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页数:164

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出版时间:2002-8

价格:13.50元

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isbn号码:9787040108804

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• 有线电视
• CATV
• 广播电视技术
• 通信技术
• 信号传输
• 网络技术
• 数字电视
• 视频技术
• 电视工程
• 媒体技术

《数字时代的多媒体传输与网络构建》 内容概要 本书深入探讨了在数字技术飞速发展的今天，多媒体内容如何通过多样化的传输途径触达用户，以及支撑这些传输的底层网络是如何被设计、构建与优化的。我们将目光从传统的固定线路，投射到构成现代信息社会的庞大互联体系，解析从信号编码、调制解调，到数据传输、协议栈，再到终端接入与内容分发的全链条技术。本书旨在为读者勾勒出一幅全面而精细的数字多媒体传输与网络构建的蓝图，强调技术演进的必然性与前瞻性，并聚焦于当前及未来若干年内最具影响力的技术发展趋势。 第一部分：数字信号的编码与压缩 在数字时代，一切信息都转化为0和1的二进制序列。本部分将从最基础的数字信号编码开始，解析其原理、分类及应用。我们将详细介绍： 信源编码（数据压缩）： 这是多媒体传输效率的关键。我们会深入剖析无损压缩与有损压缩的机理。 无损压缩： 如Huffman编码、Lempel-Ziv（LZ）家族算法（LZ77、LZ78、LZW），它们如何通过统计冗余和字典方法减少数据量，同时保证信息不丢失。重点分析其在文本、无损音频（如FLAC）和图像（如PNG）压缩中的应用。 有损压缩： 这是视频和高质量音频压缩的核心。我们将详细阐述： 感知编码原理： 利用人眼的视觉特性和人耳的听觉特性，去除人脑不易察觉的信息。 离散余弦变换（DCT）： JPEG图像压缩和MPEG视频压缩的基石，如何将空间域信号转换为频率域信号，实现能量聚集。 量化： DCT系数的简化过程，是主要的有损步骤。我们将讨论均匀量化、非均匀量化等方法。 熵编码： 将量化后的数据进行进一步无损压缩，如霍夫曼编码、算术编码。 视频压缩标准（MPEG系列）： 从MPEG-1、MPEG-2到MPEG-4（AVC/H.264、HEVC/H.265），深入分析帧间预测（P帧、B帧）、运动估计与补偿、帧内预测、变换编码、量化和熵编码等核心技术，以及它们如何逐代提升压缩效率和视频质量。 音频压缩标准（MP3、AAC、Opus）： 分析人耳听觉模型在音频压缩中的作用，如频域掩蔽、时域掩蔽，以及各自的编码结构。 信道编码（纠错编码）： 为了应对传输过程中可能出现的噪声和干扰，必须引入冗余信息来检测和纠正错误。我们将讲解： 线性分组码： 如汉明码（Hamming Code），简单的错误检测与纠正原理。 卷积码（Convolutional Codes）： 具有“记忆”的编码器，其解码算法（如维特比算法）在现代通信系统中扮演重要角色。 现代纠错码： Turbo码和LDPC码（低密度奇偶校验码）在提高信道容量和降低误码率方面的突破性进展，它们如何接近香农限，以及在Wi-Fi、4G/5G通信中的应用。 第二部分：数字信号的调制与解调 将经过编码的数字信号转换为适合在物理信道上传输的模拟信号，是连接数字世界与物理世界的关键桥梁。本部分将深入探讨： 基本调制技术： 幅度调制（AM）： ASK（Amplitude Shift Keying）原理及其变种。 频率调制（FM）： FSK（Frequency Shift Keying）原理。 相位调制（PM）： PSK（Phase Shift Keying）原理，包括BPSK、QPSK等。 幅度与相位联合调制： QAM（Quadrature Amplitude Modulation）原理，如何通过组合幅度和相位来编码更多比特，是现代高速数据传输的基础。我们将详细分析星座图、信噪比与数据速率的关系。 高级调制与多载波技术： OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）： 为什么OFDM成为Wi-Fi、4G/5G等现代无线通信的标准？我们将深入解析其将高速数据流分解为多个低速数据流，在正交的子载波上并行传输的原理。重点讲解其对抗多径衰落的优势，以及循环前缀（CP）的作用。 频谱扩展技术： 扩频通信（Spread Spectrum）的原理，如直序扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS），以及其在抗干扰、保密通信中的应用。 解调器设计： 相干解调与非相干解调： 不同调制方式下，接收端如何精确恢复原始数字信号。 同步技术： 载波同步、定时同步在解调过程中的重要性。 