中心主题：通讯
一级分支 1：通讯的基本概念
- 定义
- 信息（消息、数据、信号）从发送者到接收者的传递过程。
- 目的：实现信息的共享、交流与协同。
- 核心要素
- 信源: 信息的产生者/发送方。
- 发送设备: 将信源信息转换为适合传输的信号（如编码、调制）。
- 传输媒介: 信号传播的通道（有线/无线）。
- 接收设备: 将传输的信号还原为原始信息（如解码、解调）。
- 信宿: 信息的接收者。
- 噪声: 传输过程中对信号的干扰。
- 关键指标
- 速率: 传输信息的速度（单位：bps, kbps, Mbps, Gbps）。
- 带宽: 信号可占用的频率范围,决定最大传输速率。
- 延迟: 信息从发送到接收所需的时间。
- 可靠性: 信息传输的准确性和完整性（误码率）。
- 覆盖范围: 通讯系统能有效服务的地理区域。
一级分支 2：通讯的发展历程
- 古代通讯
- 方式： 烽火、信鸽、旗语、驿站、击鼓传声。
- 特点： 速度慢、距离有限、信息量小。
- 电通讯时代
- 电报: (1837年) 莫尔斯电码,开启电子通讯。
- 电话: (1876年) 亚历山大·贝尔,实现语音实时传输。
- 无线电: (马可尼) 实现无线通讯,广播诞生。
- 模拟通讯时代
- 方式： 模拟信号传输（如早期的电话、广播、电视）。
- 特点： 信号易受干扰，失真,保密性差。
- 数字通讯时代
- 标志： 计算机技术与通讯技术结合。
- 特点： 抗干扰能力强、可加密、易于处理和存储、能传输多媒体信息。
- 现代与未来通讯
- 互联网: 全球信息互联。
- 移动互联网: 随时随地接入。
- 物联网: 万物互联。
- 6G/卫星互联网/量子通讯： 未来探索方向。
一级分支 3：通讯的类型与方式
- 按信号形式分
- 模拟通讯: 信号是连续的物理量（如电压、电流）。
- 数字通讯: 信号是离散的0和1（二进制码）。
- 按传输方向分
- 单工: 信号只能单向传输（如广播、电视）。
- 半双工: 信号可双向传输，但不能同时进行（如对讲机）。
- 全双工: 信号可同时双向传输（如电话）。
- 按传输媒介分
- 有线通讯
- 双绞线: 电话线、网线。
- 同轴电缆: 有线电视、早期局域网。
- 光纤: 高速互联网、骨干网络。
- 无线通讯
- 无线电波: 广播、Wi-Fi、蓝牙、移动网络。
- 微波: 卫星通讯、点对点传输。
- 红外线: 遥控器、短距离数据传输。
- 有线通讯
- 按网络范围分
- 局域网: 家庭、办公室、校园内。
- 城域网: 城市范围。
- 广域网: 跨城市、国家,如互联网。
- 个人区域网: 蓝牙、Zigbee等设备间短距离连接。
一级分支 4：核心技术与协议
- 调制与解调
- 调制: 将数字信号加载到载波上。
- 解调: 从载波上提取数字信号。
- 技术： ASK, FSK, PSK, QAM。
- 多路复用技术
- 目的： 在一条信道上同时传输多路信号。
- 技术： 频分复用、时分复用、码分复用、波分复用。
- 交换技术
- 电路交换: 建立专用物理连接（如传统电话）。
- 分组交换: 将数据打包独立传输（如互联网）。
- 报文交换: 整个数据作为一个单元发送。
- 重要协议
- TCP/IP: 互联网的基石协议簇。
- HTTP/HTTPS: 万维网数据传输协议。
- FTP: 文件传输协议。
- SMTP/POP3/IMAP: 电子邮件协议。
- 蓝牙, Wi-Fi: 无线局域网协议。
- 5G NR: 第五代移动通信接入网标准。
一级分支 5：主要应用领域
- 人际通讯
- 电话、短信、即时通讯、视频会议、社交媒体。
- 数据与互联网
- 网页浏览、电子邮件、文件传输、云计算、在线游戏。
- 媒体与娱乐
- 广播电视、流媒体音乐/视频、点播服务。
- 物联网与智慧城市
- 智能家居、智能交通、环境监测、公共安全。
- 工业与商业
- 工业物联网、远程控制、供应链管理、电子商务、移动支付。
- 军事与应急
- 保密通讯、指挥控制、灾害救援通讯。
一级分支 6：未来趋势与挑战
- 发展趋势
- 5G/6G: 超高带宽、超低延迟、海量连接。
- 物联网: 从“人连人”到“万物互联”。
- 卫星互联网: 全球无缝覆盖（如Starlink）。
- 人工智能: 智能网络管理、内容生成、语音助手。
- 边缘计算: 在网络边缘处理数据,减少延迟。
- 量子通讯: 理论上绝对安全的通信方式。
- 全息通讯/元宇宙: 更沉浸式的交互体验。
- 面临的挑战
- 网络安全: 数据泄露、黑客攻击、隐私保护。
- 数字鸿沟: 不同地区、人群间的接入不平等。
- 频谱资源: 无线电频谱日益拥挤。
- 能耗问题: 通讯网络和设备的巨大能耗。
- 法律法规: 适应新技术发展的监管框架。
- 伦理问题: 深度伪造、信息茧房等。
