The Modem Reference

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出版者:Information Today, Inc.
作者:Michael A. Banks
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2000-01-01
价格:USD 29.95
装帧:Paperback
isbn号码:9780910965361
丛书系列:
图书标签:
  • Modem
  • 通信
  • 网络
  • 技术
  • 参考书
  • 硬件
  • 协议
  • 数据传输
  • 计算机
  • 电子工程
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具体描述

《数字时代的通信脉络:从早期调制解调器到下一代网络协议》 导言:信息洪流的基石 在信息技术飞速发展的今天,我们对即时、无缝连接的依赖达到了前所未有的高度。然而,支撑起这场数字革命的,是一系列基础而精密的通信技术。本书并非聚焦于特定硬件设备的维修手册,而是深入剖析了支撑现代数据传输的底层逻辑、演进历史及其对社会结构产生的深远影响。它旨在为技术爱好者、网络工程师、信息科学研究者提供一个宏大而细致的视角,理解数据如何在物理介质中流动,并最终汇集成我们日常所见的全球信息网络。 本书的叙事围绕着“信息转换与传输效率”这一核心命题展开,系统地梳理了从早期的模拟信号转换技术到如今高速率、低延迟的数字网络架构之间的技术飞跃与理论基础。我们不会纠缠于某一特定品牌或型号的设备细节,而是着重探讨驱动这些设备运行的通用原理、标准制定过程以及关键的协议栈设计哲学。 第一部分:模拟世界的数字之声——基础理论与早期实践 本部分构建了理解后续所有通信技术的理论框架。我们首先回归信息论的源头,详尽阐述香农-哈特利定理(Shannon-Hartley Theorem)的实际应用,这一定理是衡量任何通信信道容量的黄金标准。理解信噪比(SNR)如何直接制约着信息传输速率,是理解后续所有编码和调制技术的关键前提。 接着,本书详细探讨了调制(Modulation)与解调(Demodulation)的原理。这部分内容超越了简单的“将数字信号变成模拟信号”的描述,深入挖掘了各种调制方式的内在机制及其在不同信道环境下的优劣。我们对幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)进行了细致的对比分析,并重点介绍了在数据通信中占据主导地位的正交幅度调制(QAM)家族,特别是16-QAM、64-QAM直至256-QAM在提高频谱效率上的数学模型和实际性能表现。理解这些技术如何通过增加星座点密度来承载更多比特信息,是理解高速数据交换的基石。 此外,我们专门开辟章节讨论了编码与纠错技术(Coding and Error Correction)。数据传输并非真空中的理想过程,噪声、干扰和衰减是不可避免的挑战。本书详述了卷积码(Convolutional Codes)和维特比算法(Viterbi Algorithm)在恢复受损数据流中的关键作用,以及里德-所罗门码(Reed-Solomon Codes)在数字存储和广播通信中的广泛应用。这些冗余机制确保了数据在不可靠信道上的可靠性,是现代通信的“隐形守护者”。 第二部分:从点对点到广域网——协议栈的构建 随着传输技术的发展,如何有效地管理和调度多个用户、多条链路成为了新的挑战。本部分聚焦于网络协议栈(Protocol Stack)的设计哲学,特别是对OSI七层模型和TCP/IP模型的深度剖析,强调它们作为抽象层如何解耦了物理实现与逻辑应用。 在网络层,我们深入研究了IP地址分配的演变,从IPv4的资源枯竭到IPv6在地址空间和报文结构上的革命性改进。对于路由算法的探讨并非停留在概念层面,而是涉及了距离向量路由(Distance-Vector)与链路状态路由(Link-State)算法的内部工作机制,例如RIP和OSPF的迭代过程,以及BGP在支撑全球互联网骨干网中的核心地位。 传输层是数据通信可靠性的保障。本书详尽对比了TCP和UDP的设计哲学。TCP的三次握手、滑动窗口机制、拥塞控制算法(如TCP Tahoe、Reno、CUBIC)的演进历程,展示了工程师们如何通过精巧的反馈机制来动态平衡带宽利用率与网络公平性。而UDP的无连接特性则在对延迟敏感的应用场景(如流媒体和实时交互)中找到了其不可替代的位置。 第三部分:媒介之争与接入技术的演进 数据传输的物理介质是决定其上限的关键因素。本部分对比了不同介质的技术特点及其在特定应用中的主导地位。 在有线通信方面,本书对数字用户线路(DSL)技术进行了深入的分析,特别是ADSL、VDSL的频谱划分、回声消除技术和对“最后一公里”的挑战。随后,笔锋转向光纤通信(Optical Fiber Communication),详细解读了光电转换的原理、单模与多模光纤的区别,以及波分复用(WDM)技术如何通过利用光的不同波长极大地扩展了单根光纤的容量。我们探讨了光网络中的关键技术,如光放大器(EDFA)和光电中继站的设计考量。 无线通信是现代生活的主旋律。本书追溯了蜂窝移动通信技术的迭代:从2G的TDMA/CDMA到3G的WCDMA/CDMA2000,再到4G LTE中OFDM/OFDMA的引入如何显著提升了频谱效率和多用户接入能力。对于5G,我们侧重于其关键技术突破:大规模MIMO(Massive MIMO)如何通过空间复用提升容量,波束赋形(Beamforming)如何提高信号到达特定用户的精确度和强度,以及网络切片(Network Slicing)在实现不同服务质量(QoS)保证上的软件定义网络(SDN)作用。 第四部分:安全性与未来的视野 一个高效的通信系统必须是安全的。本书的最后部分关注数据传输中的安全挑战与对策。我们探讨了公钥基础设施(PKI)的基本原理,包括RSA和椭圆曲线加密(ECC)在数字签名和密钥交换中的应用。SSL/TLS协议簇的演变,特别是其如何确保浏览器与服务器之间的安全隧道,是本节的重点。 最后,展望未来,本书探讨了后TCP/IP时代可能出现的创新方向,如量子通信对传统加密体系的潜在颠覆,以及软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)如何重塑网络架构的灵活性与可编程性。我们分析了物联网(IoT)对低功耗广域网(LPWAN)技术的需求,以及边缘计算(Edge Computing)如何通过将计算和存储推向网络边缘来优化数据传输的时延和效率。 结语 《数字时代的通信脉络》旨在提供一个全面的、不被特定产品生命周期所束缚的知识体系。它强调的是底层原理、标准制定和系统设计思想,帮助读者建立一个坚实的理论基础,从而能够理解和预测通信技术在未来数十年内的发展轨迹。本书是理解我们如何从电报时代跨越到万物互联时代的思维工具。

