通信网络中数字电子技术应用的研究

2023-09-02龙志国

通信电源技术 2023年14期

龙志国

（中国电信股份有限公司武汉分公司，湖北武汉 430071）

0 引言

加强通信网络建设是提高信息时代生产生活便捷性的重要方式。该环节需要不断开发和引进先进技术，保障通信信号安全、稳定、快速、准确传播。通信网络建设和发展过程中引入数字电子技术，可以实现对信号的数字化处理，为提高信息传输和应用质量提供帮助。因此，研究数字电子技术具有重要意义。

1 通信网络的组成情况与特点

通信网络中，任意2 个节点基于给定信道完成信息传输的过程就是通信，一般模型见图1。该过程中，信源编码保证了通信数字化，信道编码和调制有效提升了信道的可靠性和通信适应性。

图1 通信系统的一般模型

通信网络是由多个通信信道共同组成的网络类型，包括用户通信终端、物理传输链路以及链路汇聚点。目前，通信网络主要分为3 种类型，即有线网络、无线网络以及卫星网络。一般情况下，通信网络的拓扑结构会按照图2 设计。第一，环型网。环型网将所有通信网络设备以连续的环连接，无论是在信号发送传递方面还是系统故障方面，都有着“牵一发而动全身”的特点。第二，总线型网络。该结构中，所有设备以高速网络通信链路相连，能够使设备保持单独工作，但在2 个设备同时发送数据时会出现碰撞。第三，星型网。该类结构中设有中心设备，是实现点到点连接的基础，在设备数量增减方面具有较高灵活性。

图2 通信网络的常见拓扑结构

我国一直高度重视信息基础设施建设，建成了全球规模最大的光纤和移动宽带网络。2022 年，我国网民规模高达10.67 亿，同比增长3 549 万，互联网普及率达到75.6%。同时，我国5G 基站开通数量跃居全球第一。截至2023 年5 月末，我国累计建成并开通284.4 万个5G 基站，且所有地级市城区和县城城区均已实现全面覆盖。分析现有的通信网络可以发现，通信网络基于网络（物理链路）实现孤立工作站/主机连接，构建了数据链路，并为资源共享与信息共通提供载体。利用通信网络可以实现网络通信，具有时效性强、传播面广、信息类型多样、人机互动以及传播形式多样等特点。在通信网络的辅助下，人与人的交流更加便捷紧密，人们的生产生活方式也发生了翻天覆地的变化。现阶段，人们对通信网络的依赖性极强。通信网络建设水平和信息传输效率越高，越有利于社会发展。通信网络建设和发展过程中，新技术不断涌现，数字电子技术正是其中的代表。该技术在通信网络中的广泛应用，使得网络的实用性大大增强。

2 数字电子技术的主要特点

高质量开展数据信息的获取、传输以及应用，已经成为支撑现代社会通信的重要基础，而数据信息管理提质增效势在必行。为达到该目标，应当进一步加强通信网络建设，基于先进技术构建功能强大的通信网络，提升人们生产和生活的便捷性。数字电子技术被广泛应用于通信网络领域，为数据交换覆盖面积扩展提供了有力支持，在优化通信水平和改善通信服务质量方面做出了突出贡献[1]。通信网络发展过程中，数字电子技术展现出了强大的应用优势，主要在于抗干扰性和便于保存。

2.1 抗干扰性

目前，网络信号主要以数字信号为载体，这是数字电子技术能够随着通信网络普及而得到广泛应用的根本原因。结合实践可知，模拟信号的抗干扰能力略逊于数字信号，而基于数字电子技术可以将模拟信号转换成数字信号。实践过程中，运用数字电子技术能够进一步提升信号加密算法与解密算法的丰富性，并降低信号传输时的风险，保证数据信息的安全性、准确性、真实性以及完整性[2]。

2.2 便于保存

数字电子技术具有便于保存的特点，能够依靠简单的运算程序实现信息转化与信号数字化，完成信号加密运送和便捷保存。模拟信号种类较多且各类模拟信号区别明显，储存难度相对较高。与模拟信号相比，数字信号大多以二进制数码表示，不仅方便计算机处理信号，也能简化数字信息，便于储存。

3 通信网络中数字电子技术的应用价值

数字电子技术在通信网络建设和发展过程中应用广泛，可以满足通信网络构建、通信网络数字信号转换以及信息传输优化等需求。构建通信网络的重点在于打造虚拟信息交互平台。该平台应以用户为中心，能够保证数据的安全性。该过程中，通信网络中的数字电子技术拥有极强的实用性。从现实角度来看，有效应用数字电子技术十分必要。该技术的深度融入可以全面提升现代网络信息技术的应用效果，切实改善通信网络性能，同时提升社会主体信息共享效果和信息传输的时效性。数字电子技术的应用价值主要体现在以下几个方面。

