Broadband Communications

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出版者:McGraw-Hill Companies
作者:Balaji Kumar
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1995-01
价格:USD 65.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780070359680
丛书系列:
图书标签:
  • 宽带通信
  • 通信工程
  • 信号处理
  • 无线通信
  • 网络技术
  • 信息技术
  • 电子工程
  • 通信系统
  • 数字通信
  • 光纤通信
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具体描述

《信息洪流的脉络:数字通信技术深度解析》 在信息爆炸的时代,我们赖以生存的沟通方式正在经历前所未有的变革。从最初的电报到如今触手可及的智能手机,信息的传递速度和容量都在以指数级增长。而这一切的背后,是无数前沿通信技术的不断演进和融合。本书《信息洪流的脉络:数字通信技术深度解析》旨在深入剖析构成现代数字通信体系的基石,揭示信息如何在庞杂的网络中穿梭,最终抵达我们手中。 我们并非探讨具体某一种通信方式的细节,例如“宽带通信”本身,而是将目光投向更广阔的数字通信技术领域。本书将带您踏上一段探索之旅,从最基础的信号编码和调制技术开始,逐步深入到复杂的网络架构和协议。我们将一起理解,信息是如何被转化为可以在物理媒介上传输的信号,以及这些信号又是如何在错综复杂的网络中高效、可靠地传递的。 第一章:数字信息的诞生与编码 信息,无论是文字、图像、声音还是视频,在数字通信世界中都必须转化为一系列的二进制数字(0和1)。本章将深入探讨信息的数字化过程,重点解析各种编码技术。我们将介绍香农(Shannon)信息论的基本概念,理解信息熵的意义,以及它如何决定我们能够以多大的效率来压缩和传输信息。 模拟信号的数字化: 学习采样(sampling)、量化(quantization)和编码(coding)等关键过程,理解为何从连续的模拟信号转换为离散的数字信号是现代通信的基础。我们将介绍脉冲编码调制(PCM)等经典技术,并探讨其在语音、音频数字化中的应用。 数据压缩技术: 在传输大量信息之前,压缩是至关重要的。本章将深入探讨无损压缩(如Huffman编码、LZW编码)和有损压缩(如JPEG、MP3)的原理,解释它们如何通过去除冗余和不敏感信息来减小数据量,从而提高传输效率。 信道编码与纠错: 信号在传输过程中会受到各种噪声的干扰,导致数据出错。本章将详细介绍信道编码(channel coding)的作用,包括线性分组码(如汉明码)、卷积码以及更先进的Turbo码和LDPC码。我们将理解这些编码如何通过增加冗余来检测和纠正错误,确保信息的完整性。 第二章:信号的传输与调制 将编码后的数字信息转化为可以在物理介质上传输的信号,需要一系列精密的调制技术。本章将聚焦于信号在不同传输媒介上的表现形式,以及调制解调器(Modem)在其中扮演的关键角色。 数字调制技术: 学习幅度键控(ASK)、频率键控(FSK)、相位键控(PSK)以及正交幅度调制(QAM)等基本调制方式。我们将深入理解它们如何利用载波信号的幅度、频率或相位来携带数字信息,并分析不同调制方式的优缺点。 多路复用技术: 为了在有限的传输介质上承载更多的信息流,多路复用技术应运而生。本章将介绍频分复用(FDM)、时分复用(TDM)和码分复用(CDM)等技术,理解它们如何让多个信号共享同一传输通道,实现高效率的信息传输。 传输媒介与信号衰减: 探讨不同传输媒介(如铜线、光纤、无线电波)的特性,以及信号在传输过程中会遇到的衰减、失真和干扰。我们将分析如何通过信号放大、均衡等技术来克服这些问题,保证信号的质量。 第三章:网络架构与协议栈 将无数的设备连接起来,形成一个庞大而有序的信息网络,需要精心设计的网络架构和一套严格的通信协议。本章将为您揭示信息网络是如何组织的,以及不同层次的协议如何协同工作。 OSI参考模型与TCP/IP模型: 深入理解通信协议设计的经典框架,OSI七层模型和更实用的TCP/IP四层模型。我们将逐层解析各层的功能,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,以及它们在信息传递中的责任。 数据链路层与MAC协议: 关注局域网(LAN)中的数据传输。我们将介绍以太网(Ethernet)的帧结构、载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)协议,以及无线局域网(WLAN)中的载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)协议。理解这些协议如何协调设备访问共享介质,避免数据冲突。 网络层与路由技术: 探讨数据包如何在广域网(WAN)中进行路由。本章将介绍IP(Internet Protocol)协议,包括IP地址的分配、子网划分以及路由表的概念。我们将分析各种路由算法,如距离矢量路由协议(RIP)和链路状态路由协议(OSPF),理解它们如何为数据包找到最优路径。 传输层与可靠通信: 重点解析传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。我们将深入理解TCP的可靠性机制,包括三次握手、四次挥手、流量控制和拥塞控制,以及UDP的无连接、尽力而为的特性,并分析它们在不同应用场景下的适用性。 第四章:现代通信技术的前沿探索 随着技术的发展,通信领域不断涌现出新的概念和技术,极大地提升了通信的速度、容量和智能化水平。本章将带您触及通信领域的前沿,洞察未来的发展趋势。 移动通信技术: 从2G到5G,移动通信技术经历了翻天覆地的变化。我们将回顾蜂窝网络的发展历程,探讨4G LTE和5G NR的关键技术,如OFDM(正交频分复用)、MIMO(多输入多输出)和波束赋形(beamforming)。理解它们如何实现更高的带宽、更低的延迟和更广泛的连接。 光通信技术: 光纤通信以其巨大的带宽和低损耗特性,成为现代通信的骨干。本章将介绍光纤的物理原理,以及光信号的产生、传输和接收。我们将探讨波分复用(WDM)等技术,以及下一代光通信系统的发展方向。 无线传感器网络与物联网(IoT): 传感器网络将现实世界中的数据采集能力延伸到网络的边缘。我们将探讨无线传感器网络的体系结构、节点通信协议以及在环境监测、智能家居等领域的应用。并分析物联网的连接模型和关键技术,展望其对社会各方面的影响。 软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV): 这些颠覆性的技术正在改变传统网络的管理和部署方式。我们将理解SDN如何实现网络控制与转发的分离,以及NFV如何将网络功能从专用硬件迁移到通用服务器上,从而提高网络的灵活性和效率。 结语 《信息洪流的脉络:数字通信技术深度解析》并非一本单纯的技术手册,它更像是一张通往现代信息社会脉络的导航图。通过对数字通信技术从基础到前沿的系统性梳理,我们希望读者能够建立起对信息如何在数字世界中流动的宏观认知。了解这些技术,不仅有助于我们更好地理解当下我们所享受的便利,更能激发我们对未来通信方式的思考与探索。信息的传递,是连接世界、推动进步的无形之手,而本书,便是试图揭示这只手的运作机制。

