通信網絡中數字電子技術應用的研究

龍志國

（中國電信股份有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430071）

0 引 言

加強通信網絡建設是提高信息時代生產生活便捷性的重要方式。該環節需要不斷開發和引進先進技術，保障通信信號安全、穩定、快速、準確傳播。通信網絡建設和發展過程中引入數字電子技術，可以實現對信號的數字化處理，為提高信息傳輸和應用質量提供幫助。因此，研究數字電子技術具有重要意義。

1 通信網絡的組成情況與特點

通信網絡中，任意2 個節點基于給定信道完成信息傳輸的過程就是通信，一般模型見圖1。該過程中，信源編碼保證了通信數字化，信道編碼和調制有效提升了信道的可靠性和通信適應性。

圖1 通信系統的一般模型

通信網絡是由多個通信信道共同組成的網絡類型，包括用戶通信終端、物理傳輸鏈路以及鏈路匯聚點。目前，通信網絡主要分為3 種類型，即有線網絡、無線網絡以及衛星網絡。一般情況下，通信網絡的拓撲結構會按照圖2 設計。第一，環型網。環型網將所有通信網絡設備以連續的環連接，無論是在信號發送傳遞方面還是系統故障方面，都有著“牽一發而動全身”的特點。第二，總線型網絡。該結構中，所有設備以高速網絡通信鏈路相連，能夠使設備保持單獨工作，但在2 個設備同時發送數據時會出現碰撞。第三，星型網。該類結構中設有中心設備，是實現點到點連接的基礎，在設備數量增減方面具有較高靈活性。

圖2 通信網絡的常見拓撲結構

我國一直高度重視信息基礎設施建設，建成了全球規模最大的光纖和移動寬帶網絡。2022 年，我國網民規模高達10.67 億，同比增長3 549 萬，互聯網普及率達到75.6%。同時，我國5G 基站開通數量躍居全球第一。截至2023 年5 月末，我國累計建成并開通284.4 萬個5G 基站，且所有地級市城區和縣城城區均已實現全面覆蓋。分析現有的通信網絡可以發現，通信網絡基于網絡（物理鏈路）實現孤立工作站/主機連接，構建了數據鏈路，并為資源共享與信息共通提供載體。利用通信網絡可以實現網絡通信，具有時效性強、傳播面廣、信息類型多樣、人機互動以及傳播形式多樣等特點。在通信網絡的輔助下，人與人的交流更加便捷緊密，人們的生產生活方式也發生了翻天覆地的變化。現階段，人們對通信網絡的依賴性極強。通信網絡建設水平和信息傳輸效率越高，越有利于社會發展。通信網絡建設和發展過程中，新技術不斷涌現，數字電子技術正是其中的代表。該技術在通信網絡中的廣泛應用，使得網絡的實用性大大增強。

2 數字電子技術的主要特點

高質量開展數據信息的獲取、傳輸以及應用，已經成為支撐現代社會通信的重要基礎，而數據信息管理提質增效勢在必行。為達到該目標，應當進一步加強通信網絡建設，基于先進技術構建功能強大的通信網絡，提升人們生產和生活的便捷性。數字電子技術被廣泛應用于通信網絡領域，為數據交換覆蓋面積擴展提供了有力支持，在優化通信水平和改善通信服務質量方面做出了突出貢獻[1]。通信網絡發展過程中，數字電子技術展現出了強大的應用優勢，主要在于抗干擾性和便于保存。

2.1 抗干擾性

目前，網絡信號主要以數字信號為載體，這是數字電子技術能夠隨著通信網絡普及而得到廣泛應用的根本原因。結合實踐可知，模擬信號的抗干擾能力略遜于數字信號，而基于數字電子技術可以將模擬信號轉換成數字信號。實踐過程中，運用數字電子技術能夠進一步提升信號加密算法與解密算法的豐富性，并降低信號傳輸時的風險，保證數據信息的安全性、準確性、真實性以及完整性[2]。

2.2 便于保存

數字電子技術具有便于保存的特點，能夠依靠簡單的運算程序實現信息轉化與信號數字化，完成信號加密運送和便捷保存。模擬信號種類較多且各類模擬信號區別明顯，儲存難度相對較高。與模擬信號相比，數字信號大多以二進制數碼表示，不僅方便計算機處理信號，也能簡化數字信息，便于儲存。

3 通信網絡中數字電子技術的應用價值

數字電子技術在通信網絡建設和發展過程中應用廣泛，可以滿足通信網絡構建、通信網絡數字信號轉換以及信息傳輸優化等需求。構建通信網絡的重點在于打造虛擬信息交互平臺。該平臺應以用戶為中心，能夠保證數據的安全性。該過程中，通信網絡中的數字電子技術擁有極強的實用性。從現實角度來看，有效應用數字電子技術十分必要。該技術的深度融入可以全面提升現代網絡信息技術的應用效果，切實改善通信網絡性能，同時提升社會主體信息共享效果和信息傳輸的時效性。數字電子技術的應用價值主要體現在以下幾個方面。

