计算机通信网-第二章物理层

计算机通信网2011年教案作者：段景山2第二章物理层物理层功能数据通信理论传输介质（直接相连的介质）通信系统（非直接相连的介质）物理接口规范32.5物理层接口各种接口类型RS-232C(异步传输)RJ45(块传输)V.35/G.703(同步传输)BNC（块传输）42.5.1物理层接口定义规范四大接口特性机械特性接口外观、尺寸、接插件电气特性电信号的频率、幅度、编码方式等功能特性接口各针脚的功能规程（过程）特性接口各针脚的工作流程52.5.2RS－232C低速：1200bps,2400bps,…,115.2Kbps(max)短距离：15米(max)6机械特性EIA5749针连接器接口应用情况PC机上:COM1,COM2Router:AsyncportsSwitch:ConsoleEIA232123456789113142525pin7电气特性-3vto-25v表示逻辑'1'(mark)+3vto+25v表示逻辑'0'(space)-3vto+3v不确定信道的连接基本要求发送线路—连接到对方的接收线路接收线路—连接到对方的发送线路如图：通信双方对同一电缆接口(收/发)线明确定义否则会出现收—收、发—发的冲突设备接口的标准名称DTE：DataTerminalEquipmentDCE：DataCircuit-terminationEquipment接口线定义：只定义DTE端的接口线，DCE端配合DTE的定义功能特性1414用户端：DTE网络端：DCERS232C连接线路DTEDCE123456789TxD123456789RxDDCDDTRDSRRTSCTSRIDCD、RI：拨号Modem专用信号DTEDTEDTEDCEDCEDCEDTE间、DCE间的连接需要改动电缆中的线路才能实现（Modem专用信号可不使用）PSTNSG功能特性引脚定义（DTE端）1131425156918Pin定义方向1DCD2RxD3TxD4DTR5SG6DSR7RTS8CTS9RIShellGndPin定义方向8DCD3RxD2TxD20DTR7SG6DSR4RTS5CTS22RIShellGndPin定义方向1DCD5RxD4TxD8DTR6SG---DSR2RTS7CTS3Gnd11功能特性TxD(发送数据),3号针脚DTEDCE的数据发送线RxD(接收数据),2号针脚DTEDCE的数据接收线RTS(请求发送),7号针脚DTE请求DCE接收数据，当DCE准备好后，DCE会应答CTS信号CTS(清除待发送),8号针脚DCE通知DTE可以发送数据了123456789ReceiveddataTransmitteddataCarrierdetectorDTEreadySignalgndDCEreadyRequesttosendCleartosendRingindicator12功能特性DTR(DTE预位)……DSR(DCE预位)……DCD(载波检测)……RI(振铃指示)……123456789ReceiveddataTransmitteddataCarrierdetectorDTEreadySignalgndDCEreadyRequesttosendCleartosendRingindicator13规程特性通信规则双方通信前，需要确认对方是否准备好DTR、DSR：=1分别表明DTE、DCE准备好DCE随时可向DTE发送数据DTE要发送数据时，需要经过以下步骤RTS=1：DTE向DCE请求发送数据CTS=1：DCE告诉DTE，可以发送数据DTE发送数据……三个操作阶段准备阶段请求/指示阶段发送/接收阶段14规程特性-准备阶段DTRDSRDTEDCEDTEDCEDTEassertDTRwhenitisreadyDCEassertDSRwhenitisreadyDSRDTEDCEDTRBothsideareready15规程特性－请求/指示阶段DTEassertRTSforsendingrequestDSRDTEDCEDTRRTSCTSDSRDTEDCEDTRRTSCTSDCEassertCTSforacktherequestDCEassertRIforingcallDSRDTEDCEDTRDCDRIRingingDSRDTEDCEDTRDCDRIDCEassertDCDanddeassertRIforingdata16规程特性-发送/接收阶段

DSRDTRDCDRIDTEReceivingdataRxDDSRDTEDCEDTRRTSCTSDTEsendingdataTxDRS-232接口规范反思四个特性语法、语义、时序？