第四章 物理层接口及其协议
1 第四章 物理层接口及其协议
主要内容 4.1物理层的定义和功能 42物理层的特性 4.3典型的物理层标准接口 4.3.1EARS-232-C 4.3.2|EARS-449/422-A423-A 4.3.3 CCITT×21 44传输介质 4.5其它网络传输技术
2 主要内容 4.1 物理层的定义和功能 4.2 物理层的特性 4.3 典型的物理层标准接口 4.3.1 EIA RS-232-C 4.3.2 IEA RS-449/422-A/423-A 4.3.3 CCITT X.21 4.4 传输介质 4.5 其它网络传输技术
41物理层的定义和功能(1) 物理层的定义 ISO/OSI关于物理层的定义:物理层提供机械的、电气的、 功能的和规程的特性,目的是启动、维护和关闭数据链路实 体之间进行比特传输的物理连接。这种连接可能通过中继系 统,在中继系统内的传输也是在物理层的。 物理层的功能 在两个网络设备之间提供透明的比特流传输 研究内容 物理连接的启动和关闭,正常数据的传输,以及维护管理。 3
3 4.1 物理层的定义和功能（1） ▪ 物理层的定义 - ISO/OSI 关于物理层的定义：物理层提供机械的、电气的、 功能的和规程的特性，目的是启动、维护和关闭数据链路实 体之间进行比特传输的物理连接。这种连接可能通过中继系 统，在中继系统内的传输也是在物理层的。 ▪ 物理层的功能 - 在两个网络设备之间提供透明的比特流传输。 ▪ 研究内容 - 物理连接的启动和关闭，正常数据的传输，以及维护管理
41物理层的定义和功能(2) 几点说明 连接方式(点到点,点到多点) 通信方式(单工,半双工,全双工) 位传输方式 并行 串行:异步、同步 异步:信息以约定的模式传输,模式是将比特流组成字节的方式建立的。每 字节都有起始、结束、间隙位。在字书级别,发、收方不需要同步。但在比 特级仍需同步。這合低速传输。 同步:组成帧结构,需要接收方将比特流组成字节。传输速率高。字节同步 在链路层。 4
4 4.1 物理层的定义和功能（2） ▪ 几点说明 - 连接方式（点到点，点到多点） - 通信方式（单工，半双工，全双工） - 位传输方式 并行 串行：异步、同步 异步：信息以约定的模式传输，模式是将比特流组成字节的方式建立的。每 字节都有起始、结束、间隙位。在字节级别，发、收方不需要同步。但在比 特级仍需同步。适合低速传输。 同步：组成帧结构，需要接收方将比特流组成字节。传输速率高。字节同步 在链路层
数据终端设备(DTE) 包括所有具有作为二进制数字数据源点或终点能力的单元 数据电路终接设备(DTE) 能够传送和接收模拟和数字数据的功能单元。接收DTE数据 并转换为相应的信号,发送到传输链路 物理层的四个重要特性 机械特性( mechanical characteristics) 电气特性( electrical characteristics) 功能特性( (functional characteristics) 规程特性( procedural characteristics) 5
5 ▪ 数据终端设备（DTE） 包括所有具有作为二进制数字数据源点或终点能力的单元。 ▪ 数据电路终接设备（DTE） 能够传送和接收模拟和数字数据的功能单元。接收DTE数据 并转换为相应的信号，发送到传输链路。 ▪ 物理层的四个重要特性 - 机械特性 (mechanical characteristics) - 电气特性 (electrical characteristics) - 功能特性 (functional characteristics) - 规程特性 (procedural characteristics)
42物理层的特性(1) 机械特性 主要定义物理连接的边界点,即接插装置。规定物理连接时 所采用的规格、引脚的数量和排列情况 常用的标准接口 ·lsO2110,25芯连接器,EARS232C,E|ARS-366 A ls○2593,34芯连接器,V35宽带 MODEM ·lsO4902,37芯和9芯连接器,EARS-449 lsO4903,15芯连接器,X20、X.21、X22