3.1 信号处理价值

通信网络中，数字电子技术最主要的应用价值就是信号处理价值。数字电子技术内容繁杂，在应用过程中可以基于数字电路实现通信信号处理，完成模拟信号的加工转换和数字信号的应用管理。

3.1.1 数字电路信号

依靠数字电子技术，可以高质量处理数字电路信号，不仅能够实现信号转化，还可以基于现实需求完成数字电路信号的针对性处理。利用数字电子技术处理数字电路信号的过程中，信号需经过2 次转化。第一次转化的重点是将原始信号转换为数字信号，第二次转化则是将数字信号转换成模拟信号，最终以实际需求为导向输出信号[3-5]。数字电子技术的有效应用不仅能够使数字电路信号得到高效处理，而且促进了信号优化过程，使该过程具有更强的持续性与抗干扰性。

3.1.2 通信网络信号

通信网络中，数字电子技术可以用于处理通信网络信号，且应当强调二进制编码的有效应用。一般情况下，信息传输过程采用“模拟信号+数字信号”的方式，导致通信网络信号处理面临较大难题。但是，在数字电子技术应用环节，可将模拟信号转换为数字信号，基于二进制编码的高效应用，提高信号处理水平。网络信号中，二进制信号占据主体地位，基于二进制逻辑运算方式加密通信网络信号，不仅能够提高信息传递效率，而且可以充分满足计算机联网需求。同时，利用二进制表示数字信号，可以减少信号储存空间，提升信号保存和应用的效率。

3.2 推动信号数字化

通信网络中，数字电子技术的应用价值还体现在信号数字化处理方面。信号的数字化处理本质上并非信号转换，是通信网络系统运行的关键性步骤。在技术应用环节，需要关注数字信号的特点，强调处理流程的完整性。现阶段，通信网络中基于数字电子技术的信号数字化处理的步骤如图3 所示。

图3 模拟信号数字化处理过程

（1）采样。传输信号的过程中，离散化处理能够保证模拟信号逐渐分散。

（2）量化。该环节首先需要按照提前打乱的方式使信号无法连续取值，其次将取值量化为多个离散值，最后将连续取值转化为分散取值。

（3）编码。该环节需要实现文字和数字的整合编码，基于科学方法保障编码质量，从而实现数据信息到数字信号流的转化。

在数字电子技术的支持下，信号数字化处理为信息的高效传播提供了保障。数字信号的离散性主要表现在幅度设置方面，而信号的波动范围具有固定性强且存在区域限制的特点。信号数字化处理环节必须切实发挥数字电子技术的传输质量保障作用和信息的传播性拓展功能，使用户高效获取优质内容，实现信息的精准传递。基于数字电子技术可以真正做到信息数字化，依靠编码处理将复杂的信息拆解成为保密的数字信号。此外，该技术可以丰富拓展信息传输渠道，通过设置多个渠道降低信号干扰。

3.3 加速信号传输

互联网时代，信息是最重要的资源。信息的高效运用不仅与信息处理水平密切相关，还与信息传输效率关系紧密。随着信息处理效率的逐渐提高，传统计算机逻辑运算方式的适应性持续下降，促使数字逻辑运算应运而生，为进一步提高信息处理的质量、效率和安全性奠定了坚实基础。通信网络中，数字电子技术具有加速信号传输的功能，可以全面增强信号传输的高效性、安全性以及可靠性。实际应用过程中，通信网络中的数字信号能够以更加高效和便捷的方式传输，而且信号携带的数据信息更加丰富，能够保证信息的完整性和传输稳定性。利用数字电子技术可以打造信息通信系统，通过与网络通信设备的科学组合，保障数据高效传输。数字电子技术在通信网络信号传输方面的应用价值还表现在安全性保障方面，即数字信号的加密处理。依靠编码解码技术，能够实现信号安全传输，为保护用户的经济财产安全提供有力支持。对于通信网络使用者而言，数字电子技术的加入使通信网络整体安全性大增，能够减轻信息泄露或丢失对用户造成的损失，增加人们对通信网络的认可度和信赖度。数字电子技术应用过程中，基于二进制算法的信号转换方法从根本上降低了信号失真的概率，切实保障了信号传输的安全性与信息传递的可靠性。