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坦白讲,我是在一个朋友的强烈推荐下才开始阅读《Broadband Communications》的,他声称这是理解宽带核心原理的“圣经”。然而,我的阅读体验与他的描述大相径庭。这本书的“深度”似乎主要体现在其对数学公式的推导和对早期标准文本的引用上,缺乏对实际工程部署中复杂性的探讨。例如,在讨论光纤接入网(PON)时,它详细介绍了GPON和EPON的技术指标对比,数据传输速率、最大距离等等,这些都是可以在任何技术规范文档中轻松查到的信息。但真正令人头疼的现场问题——比如光功率预算的实际裕度控制、光纤连接器的维护规范、或者如何应对来自无线干扰的环境噪声——书中几乎没有涉及。这让我想起很多学院派著作的通病:理论完美无瑕,但一到实战就发现缺少了“泥土的气息”。我期待的“Broadband”是能承载元宇宙、沉浸式XR应用的下一代骨干网,是能支撑海量物联网设备接入的接入网。这本书里,我找不到任何关于这些高带宽、低时延新场景所需传输特性的详细讨论。它的案例分析非常陈旧,似乎停留在宽带还主要服务于网页浏览和标清视频流的时代。因此,对于追求实战经验和前沿解决方案的工程师而言,这本书更像是一部背景知识的入门读物,而不是解决当前技术难题的利器。

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这本书的行文风格,怎么说呢,简直就像是上世纪末的技术白皮书被重新排版了一遍。逻辑清晰是肯定的,每一个章节的过渡都遵循着教科书式的严谨,从信号的产生、传输、到接入、汇聚,层层递进,仿佛在引导读者进行一场漫长的理论考察。我尤其注意了其中关于网络协议栈的部分,作者似乎对OSI七层模型有着近乎偏执的尊重,将每一层的功能描述得面面俱到,生怕遗漏了任何一个细节。问题在于,在当今的软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)大行其道的背景下,这种基于传统架构的细致解剖,显得有些力不从心。比如,书中对路由协议的描述,着墨于经典的BGP和OSPF的运行机制,但对于BGP的路径选择算法在超大规模云网络中的效率优化,或者如何利用SRv6等新技术来简化转发平面,则完全没有提及。我花了不少时间寻找关于网络切片(Network Slicing)的章节,毕竟这是5G时代宽带服务差异化的核心技术,但书中只泛泛地提到了QoS(服务质量)的概念,那已经是二十年前的术语了。这种对最新技术浪潮的“视而不见”,让这本书的参考价值大打折扣。它像一个完美的历史复原模型,但对于展望未来,它提供的参照系太旧了。我更倾向于阅读那些能提供批判性思维,敢于挑战现有范式的著作,而不是这种面面俱到的“百科全书式”的描述。

