資料通訊基礎：

網路的目的：兩個終端互相通訊。
實現互相通訊的兩個終端有可能距離非常遠也有可能距離非常近。別管有多遠有多近，都要用到最基本的資料傳輸單元：

1. 終端-交換機
2. 交換機-交換機
3. 交換機-終端

什麼叫資料傳輸系統？
資料傳輸系統：實現由物理鏈路互連的兩個結點之間資料傳輸過程的系統稱為資料傳輸系統。形式就是上面提到的三種形式。資料傳輸系統是最基本的資料傳輸單元。

資料傳輸系統：

資料傳輸系統的組成：

1. 結點
2. 收發器
3. 通道

結點組成：可以是終端、伺服器和交換機等裝置。
結點功能：

• 產生需要傳輸的二進位制位流
• 接收二進位制位流

收發器組成：可以是網絡卡（在結點內），也可以是調變解調器（在結點外）
收發器功能：

• 連線傳送端的收發器實現將資料轉換成訊號的過程
• 連線接收端的收發器實現將訊號還原成資料的過程

通道：訊號傳播通道
通道分類：

• 按訊號分：傳播光訊號通道、傳播電訊號通道
• 按介質分：有線通道、無線通道
• 按長度分：單段物理鏈路通道、多段物理鏈路組合通道

資料傳輸系統分為：

• 數字傳輸系統：用數字訊號傳輸二進位制位流
• 模擬傳輸系統：用模擬訊號傳輸二進位制位流

資料傳輸系統的功能：

通道結點連線方式

資料通訊的方式：

• 單工通訊：又稱單向通訊，指資料只能沿一個固定方向傳輸，即傳輸是單向的，而且任何時候都不能改變資料傳輸方向。
• 半雙工通訊：又稱雙向交替通訊，指資料允許沿兩個方向傳輸，任一時刻只能沿一個方向傳輸資料。兩端裝置都允許傳送、接收資料，但任一時刻不能同時既傳送又接收資料。
• 全雙工通訊：又稱雙向同時通訊，指允許同時沿兩個方向傳輸資料，這種通訊方式下，兩端裝置之間必須同時存在兩個方向的通道。一般情況下，採用全雙工通訊方式的資料傳輸系統，通道連線方式為點對點連線方式，且兩個裝置由雙向通道（允許同時雙向通訊的通道）互連。

單工：

半雙工：

全雙工：

訊號

正弦波訊號：
剛剛講過，訊號在通道上傳輸，訊號有模擬訊號和數字訊號，但是我們為啥要講正弦波訊號？？因為在通道上咱們不是說生成個什麼樣的訊號就能生成個什麼樣的訊號，得用一種基礎的訊號疊加出來才能表示出咱們的訊號。為啥呢？因為網際網路制定者並不知道你要發的資料有什麼規律，乾脆給你定義了一堆類似於積木的東西，你想要什麼東西就自己拼。咱們想要的東西就是數字訊號和模擬訊號，正弦訊號就是網際網路制定者發給咱們的積木。

✳週期性的數字訊號和模擬訊號可以用一組不同頻率的正弦波訊號表示。這就是搭積木的基礎。不能表示還搭個屁呀。
正弦波訊號：

數字訊號：

• 特點：幅度為有限離散值的訊號。數字訊號改變幅度時，直接從一種幅度跳變到另一種幅度。
• **基帶訊號：**幅度只有兩種離散值的數字訊號。基帶訊號為最常用的表示二進位制位流的數字訊號。基帶訊號算是特殊的數字訊號吧。

再來看看諧波：用於合成週期性數字訊號的不同頻率的正弦波訊號。（可以理解為不同size的積木）
擬合週期性數字訊號：由有限次諧波合成的接近原始週期性數字訊號的訊號
頻寬：用於形成擬合週期性數字訊號的各次諧波的頻率範圍

再來看看擬合過程：

可以看到，隨著擬合次數的增加，越來越接近與要表達的數字訊號了。
理論上來說要與要表達的訊號相同的話，需要無數次擬合。但是實際應用中只要次數達到一定的限制就可以認為是想要表達的訊號了。

模擬訊號：

擬合週期性模擬訊號：
由有限次不同頻率正弦波訊號合成的接近原週期性模擬訊號的訊號
模擬訊號的頻寬：
用於形成“擬合週期性模擬訊號”的一組不同頻率的正弦波訊號的頻率範圍

訊號的失真和還原：

數字訊號和模擬訊號都會存在失真。
為啥呢？
先來說說阻抗：物理鏈路中存在阻抗，阻抗與物理鏈路長度成正比。
再來說說阻抗的頻率相關性：相同物理鏈路對不同頻率的訊號呈現不同的阻抗，不同頻率的訊號經過相同物理鏈路，有著不同的衰減程度。
所以說，你想想看哈。比如你有6根香蕉，小明有3根香蕉。你們從猴子群經過，猴子看到你香蕉多就吃你3根，吃小明1根（對應頻率相關性）。然後你還剩下3跟香蕉，小明還剩下2根香蕉。根據你和小明的現在的香蕉比例根本得不到你們倆原來的香蕉的比例。這就是一個典型的失真。
失真：失真是因為相同物理鏈路上，不同頻率的正弦波訊號的衰減不同。

數字訊號的還原：

• 幅度還原：通過設定閾值來還原幅度
• 寬度還原：通過時鐘同步實現

啥叫設定閾值？？就是一刀切，0101訊號失真，規定大於0.5的是1，小於0.5的是0，0.5就是設定的閾值。

數字訊號只有有限離散值，幅度還原比較容易。

基帶訊號不能還原的情況：

• 失真後的低電平高於閾值：噪音
• 失真後的高電平低於閾值：衰減

模擬訊號的還原原理：

• 幅度連續的訊號只能通過放大訊號來彌補訊號衰減
• 構成模擬訊號的各次諧波的衰減程度不同
• 必須對各次諧波單獨設定放大電路（這是不現實的）

模擬訊號還原為啥這麼難？看圖！

模擬訊號還原複雜性：

• 由於模擬訊號是由無數諧波所組成的，為各次諧波單獨設定放大電路是不可行的
• 為模擬訊號設定單個統一的放大電路反而加劇失真嚴重程度

本標小結：

• 數字訊號和模擬訊號都是由多次諧波組成的
• 數字訊號和模擬訊號通過物理鏈路傳輸都會引發失真
• 數字訊號失真容易還原，模擬訊號不容易還原