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【摘要】隨著科學技術的不斷更新，計算機通信網絡已經成為了人們生活中必不可少的元素，但隨著各方面需求的不斷增長，對于通信網絡的功能要求也越來越高，各種先進技術的研發極大地改善了當前的社會生活方式，其中數字電子技術的使用已經在社會中引起了極大的反響。本文主要對數字電子技術各方面的內容進行論述，并明確現代通訊網絡的特點，然后在此基礎上對通訊網絡中數字電子技術的應用進行深入的分析和研究。
【關鍵詞】數字電子技術;通信網絡;應用
引言
數字電子技術的發展帶動著計算機網絡的快速運轉，通信網絡的大范圍使用，使得當代的信息傳輸更加具有時效性，兩種技術之間的相互滲透使用極大地方便了人們日常生活的溝通交流，“數字化”信息處理的手段，很好的詮釋了數字電路的優越性，模擬信號和數字信號之間的高效轉換，提升了人們獲取信息的技術手段，保障了網絡中各種信息的高效傳輸，打破了空間距離的交流障礙，為新時期信息時代的進一步發展帶來了最大的推動作用。
一、關于數字電子技術
1.1數字電子技術的含義
數字電子技術所研究的范圍涉及面廣，內容多，從簡單的集成芯片電路到時序電路的設計分析，以及邏輯門電路的設計使用等，都跟數字電子技術有著密不可分的聯系。隨著電子計算機技術的不斷發展與革新，用數字電路對于各種通訊信號進行處理極大的簡化了算法程序，它可以對各種模擬信號進行數字信號的轉換操作，在數字電路中進行分析加工后再按照實際需要轉換回相應的模擬信號，簡單化的數字分析過程使得數字電子技術在整個信息網絡領域占據了極大的優勢，因此將其與通信網絡相結合，更進一步加快了通信領域的各種信息處理。
1.2數字電子技術的優勢
1.2.1抗干擾能力強
將模擬信號轉化成數字信號，只對數字量信息做分析處理，可以極大的減少模擬信號在傳輸過程中可能出現的信息數據丟失現象，并且使用數字電子技術對通訊信息進行傳輸，可以打破距離上的空間障礙進行高效率的工作，并且能有效地減少外界各種客觀因素對于信息傳輸的干擾，保證了信息傳輸的準確性。因此數字電子技術在與其他信息技術相比之下具有極大的抗干擾能力。
1.2.2存儲簡便安全
模擬信號經常具有各種不同類別的特性，而數字信號往往是在最簡單的二進制轉換下進行處理的，可視化的數學運算使得數字信號的分析變得更加簡潔化，對數據的存儲操作也變得更加方便。程序軟件的使用也使得信息的加密性更強，最大程度的提高了通信網絡的安全性能，確保了公共領域網絡信息的安全。
二、計算機網絡的概念
2.1計算機網絡的定義
計算機網絡是經過一定時間的發展逐漸形成的，最初，人們只是單獨的計算機和其他的附屬設備通過通信介質例如電纜連接在一起，從而實現不同設備之間的相互通信，經過電纜構成一個復雜的系統，被稱為網絡。在1970年美國召開的計算機聯合會議上，對計算機網絡重新定義并將其能夠實現的功能直接表示出來，而現在對于計算機網絡的通常解釋是，通過各種通信設備或者通信線路，把不同區域里具有獨立功能的計算機系統進行相互連接，從而實現網絡數據的共享和傳輸，這種體統就被稱之為計算機網絡，不同都區間的大范圍計算機網絡示意圖如下圖所示。
2.2計算機網絡的發展
對通信網絡進行應用研究，就必須要先了解計算機網絡的發展歷程，從信息技術開始發展到現在，計算機網絡經過四個階段才一步步完善起來。首先，在20世紀50年代計算機網絡開始形成，當時主要以單個計算機為中心控制系統，對終端的計算機通信網進行遠程控制；其次，經歷了十幾年的發展實現了多臺具有獨立功能的計算機主機之間的通信線路互聯，構成了早期的網絡資源共享系統；再者，進入20世紀70年代末在計算機領域就開始形成了一套國際化的計算機網絡協議，整個計算機網絡體系結構開始完善起來；而到如今，計算機網絡開始向著高速化、智能化的方向急速發展，成為了現在日常生活中最常見的通信網絡系統。