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读后感

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用户评价

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我必须说,《The Modem Reference》这本书在“系统性”和“全面性”上做得相当出色。它让我意识到,调制解调器并非孤立的技术,而是整个通信系统不可或缺的一部分。这本书不仅仅聚焦于调制和解调本身,还巧妙地将它与信息论、纠错编码、信道估计等相关技术联系起来。我最喜欢的一点是,它在介绍每种调制技术时,都会同时讨论其在信道编码下的表现,以及它与特定解码算法的匹配性。比如,在讨论卷积码和Viterbi译码时,书中就详细说明了如何将编码后的比特流映射到星座图上,以及在接收端如何利用译码器的信息来提高解调的准确性。这种“全局观”让我不再局限于单一的技术点,而是能够从整个通信链路的角度来理解问题。此外,本书对“多径衰落”和“信号失真”的探讨也相当深入,它不仅介绍了这些现象,还详细阐述了如何通过“信道模型”来描述它们,以及如何设计相应的“信道估计”和“均衡”算法来克服这些影响。这种对复杂通信环境的深入分析,让我在面对实际的无线通信挑战时,能够更有针对性地去设计和优化系统。这本书的内容密度非常高,但讲解清晰,逻辑严谨,是一本值得反复研读的宝贵资料。

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这本书《The Modem Reference》真的让我大开眼界!我一直对调制解调器这个领域充满好奇,但总觉得它像是一个神秘的黑箱,里面充满了各种晦涩难懂的技术术语。翻开这本书,我最直观的感受就是它的“实在感”。它不像那种空洞地罗列概念的教科书,而是真正地在“讲故事”。作者似乎是一位经验丰富的工程师,他用一种非常接地气的方式,把复杂的通信原理一点点剖析开来。比如,我之前对ASK、FSK、PSK这些基本的调制方式只是一知半解,这本书里就用生动的比喻,比如声波的音高、音量变化来解释这些概念,一下子就变得豁然开朗。而且,它不仅仅停留在理论层面,还深入探讨了实际应用中会遇到的各种问题,像是信道噪声、多径衰落对信号的影响,以及如何通过各种纠错编码来对抗这些干扰。读完关于信道编码的那几章,我才真正理解为什么我们在打电话、上网的时候,即使信号不太好,信息也不会完全丢失。这种理论与实践相结合的讲解方式,真的让我觉得这本书不仅仅是一本参考书,更像是一位循循善诱的导师,把我从一个门外汉,慢慢地引向了调制解调器世界的深处。我特别喜欢它在讲解过程中穿插的那些历史发展和技术演进的片段,这让我能更好地理解为什么现有的技术会是这个样子,以及未来可能的发展方向。