第三部分：数据传输的信道模型与介质 信号在物理介质上传播必然会受到损耗、失真和噪声的影响。本部分将从信道特性入手，分析不同传输介质的特点： 信道模型： 加性高斯白噪声（AWGN）信道： 理论分析的基础模型。 衰落信道： 如瑞利衰落、莱斯衰落，分析其对信号强度的影响。 多径效应： 信号经过不同路径到达接收端，产生时延扩展和码间干扰（ISI）。 传输介质： 传输线（Transmission Lines）： 同轴电缆、双绞线（STP、UTP）的电气特性、信号衰减、串扰（Crosstalk）、电磁兼容性（EMC）等。 光纤通信（Optical Fiber Communication）： 光的产生（LED、LD）、传输（单模光纤、多模光纤）、衰减（吸收、散射）、色散（模式色散、材料色散、波导色散）、光纤连接器与耦合技术。光信号的调制与解调。 无线传输： 电磁波的传播特性： 反射、折射、衍射、散射、吸收。 不同频段的特点： 低频（长距离、穿透性强）、中频、高频（带宽大、方向性强）。 天线理论： 天线类型（偶极子、八木、抛物面）、方向性、增益、阻抗匹配。 第四部分：网络协议栈与数据交换 为了实现多台设备之间的可靠通信，需要一套精密的协议来规范数据交换的流程。本部分将深入OSI七层模型和TCP/IP四层模型，聚焦核心协议： 物理层与数据链路层： 介质访问控制（MAC）协议： 随机访问（ALOHA、CSMA/CD、CSMA/CA）和确定访问（令牌环）的原理与应用。 以太网（Ethernet）： MAC地址、帧格式、冲突检测与避免。 交换技术（Switching）： 虚拟局域网（VLAN）、生成树协议（STP）在构建高效局域网中的作用。 网络层： IP协议（Internet Protocol）： IPv4和IPv6的地址结构、路由选择（RIP、OSPF、BGP）、无连接服务。 路由器的设计与工作原理： 路由表、转发算法。 网络地址转换（NAT）： 实现私有IP地址向公有IP地址的映射。 传输层： TCP（Transmission Control Protocol）： 面向连接、可靠传输、流量控制（滑动窗口）、拥塞控制（慢启动、拥塞避免）、差错控制。三次握手与四次挥手的过程。 UDP（User Datagram Protocol）： 无连接、不可靠传输，适用于实时性要求高的应用（如VoIP、在线游戏）。 应用层： HTTP（Hypertext Transfer Protocol）： Web浏览的基础。 DNS（Domain Name System）： 域名解析。 FTP（File Transfer Protocol）： 文件传输。 流媒体传输协议： RTSP（Real Time Streaming Protocol）、RTCP（RTP Control Protocol）与RTP（Real-time Transport Protocol）的协作。 第五部分：现代网络架构与新兴技术 在传统网络模型的基础上，本书将探讨构成现代信息社会的复杂网络体系，以及驱动未来发展的关键技术： 宽带接入技术： DSL（Digital Subscriber Line）： ADSL、VDSL等技术如何利用现有电话线提供高速接入。 光纤到户（FTTH）： GPON、EPON等无源光网络（PON）技术，其分光器、ONU等组成部分。 无线接入技术： Wi-Fi（802.11a/b/g/n/ac/ax）、蜂窝移动通信（4G LTE、5G NR）的演进与关键技术（OFDMA、MIMO、波束赋形）。 内容分发网络（CDN）： CDN的架构设计、缓存策略、负载均衡，如何优化用户访问速度和提升服务可用性。 边缘计算（Edge Computing）与CDN的协同作用。 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）： SDN如何通过将控制平面与数据平面分离，实现网络的集中管理与编程。 NFV如何将传统的专用硬件网络设备（如路由器、防火墙）功能转化为软件，部署在通用服务器上。 它们对网络弹性、敏捷性和成本的影响。 物联网（IoT）网络： 低功耗广域网（LPWAN）技术（LoRa, Sigfox, NB-IoT）的原理与应用。 MQTT、CoAP等物联网协议。 网络安全基础： 加密技术（对称加密、非对称加密、数字签名）在数据传输中的应用。 安全协议（SSL/TLS）的工作原理。 防火墙、入侵检测/防御系统（IDS/IPS）的基本概念。 结论 《数字时代的多媒体传输与网络构建》并非仅仅是一本技术手册，它更是一次对信息如何跨越时空障碍，以丰富多彩的形式进入我们生活的深度剖析。本书旨在帮助读者建立一个完整的技术认知框架，理解数字信号的诞生、优化、传输，以及支撑这一切的复杂网络是如何精密运转的。通过对从编码压缩到协议栈，再到前沿网络架构的详尽阐述，我们得以窥见数字技术如何驱动着信息传播的革命，并为构建一个更互联、更智能的未来奠定坚实的基础。本书适合通信工程、计算机科学、信息技术等领域的学生、研究人员以及对现代信息传输技术感兴趣的专业人士阅读。