2.2.1面向終端的計算機通信網
1946年世界上第一臺電子計算機ENIAC在美國誕生時，當時計算機技術和通信技術還是兩個相互獨立的學科，彼此之間還沒有形成基本的聯系。到了20世紀50年代初，美國為了鞏固本國利益，加強自身的安全，建立了一個半自動地面防空系統SAGE，初次嘗試把計算機技術和通信技術的技術要領進行結合，并取得了突破性的成功。在計算機里掀起了極大的討論，人們將這種一臺計算機作為中心控制設備的系統，稱作面向終端的遠程聯機系統，該系統很好地將計算機技術和通信技術進行了完美的結合，計算機網絡的概念由此開始出現。之后美國加大研發力度，在航空訂票系統中嘗試將計算機通信網絡應用進去，通過電話線把分布在全美范圍內的2000多個終端，成功的連接到了中心計算機上，實現了第一次大范圍內的有線信息傳輸。這種具有通信功能的單機系統成功的把多臺設備終端進行了連接，其典型結構如圖2所示。由于技術還不夠成熟，最初形成的擁有通信功能的單機系統具有以下兩個很明顯的缺點：(1)主機在與終端設備連接在一起后，既要進行采集到數據的信息分析處理，又要管理與終端之間不間斷的通信，使主機的運行負擔加重，經常出現負載故障。(2)每臺終端設備都要適應單獨的電纜進行連接，使得通信線路的利用率低，且管理困難，并且當在系統中添加新的終端時，對線路控制器的軟硬件都需要做出很大的改動，造成了極大的不便。為減輕主機的運行負擔，提高線路的利用效率，研究人員開始考慮在通信線路和計算機主機之間設置了一個前端處理，對不同線路的終端信息進行集中分析處理后再送入主機系統內，因此前端處理機主要負責與終端之間的通信控制，而計算機只需要進行數據信息的處理；除此之外，為提高通信的經濟效益和質量效率，在遠程終端比較集中的地方還要適當添加一個集中器，緩解線路負載情況，不同的終端設備通過集中器可以在經低速通信線路先進行一次集中處理，然后再連接到高速線路上，最后經過介質傳輸與前端處理機連接。前端處理機和集中器是小型計算機的一種形式，擁有計算機的一般功能，因此也稱為具有通信功能的多機系統，這種結構的示意圖如圖3所示。
2.2.2含有通信子網的計算機網絡
計算機網絡在進行資源共享時，通常會設置一個資源子網絡，資源子網中也包含了計算機系統中常用的各種設備，例如主機、終端、終端控制器、附加設備和各種網絡軟件資源等，負責全網的數據處理并且能夠向網絡用戶提供各種網絡資源和網絡服務。相比之下，通信網絡中的子網較為簡單，主要由各種通信設備和線路組成，承擔資源子網的數據傳輸、轉接和變換等通信處理工作。網絡用戶對網絡的訪問可分為兩類：（1）本地訪問：只對計算機本地信息進行瀏覽訪問，不需要進行聯網處理，即不經過通信子網，只在資源子網中就可以滿足用戶要求。（2）網絡訪問：在遠程終端上，通過通信子網訪問主機內的信息資源，并執行下載操作。
2.3遵循國際標準化協議的計算機網絡
遵循國際標準化協議的計算機網絡具有統一的網絡體系結構，廠商需按照共同認可的國際標準開發自己的網絡產品，從而可保證不同廠商的產品可以在同一個網絡中進行通信。這就是“開放”的含義。目前存在著兩種占主導地位的網絡體系結構：一種是國際標準化組織ISO提出的OSIRM（開放式系統互連參考模型）；另一種是Internet所使用的事實上的工業標準TCP/IPRM（TCP/IP參考模型）。
2.4互聯網絡與高速網絡