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《The Modem Reference》这本书给我最深刻的印象是它的“实战性”。它不仅仅是理论的堆砌,更像是一个经验丰富的通信工程师在和你分享他的“独家秘籍”。我之前对各种高阶调制技术,比如16QAM、64QAM,总是觉得它们是“黑魔法”,不知道具体是怎么工作的。这本书里就用非常直观的方式,把它们分解成更小的单元,解释了如何通过组合不同的相位和幅度来编码更多的比特,并且还配有详细的星座图,让你一目了然。让我尤其惊喜的是,它还花了相当大的篇幅来讨论“均衡”技术,比如线性均衡和非线性均衡,这在实际的通信系统中是解决 ISI(码间串扰)问题的关键。作者不仅介绍了这些均衡器的原理,还分析了它们在不同信道条件下的性能表现,甚至还给出了实现时的注意事项。这部分内容对于我来说,简直是“雪中送炭”,因为它直接解决了我在实际工程中遇到的瓶颈。读完关于均衡的章节,我才真正明白为什么信号在通过复杂信道后会失真,以及如何通过技术手段来“修复”这些失真。这本书的语言风格也很实在,没有过多的华丽辞藻,而是直截了当,切中要害,读起来效率很高。

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《The Modem Reference》这本书的结构设计简直是为我这种想要系统性学习的人量身定做的。我最看重的一点是它的逻辑递进性,从最基础的概念开始,一步步构建起完整的知识体系,绝对不会让你觉得突然迷失方向。开篇就非常友善地介绍了数字通信和模拟通信的基本区别,然后自然而然地引出了“调制”这个核心概念,以及它在整个通信过程中的关键作用。之后,作者更是花费了大量篇幅,详细介绍了各种调制技术,从经典的AM、FM到更复杂的QAM,每一种都给出了清晰的数学模型和性能分析。我尤其欣赏的是它对“解调”环节的细致讲解,这部分往往是许多同类书籍容易忽略的。它不仅解释了如何从接收到的信号中恢复出原始信息,还重点分析了不同解调器在噪声环境下的表现差异,这对于理解实际通信系统的鲁棒性至关重要。而且,书中还专门辟出一章来讨论“信道模型”,详细分析了各种影响信号传输的因素,比如白噪声、衰落等,并给出了相应的数学描述。这让我对通信信道的复杂性有了更深刻的认识,也为理解后续的编码和均衡技术打下了坚实的基础。总而言之,这本书在知识的组织和呈现上,展现出了极高的专业水准,让我能够循序渐进地掌握调制解调器的核心知识。

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我最近在研究一些关于无线通信的课题,偶然发现了《The Modem Reference》这本书,可以说它为我的研究提供了非常宝贵的“工具箱”。这本书的价值不在于它有多么“新颖”的技术概念,而在于它对现有调制解调技术的“深度挖掘”。它不是简单地介绍几种调制方式,而是深入到每种技术背后的原理,包括星座图的绘制、误码率的计算,以及在不同信噪比下的性能表现。我特别喜欢它对“匹配滤波器”和“维特比译码器”这些关键算法的详细阐述,虽然这些概念听起来可能有点技术性,但作者通过清晰的图示和逻辑严谨的推导,把它们解释得通俗易懂,甚至连公式的推导过程都一应俱全,这对于我这种需要进行理论验证的人来说,简直是福音。另外,书中对“多载波调制”技术的介绍也让我受益匪浅,特别是对OFDM的详细解析,这在现代高速无线通信中是必不可少的。它不仅解释了OFDM的原理,还深入探讨了其在抵抗频率选择性衰落方面的优势,以及在实际应用中需要考虑的同步和均衡问题。这本书的资料非常扎实,数据和公式的引用也都很严谨,让我能够非常有信心地将书中的知识应用到我的研究中,解决实际遇到的技术难题。

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