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从排版和图表的角度来看,这本书也透露出一种“年代感”。图表的质量相当一般,很多网络拓扑图都是由简单的方框和箭头构成,缺乏现代技术文档中常见的清晰的层次结构和色彩区分。这在一定程度上影响了阅读的沉浸感。更关键的是,书中对于“软件化”的趋势似乎捕捉得不够敏锐。今天的宽带网络,其核心竞争力已经从硬件的堆叠转向了软件的定义和自动化运维。例如,Intent-Based Networking (IBN) 已经成为业界热议的话题,即网络应理解用户的“意图”而非具体的配置指令。这本书里,我没有找到任何关于如何利用高阶抽象层来管理复杂的宽带基础设施的讨论。它依旧沉湎于配置路由器、交换机等传统设备的操作逻辑。这种思维上的滞后,使得读者在试图将书本知识应用于构建面向服务的、敏捷的现代网络时,会感到力不从心。它更像是一部关于“管道”的书籍,而不是一部关于“服务与智能”的书籍。我更希望看到的是如何通过软件控制,将固有的高带宽物理层潜力最大化地释放到各种差异化服务中去,而不仅仅是如何确保物理层链路是“通的”。

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这部《Broadband Communications》的封面设计得相当朴实,坦白说,初拿到手时,我内心是有些许疑虑的。我原本期待能看到一些关于光纤网络未来趋势、5G/6G技术深入剖析的前沿内容,毕竟“Broadband”这个词汇本身就带有高速、即时的时代气息。然而,翻开目录,我发现这本书的侧重点似乎更偏向于对传统宽带接入技术,比如DSL、Cable Modem,乃至于早期的光纤到户(FTTH)基础架构进行了详尽而扎实的梳理。这不是说这些内容不重要,它们无疑是现代通信的基石,但对于一个已经熟练掌握了OFDM原理、熟悉SDN/NFV架构的工程师来说,阅读这些章节时,总有一种“老生常谈”的熟悉感。比如,在讲解物理层调制解调技术时,作者花费了大量篇幅来描述信道编码和多载波调制的数学模型推导,这些公式的严谨性无可挑剔,但如果作者能用更简洁的方式提炼出关键的性能瓶颈与工程优化思路,而非仅仅停留在理论证明上,我想阅读体验会更加流畅。这本书更像是一部为通信工程专业本科高年级学生准备的教科书,而非面向行业资深人士的参考手册。它详尽地描绘了“如何构建”一个基础的宽带网络,但对于“如何创新和突破”现有瓶颈,信息量相对有限。我希望看到更多关于量子通信在宽带网络中的潜在应用,或者至少是边缘计算与内容分发网络(CDN)如何与现有宽带基础设施深度融合的案例分析,但这些在书中几乎没有涉猎,这让我感觉这本书的时间跨度停留在了一个略显保守的阶段。

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阅读这本书的过程,我深刻体会到了一种“信息密度不对等”的困扰。一方面,它在某些非常基础的概念上,比如Shannon信道容量定理的推导,或是傅里叶变换在信号分析中的应用,给出了非常详尽、甚至有些啰嗦的解释。对于一个对通信理论有基本了解的读者来说,这些内容冗余感极强,几乎是在浪费时间。另一方面,在涉及网络架构的演进和业务的创新时,内容却显得空洞无力。我特别留意了关于安全性的章节,原以为在如今网络攻击日益复杂的情况下,宽带通信的安全问题会是重点讨论对象,比如对DDoS攻击的缓解策略,或者在SDN架构下控制平面和数据平面的隔离与认证机制。然而,书中对安全性的提及仅仅停留在了对物理层和链路层的简单加密概念介绍上,缺乏对应用层和网络层威胁的深入剖析。这本书仿佛是为构建一个绝对理想化、没有外部干扰的封闭网络而编写的。这种对现实复杂性的规避,使得它在指导现代网络运维和规划时,显得过于天真。如果要衡量一本技术书籍的价值,其对未来挑战的预见性和解决能力的指导性至关重要,而在这方面,《Broadband Communications》的贡献显然是有限的。

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