從20世紀80年代末開始，計算機網絡技術進入新的發展階段，其特點是：互聯、高速和智能化。表現在：(1)發展了以Internet為代表的互聯網(2)發展高速網：1993年美國政府公布了“國家信息基礎設施”行動計劃(NII-NationalInformationInfrastructure)，即信息高速公路計劃。這里的“信息高速公路”是指數字化大容量光纖通信網絡，用以把政府機構、企業、大學、科研機構和家庭的計算機聯網。美國政府又分別于1996年和1997年開始研究發展更加快速可靠的互聯網2（Internet2）和下一代互聯網（NextGenerationInternet）。可以說，網絡互聯和高速計算機網絡正成為最新一代計算機網絡的發展方向。(3)研究智能網絡：隨著網絡規模的增大與網絡服務功能的增多，各國正在開展智能網絡IN(IntelligentNetwork)的研究，以提高通信網絡開發業務的能力，并更加合理地進行網絡各種業務的管理，真正以分布和開放的形式向用戶提供服務。
2.5計算機網絡在中國的發展
2.5.1建立公用分組交換網CHINAPAC
1989年11月我國第一個公用分組交換網CNPAC建成運行，由3個分組結點交換機、8個集中器和一個雙機組成的網絡管理中心組成；在此基礎上，新的公用分組交換網1993年9月建成，并改稱CHINAPAC，由國家主干網和各?。ㄗ灾螀^、直轄市）的省內網組成。
2.5.2“三金”工程
1993年3月12日，時任副總理的朱镕基主持國務院會議，提出了建設“三金”工程，即金橋、金關、金卡工程。計算機網絡正是“三金工程”中的一個非常重要的組成部分。“金橋工程”是以建設我國重要的信息化基礎設施為目的的跨世紀重大工程，它與原郵電部的通信干線及各部門已有的專用通信網互連互通，成為國家公用經濟信息通信的主干網，即建立國家公用經濟信息通信網。金關工程是為了加快我國外貿業務信息化和自動化管理的一項重要工程，其目的是要推動海關報關業務的電子化，取代傳統的報關方式以節省單據傳送的時間和成本，為推廣電子數據交換EDI業務和實現無紙貿易創造條件。金卡工程建設的總體目標是要建立起一個現代化的、實用的、比較完整的電子貨幣系統，形成和完善符合我國國情、又能與國際接軌的金融卡業務管理體制。
三、通信網絡的優勢
通信網絡主要是指在虛擬的環境中對信息進行接收分析、加工處理、傳播共享等操作，使信息資源能夠最快的得到廣泛傳播?，F在人們的日常生活都離不開網絡的使用，通過網絡，人們可以快速地檢索自己想要的各種信息，還可以通過海量的數據對比分析，篩選出最具有價值的信息提要；網絡電子郵箱的出現，使得人們可以將想傳達的信息以電子郵件的方式進行發送或者接收；在微博或者論壇平臺上，人們擁有自由的話語權，可以對如今的熱點問題進行評析，發表自己的看法，并且可以與他人共同對一個話題進行討論交流。因此通訊網絡突破了時間和空間地域上的限制，縮短了人與人之間的距離，在網絡空間的發展上具有明顯的信息傳播優勢。
四、數字電子技術在通信網絡中的應用
計算機作為網絡通信的傳輸載體，隨著社會的發展，其研發手段和應用技術也在不斷地創新，計算機網絡的用途滲透到人們生活的方方面面，使得其在當今各種事物更新換代情況較為嚴重的大環境下發展的越來越強大，計算機種類的不斷增加和技術的不斷完善為現在發達的網絡技術奠定了一個良好的基礎。計算機網絡系統由多個子系統共同組成，其中對人們生活影響最為明顯的是現代通信網絡，在虛擬的網絡平臺上，信息實現了可視化的傳輸，公平化的共享，使得其在人們日常生活中的重要性尤為突。
4.1在信息傳輸與處理中的應用
利用數字電子技術的數字化特征，則在通信網絡中引入數字電路技術后，就可以通過各種數字電路或者集成電路元件的使用，把電路中的各類模擬信號用數字信號的形式代替，進一步優化信息的表現形式，使用數字信號作為信息圖像傳輸的載體，實現電路中各類信息更高效率的傳輸，并且增加了同時間段里信息的傳輸量，既做到了功能上質的革新，也實現了傳輸上量的提升。