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这本书的编排结构简直是教科书级别的典范，它的学术严谨性毋庸置疑，但它的可读性却远超我预期的技术书籍。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的“层层剥笋”的讲解方式。比如，当我们谈论到频谱利用率时，作者不会直接抛出各种傅里叶变换的复杂表达式，而是先从最简单的模拟调幅说起，逐步引入频率复用、正交频分复用（OFDM）的优势，让读者自然而然地感受到为什么需要更复杂的数学工具来解决实际问题。书中对于故障排查的案例分析，更是让人拍案叫绝。它列举了信号泄漏、通路干扰、匹配不良等几种常见问题，并配有详细的测量仪器使用指南和定位步骤，仿佛手把手教你如何使用频谱分析仪和信号电平表。这部分内容，即使对于没有实际操作经验的人来说，也能构建起一个扎实的逻辑模型，知道遇到问题时，应该从哪里开始“听”和“看”信号的“健康状况”。整本书就像是为工程师量身定做的一份超级详细的“故障排除圣经”，其详尽程度，让人感到内容之充实，几乎没有浪费任何一个页面。

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初次接触这本书，我正处于一个职业转型期的迷茫阶段，急需一本能让我快速建立系统性知识框架的工具书。坦白说，市面上很多技术书籍都像是一堆零散的零件，你得自己去猜它们该怎么组装。《有线电视技术》的厉害之处就在于，它从头到尾构建了一套严密的逻辑链条。它不是简单罗列技术名词，而是以“如何稳定、高效地将视频和数据信号从前端中心传输到千家万户”这一核心问题为驱动力。第一部分关于前端处理的介绍，从模拟信号的制式转换到MPEG编码的压缩原理，层层递进，让你明白为什么现在的数字电视画面如此清晰，背后的复杂决策链是什么。然后无缝衔接到传输层，对不同介质的物理特性分析得极其透彻，你甚至能体会到为什么在长距离传输中，电缆信号的“水波纹”比光信号的“鬼影”更难处理。更难能可贵的是，它没有回避那些“灰色地带”，比如防盗拷机制、网络安全接入问题，都用一种非常客观且技术性的语言进行了阐述。读这本书的感觉就像是跟着一位经验丰富的老工程师在工程现场进行了一次全方位的“扫盲”之旅，没有半点虚头巴脑的废话，每一个章节都是实打实的干货，读完后，我立刻找到了自己知识体系中的缺失环节，为接下来的深入学习指明了方向。