3.1 信號處理價值

通信網絡中，數字電子技術最主要的應用價值就是信號處理價值。數字電子技術內容繁雜，在應用過程中可以基于數字電路實現通信信號處理，完成模擬信號的加工轉換和數字信號的應用管理。

3.1.1 數字電路信號

依靠數字電子技術，可以高質量處理數字電路信號，不僅能夠實現信號轉化，還可以基于現實需求完成數字電路信號的針對性處理。利用數字電子技術處理數字電路信號的過程中，信號需經過2 次轉化。第一次轉化的重點是將原始信號轉換為數字信號，第二次轉化則是將數字信號轉換成模擬信號，最終以實際需求為導向輸出信號[3-5]。數字電子技術的有效應用不僅能夠使數字電路信號得到高效處理，而且促進了信號優化過程，使該過程具有更強的持續性與抗干擾性。

3.1.2 通信網絡信號

通信網絡中，數字電子技術可以用于處理通信網絡信號，且應當強調二進制編碼的有效應用。一般情況下，信息傳輸過程采用“模擬信號+數字信號”的方式，導致通信網絡信號處理面臨較大難題。但是，在數字電子技術應用環節，可將模擬信號轉換為數字信號，基于二進制編碼的高效應用，提高信號處理水平。網絡信號中，二進制信號占據主體地位，基于二進制邏輯運算方式加密通信網絡信號，不僅能夠提高信息傳遞效率，而且可以充分滿足計算機聯網需求。同時，利用二進制表示數字信號，可以減少信號儲存空間，提升信號保存和應用的效率。

3.2 推動信號數字化

通信網絡中，數字電子技術的應用價值還體現在信號數字化處理方面。信號的數字化處理本質上并非信號轉換，是通信網絡系統運行的關鍵性步驟。在技術應用環節，需要關注數字信號的特點，強調處理流程的完整性。現階段，通信網絡中基于數字電子技術的信號數字化處理的步驟如圖3 所示。

圖3 模擬信號數字化處理過程

（1）采樣。傳輸信號的過程中，離散化處理能夠保證模擬信號逐漸分散。

（2）量化。該環節首先需要按照提前打亂的方式使信號無法連續取值，其次將取值量化為多個離散值，最后將連續取值轉化為分散取值。

（3）編碼。該環節需要實現文字和數字的整合編碼，基于科學方法保障編碼質量，從而實現數據信息到數字信號流的轉化。

在數字電子技術的支持下，信號數字化處理為信息的高效傳播提供了保障。數字信號的離散性主要表現在幅度設置方面，而信號的波動范圍具有固定性強且存在區域限制的特點。信號數字化處理環節必須切實發揮數字電子技術的傳輸質量保障作用和信息的傳播性拓展功能，使用戶高效獲取優質內容，實現信息的精準傳遞。基于數字電子技術可以真正做到信息數字化，依靠編碼處理將復雜的信息拆解成為保密的數字信號。此外，該技術可以豐富拓展信息傳輸渠道，通過設置多個渠道降低信號干擾。

3.3 加速信號傳輸

互聯網時代，信息是最重要的資源。信息的高效運用不僅與信息處理水平密切相關，還與信息傳輸效率關系緊密。隨著信息處理效率的逐漸提高，傳統計算機邏輯運算方式的適應性持續下降，促使數字邏輯運算應運而生，為進一步提高信息處理的質量、效率和安全性奠定了堅實基礎。通信網絡中，數字電子技術具有加速信號傳輸的功能，可以全面增強信號傳輸的高效性、安全性以及可靠性。實際應用過程中，通信網絡中的數字信號能夠以更加高效和便捷的方式傳輸，而且信號攜帶的數據信息更加豐富，能夠保證信息的完整性和傳輸穩定性。利用數字電子技術可以打造信息通信系統，通過與網絡通信設備的科學組合，保障數據高效傳輸。數字電子技術在通信網絡信號傳輸方面的應用價值還表現在安全性保障方面，即數字信號的加密處理。依靠編碼解碼技術，能夠實現信號安全傳輸，為保護用戶的經濟財產安全提供有力支持。對于通信網絡使用者而言，數字電子技術的加入使通信網絡整體安全性大增，能夠減輕信息泄露或丟失對用戶造成的損失，增加人們對通信網絡的認可度和信賴度。數字電子技術應用過程中，基于二進制算法的信號轉換方法從根本上降低了信號失真的概率，切實保障了信號傳輸的安全性與信息傳遞的可靠性。

4 結 論

基于數字電子技術的快速發展，分析其在通信網絡中的應用優勢。數字電子技術具有抗干擾和便于保存的特點，同時具有極為強大的信號處理優勢，可以為信息傳輸應用提供有力支持。將數字電子技術應用到通信網絡中，可以依靠其技術優勢提高信號處理的質量，對于推動信號數字化和提升信號傳輸速度具有重要價值。