6 4.2 物理层的特性（1） ▪ 机械特性 - 主要定义物理连接的边界点，即接插装置。规定物理连接时 所采用的规格、引脚的数量和排列情况。 - 常用的标准接口 • ISO 2110，25芯连接器，EIA RS-232-C，EIA RS-366- A • ISO 2593，34芯连接器，V.35宽带MODEM • ISO 4902，37芯和9芯连接器，EIA RS-449 • ISO 4903，15芯连接器，X.20、X.21、X.22
42物理层的特性(2) 电气特性 规定传输二进制位时,线路上信号的电压高低、阻抗匹配、 传输速率和距离限制。 早期的标准是在边界点定义电气特性,例如EARS232C V28;最近的标准则说明了发送器和接受器的电气特性,而 且给出了有关对连接电缆的控制。 CCITT标准化的电气特性标准 CCITTV10×.26:新的非平衡型电气特性,EARS 423-A CCITTV11/27:新的平衡型电气特性,E|ARS422 A CCITTV28:非平衡型电气特性,EARS232C CCITTX.21/EIARS-449 7
7 4.2 物理层的特性（2） ▪ 电气特性 - 规定传输二进制位时，线路上信号的电压高低、阻抗匹配、 传输速率和距离限制。 - 早期的标准是在边界点定义电气特性，例如EIA RS-232-C、 V.28；最近的标准则说明了发送器和接受器的电气特性，而 且给出了有关对连接电缆的控制。 - CCITT 标准化的电气特性标准 • CCITT V.10/X.26：新的非平衡型电气特性，EIA RS- 423-A • CCITT V.11/X.27 ：新的平衡型电气特性，EIA RS-422- A • CCITT V.28：非平衡型电气特性，EIA RS-232-C • CCITT X.21/EIA RS-449
42物理层的特性(3) 功能特性 主要定义各条物理线路的功能。 线路的功能分为四大类: 数据 控制 定时 地 规程特性 主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系 8
8 4.2 物理层的特性（3） ▪ 功能特性 - 主要定义各条物理线路的功能。 - 线路的功能分为四大类： • 数据 • 控制 • 定时 • 地 ▪ 规程特性 - 主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系
43典型的物理层标准接口(1) 4.3.1EARS-232-D 1960年美国电子工业协会EA提出RS-232,1963年提出 RS-232-A,1965年提出RS-232-B,1969年提出RS 232-C。用于 DTE/DCE之间的接口。 机械特性 两种标准:DB25(DB9)芯连接器,DTE为插头,DCE为插座 电气特性 采用非平衡型电气特性,低于3V为“1,高于+4V为“0”,最 大20Kbps,最长15m。非归零编码(NRzL) 9
9 4.3 典型的物理层标准接口（1） 4.3.1 EIA RS-232-D ▪ 1960年美国电子工业协会EIA提出RS-232，1963年提出 RS-232-A，1965年提出RS-232-B，1969年提出RS- 232-C。用于DTE/DCE之间的接口。 ▪ 机械特性 - 两种标准：DB25（DB9）芯连接器，DTE为插头，DCE为插座 ▪ 电气特性 - 采用非平衡型电气特性，低于-3V为“1”，高于+4V为 “0”，最 大 20Kbps，最长15m。非归零编码（NRZ-L）
43典型的物理层标准接口(2) 功能特性 定义了25条线,许多子集,基本与 CCITT V24兼容 Fig 2-21 规程特性 对不同的功能子集,有不同的规程 RS232C有14中不同的接口类型,适合于:单工,半双工, 全双工,同步,异步 RS-232C的不足与改进 不足 传输性能低,距离短,速率低。 改进 重新设计,X21; 以RS-232-C为基础改进,1977年提出RS449。 10
10 4.3 典型的物理层标准接口（2） ▪ 功能特性 - 定义了25条线，许多子集，基本与CCITT V.24兼容。 - Fig. 2-21 ▪ 规程特性 - 对不同的功能子集，有不同的规程。 - RS-232-C 有14中不同的接口类型，适合于：单工，半双工， 全双工，同步，异步 ▪ RS-232-C的不足与改进 - 不足 • 传输性能低，距离短，速率低。 - 改进 • 重新设计，X.21； • 以RS-232-C为基础改进，1977年提出RS-449