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说实话，我更偏向于软件和云计算，对这种偏底层的硬件和传输协议一直抱有疏离感。然而，《有线电视技术》却成功地将我拉入了它的世界。这本书的叙事节奏非常适合需要快速理解行业全貌的管理者或跨界人士。它不是那种让你陷进去写代码的深度手册，而是一份详尽的“行业地图”。它清晰地勾勒出了有线电视网络从“头端（Headend）”到“用户端”的完整拓扑结构，每一个关键节点的作用，比如放大器、分配器、分支器，它们的物理位置、电气特性乃至维护周期，都被放置在了整个系统流动的脉络中。最让我感到惊喜的是，它对“双向化改造”的章节处理，清晰地对比了从单向广播到双向交互网络所需进行的硬件升级和协议升级的复杂性。它用一种宏观的视角，把技术路线图和商业决策紧密地结合在一起，让我明白了为什么在某些区域，有线网络升级的步伐会显得缓慢，那不是技术不行，而是成本和兼容性带来的巨大挑战。读完后，我对整个通信基础设施的复杂性有了更具同理心的理解。

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这本《有线电视技术》简直是技术宅的福音，我拿到手的时候就被它厚重的质感和严谨的排版吸引了。说实话，我对这个领域原本是抱着“了解个大概”的心态来的，毕竟现在的网络电视、IPTV发展得太迅猛了，谁还真正在意那些光纤、同轴电缆和信号放大器是怎么回事呢？但这本书完全颠覆了我的认知。它没有停留在理论的空中楼阁，而是深入到了每一个细节的“骨髓”里。我记得翻到关于“光纤接入网的GPON/EPON技术对比”那章时，作者简直是用讲故事的方式把复杂的协议流程梳理得清清楚楚，各种波长分配、时分多址的原理，本来是让人头大的公式和图表，硬生生被他掰成了三维动画一样在你脑海里播放。尤其让我印象深刻的是，它对于老旧的DOCSIS标准演进的梳理，从3.0到3.1，再到未来的4.0，那种对技术生命周期的深刻洞察，让我明白了有线电视网络并非一成不变的“老古董”，而是不断自我迭代的生命体。全书对噪声抑制、信号衰减的计算模型描述得极其到位，让我这个非专业人士也能大致摸到系统设计中那些微妙的平衡点。我感觉读完这本书，我不再只是一个节目的被动接收者，而是一个对传输介质有了敬畏之心的观察者了。它不仅仅是讲技术，更是讲一种追求信号完美传输的工匠精神。

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我是一个沉迷于老电影和经典电视剧的影音发烧友，一直好奇为什么有些老片子的画质修复得那么好，而有些却总有恼人的“雪花”和“拖影”。抱着探究画质根源的想法，我翻开了这本《有线电视技术》，原本以为会看到一堆晦涩的电子学公式，结果却发现了一部关于“信号美学”的宣言。作者对信号质量的描述，简直是艺术家的笔触。他没有用冰冷的数据去描述信噪比（SNR），而是去描绘当SNR低于某个临界值时，人眼是如何感知到“不适”的，那种对视觉体验的关注，让我这个纯粹的消费者都感到振奋。书中对调制解调（Modulation/Demodulation）技术的阐述尤其精彩，QAM星座图的解读，生动地展示了数据如何在电磁波上“跳舞”，以及如何通过增加调制级别（如256QAM到1024QAM）来榨取更多的带宽。这种对“极限性能”的追求，让我对背后的工程学设计充满了敬意。它让我明白，一个清晰的画面，背后凝结了多少关于频率选择、功率控制和误差修正的智慧。这本书让我对“看得清”这件事，有了一个全新的、更深刻的理解。

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