4.2在信號處理中的應用
4.2.1電路信號的轉化
電路信號的轉化主要指模擬形式到數字形式的轉化，轉化成二進制形式下的數字量，這是通信網絡中信息處理的重要手段之一，其中數字電子技術在這方面的轉化優勢上顯得尤為突出，因為現在的計算機網絡主要都是以二進制作為基礎運算，而數字信號的基礎就是二進制算法。網絡信息傳輸中，模擬信號通常用一段連續的電磁波或者音頻信號表示，顯示結果具有很大的混合性，而轉換成數字數據后，就可以直接用脈沖信號代替，傳輸中經常只會出現連續的“0”、“1”代碼，整個信號的傳輸就變得極為簡潔。同時，數字電子技術還可以實現數字信號到模擬信號的轉化，便于網絡傳輸完成后，以原貌下的模擬狀態再顯示出來。
4.2.2電路信號的處理
原始信息中的模擬信號往往是連續的，易受到噪聲的干擾，而通常情況下，數字信號中的采樣信息是離散化的，且具有一定的幅值范圍，并且模擬信號在離散化的過程中，可以有效地避開噪聲的干擾，信息維持原貌的能力極強，致使傳輸過程含有了非常好的穩定性，這在現在的通信網絡技術中占據著舉足輕重的地位，超大容量的網絡空間環境下，保持各種信息的完整性是網絡安全發展的必要前提，數字電子技術的使用對通信網絡的數據平臺信息處理十分有利。
4.2.3電路信號的數字化
將數字電子技術應用到通信網絡中，對信號的數字化處理手段一定要給予深入的研究，數字化的處理過程必須嚴格按照抽樣→量化→編碼的順序進行。以輸入模擬電壓信號為例，整個數字化的過程如下圖4所示。其中，抽樣是對網絡電路中的模擬信號隨意分散出來，作為離散化的目標信號；然后按照數字化的思想對模擬信號進行形式轉換，把連續的取值劃分成有限個離散的采樣點，這個過程就叫做量化；而編碼就是對量化的對象使用二進制代碼進行重新的定義，完成信號傳輸前，數字化處理的關鍵一步。量化—編碼過程如下圖5所示。
4.2.4網絡信息的處理和傳輸
充分利用數字電子技術的特點優勢，把模擬狀態下的網絡信息轉變成數字信號，簡化了分析算法和手段，提高了通信網絡中的信息處理效率；此外，數字信號的離散化特性解釋了傳輸過程中信號的穩定性，使用數字信號作為信息傳輸的載體，有效地減少了失真信號的出現，增強了傳輸過程的傳輸效率；數字信號傳遞速度快，時效性高，所以把網絡信號快速離散成相應的數字信號，會間接地在網絡信息傳遞中形成一條快速通道，使得網絡信息的處理和傳輸變得更迅速。
五、結語
數字電子技術和通信網絡的快節奏發展，使得在當今環境下的關注度越來越高，前者在處理各種模擬信號的技術手段上具有明顯的優勢，快速實將模擬信號與數字信號之間的隨機轉，數字化處理過程給通信網絡的數據傳輸提供了效率和安全上的雙重保障，有利于加快信息時代下的信息高速化建設。在計算機網絡快速發展，信息技術快速更新的時代背景下，人們之間的距離變得透明化，信息的共享度達到了最大化，人們在獲取信息、傳遞情感、表達觀念的方式上也發生了很大的改變，但不可否認的是在各種技術條件的支持下，網絡空間的通信變得更加的便利，從信息技術的層面上反映了人們生活質量的極大改善。數字電子技術除了涉及到數字電路外，還包含著集成電路、定時器電路等多方面的技術的研究，是一門綜合性極強的學科，因此，要想使其與通信網絡實現最優化的相互滲透，發揮更大的推動作用以迎合人們對于網絡通信和溝通交流上的更大需求，就要對數字電子技術做更深入地研究，充分了解與其相關的各項技術，在促進數字電子技術不斷發展的同時，間接實現通信網絡的進一步優化與完善。
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作者:張通 單位:深圳中國電信國際有限公司
