需要的程序邏輯，實(shí)現(xiàn)具有數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)字邏輯運(yùn)算等功能的電路技術(shù)。在通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)字電路技術(shù)廣泛應(yīng)用于信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)、邏輯運(yùn)算與控制等方面，具有高精度、高速度、高可靠性等特征，不僅提高了通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的處理與數(shù)據(jù)傳輸速度，還能夠保障通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，對(duì)提升通信網(wǎng)絡(luò)的使用性能具有重要作用。

2.3 數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)

數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)包括數(shù)字信號(hào)生成、傳輸和接收技術(shù)、數(shù)字復(fù)用技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等。可以對(duì)特定頻率的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣處理，并將其轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字信號(hào)，然后通過量化將信號(hào)幅值映射為離散的數(shù)字值，為進(jìn)一步的信號(hào)處理奠定基礎(chǔ)。還可采用各種傳輸協(xié)議、通信協(xié)議、差錯(cuò)控制技術(shù)以及糾錯(cuò)編碼技術(shù)等，以提升通信網(wǎng)絡(luò)的性能和穩(wěn)定性，降低傳輸與接收過程中出現(xiàn)誤碼率的風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)字復(fù)用技術(shù)可將多個(gè)數(shù)字信號(hào)合并為一個(gè)數(shù)字信號(hào)，達(dá)到多路復(fù)用的目的，以提高通信系統(tǒng)的傳輸容量和數(shù)據(jù)傳輸速度[4]。

2.4 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)

在通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化的技術(shù)，旨在獲取適合在模擬信道或數(shù)字信道中傳輸?shù)男盘?hào)，目前已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、衛(wèi)星通信、光纖通信等各種通信設(shè)備和系統(tǒng)，具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在通信網(wǎng)絡(luò)中，通過數(shù)字調(diào)制方式可將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以便在模擬信道中傳輸。相反，解調(diào)技術(shù)則可將接收到的模擬信號(hào)還原為原始的數(shù)字信號(hào)，從而達(dá)到準(zhǔn)確解碼和還原數(shù)字信號(hào)的目的。數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)具有高速度、高可靠性、高安全性等優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，不僅能實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸與處理，還能有效提升通信網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性。

2.5 數(shù)字信號(hào)編解碼技術(shù)

數(shù)字信號(hào)編解碼技術(shù)通過對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，可以增強(qiáng)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤冗余性，檢測(cè)并糾正數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。在數(shù)字信號(hào)的編碼過程中，數(shù)字電子技術(shù)可將原始數(shù)據(jù)或原始信息轉(zhuǎn)換成適合傳輸?shù)木幋a格式，而編碼格式的選擇主要由通信網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議與通信協(xié)議決定。數(shù)字信號(hào)的解碼過程與編碼過程相反，是將接收到的數(shù)字信號(hào)還原成原始數(shù)據(jù)或原始信息。采用數(shù)字信號(hào)編解碼技術(shù)，一方面可實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)傳輸與處理，降低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面能提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量與效率，提高通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性[5]。

3 數(shù)字電子技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用策略

3.1 優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提升通信網(wǎng)絡(luò)整體性能

在通信網(wǎng)絡(luò)中，分層架構(gòu)是一種常見的設(shè)計(jì)方式。相關(guān)企業(yè)可進(jìn)一步優(yōu)化其設(shè)計(jì)，提升接入層、核心層、匯聚層等層次之間的協(xié)調(diào)與聯(lián)系，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和運(yùn)行維護(hù)成本。同時(shí)，可采用模塊化設(shè)計(jì)，明確通信網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)功能模塊的任務(wù)，以提升系統(tǒng)的可擴(kuò)展性與可維護(hù)性。此外，負(fù)載均衡也是優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常用手段之一。通過將流量分散到多個(gè)設(shè)備或服務(wù)器上，可以降低數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用中出現(xiàn)單點(diǎn)故障與性能瓶頸的概率，以提高網(wǎng)絡(luò)的可用性。

3.2 加強(qiáng)信號(hào)處理能力，保障通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性

首先，可采用先進(jìn)的信息處理算法，提升信號(hào)處理的精度與效率，降低信號(hào)失真與干擾的概率，從而提升信號(hào)的傳輸質(zhì)量與穩(wěn)定性。其次，提高信號(hào)采樣率。在數(shù)字信號(hào)處理過程中，采樣和量化是關(guān)鍵步驟，因此需要對(duì)這兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，如采用高采樣率的信號(hào)采集設(shè)備，提高信號(hào)的準(zhǔn)確性，幫助企業(yè)獲取更準(zhǔn)確的信號(hào)數(shù)據(jù)。最后，引入先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)。在通信技術(shù)不斷發(fā)展的趨勢(shì)下，信號(hào)處理技術(shù)也在不斷更新升級(jí)，通過引入小波變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，能有效提升信號(hào)處理效果[6]。

3.3 強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)管理，確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備高效運(yùn)行

企業(yè)可制定完備的設(shè)備維護(hù)管理制度，明確設(shè)備維護(hù)的責(zé)任和流程，以確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。同時(shí)，深入分析潛在問題，建立應(yīng)急預(yù)案，實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件的高效處理，確保通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，相關(guān)企業(yè)還需加強(qiáng)對(duì)設(shè)備維修人員的培訓(xùn)與管理，逐步提升其專業(yè)素養(yǎng)與技能，更好地開展設(shè)備維護(hù)工作。

3.4 重視網(wǎng)絡(luò)安全管理，提高通信網(wǎng)絡(luò)安全性

建立并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)安全體系是提升網(wǎng)絡(luò)安全性的基礎(chǔ)，而加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研發(fā)是提高通信網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力的重要手段。此外，相關(guān)企業(yè)還需定期開展安全檢查和漏洞掃描工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)潛在的安全問題。

4 結(jié) 論

數(shù)字電子技術(shù)已成為通信網(wǎng)絡(luò)中的核心組成部分，數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字電路設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)燃夹g(shù)類型均具備獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在將數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用到通信網(wǎng)絡(luò)的過程中，相關(guān)企業(yè)需依據(jù)實(shí)際情況，不斷優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高通信網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)處理能力，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)設(shè)備的維護(hù)管理，并提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全管理的重視程度，以逐步提高通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率與傳輸質(zhì)量，更好地滿足人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯耐ㄐ判枨螅龠M(jìn)信息技術(shù)領(lǐng)域的高效可持續(xù)發(fā)展。