17182.5.3BNC接口ThinCoaxialCableBNCBarrelBNCTeeBNC50-ohmTerminatorMaleBNCConnectorFemaleBNCConnectorMaleBNCConnector（forattachingTeetoNIC）GroundWireLockingProtrusionFemaleBNCConnectorAUIConnector（15-pin）RJ-45jack（8-pin）RearViewofEthernetNICMaleBNCConnector19BNCConnector2010Base2EthernetNICbuilt-intransceiverComputerEthernetNICbuilt-intransceiverComputerEthernetNICbuilt-intransceiverComputerEthernetNICbuilt-intransceiverComputerEthernetNICbuilt-intransceiverComputerEthernetNICAUItransceiverComputer10Base2Repeater50-ohmterminatorBNCTeeConnectorBNCBarrelTransceiverCable15-pinAUIConnectorThinEthernetTransceiver2.5.4RJ45（块传输，以太网接口）Mechanical18Cable：UTP(Un-TwistedPair)STPCablecategory:CAT3、CAT5、…PlugJackEthernetCardUTPcableRJ45（以太网接口）连接方式188765432118DTEDCEDTE定义1236DCE定义12361、2一路信号，3、6一路信号4、5、7、8留作其它用途引脚、线序直接对应87654321RJ45接口特殊连接时如何决定线序？23DTEDTEDCEDCEDTE定义1236DTE定义1236DCE定义3612DCE定义3612RJ45（以太网接口）ElectricalConnection1234567812345678TxDRxDDCE1234567812345678TxDRxDDTEDTE--DTEDTE--DCETxDRxDV+V-V+V-RJ45（以太网接口）DataTransmissionBlockTransmissionCoding：Manchester，4B/5BTxDRxDDataRate10Mbps(CAT3,10Base-T)100Mbps(CAT5,100Base-T)1000Mbps(CAT5e,1000Base-Tx)10Gbps(CAT6)Distance100米Block长度：上千字节RJ45（以太网接口）DataTransmissionServiceFullduplexBlockbyblock(oneframeperblock)RJ45发收控制UTPCableFrame-1Frame-2BlockBlockBlock272.5.5V.35/G.703InterfaceV.35MaleV.35FemaleG.703PSTN/SDH同步传输信道V.35/G.703G.703电子科大通信学院28V.35/G.703ConnectionTxDTxCRxDRxCDTRDSRRTSCTSDTEDCEV.35G.703短距离传输(<100米)较长距离传输(<2Km)电子科大通信学院29V.35DataTransmissionSynchronoustransmission(同步传输)Coding:NRZFullduplexDataTxDTxCRxDRxCRTSCTSDTRDSR数据有效设备活动电子科大通信学院30G.703DataTransmissionSynchronoustransmission(同步传输)Coding：HDB3FullduplexCodingDataBitsClockdecodingClockextractionDataHDB3电子科大通信学院31V.35/G.703ParametersV.35Datarates:2.048Mbps(E1)Distance:15米G.703Datarates：2.048Mbps(E1)Distance:1.5~2kmV.35传输系统V.35E1信道V.35-G.703接口转换器G.703G.703G.703G.703电子科大通信学院322.5.6光纤接口(块、同步传输)Mechanical光缆电子科大通信学院33PSTN/SDH光纤接口ConnectionDataTransmissionSynchronous(同步传输)Coding:HDB3(electrical)Fullduplex(2fiber)块传输同步传输电子科大通信学院34光纤接口Parameters单模光纤：速率高，传输距离远Upto10Gbps，100skm多模光纤：速率较低，距离较近Upto100sMbps，2kmV.35光纤传输系统SDH/SONETV.35直接连接352.5.7接口转换器（适配器）将物理接口通过一定的技术转换为另一种接口形式，从而能更灵活地选用传输介质2.6物理层小结物理层模型36DLDLPhyPhyBytesSeriesContinuousbitstreamBlockofbitsDigitaltransmissionAsynchronousSynchronousBlockPacketL3L2L1从物理层的数字bit流传输方式，到网络层的Packet传输，还需进一步的技术处理—链路层物理层小结ConnectionShortDistance–directconnectionLongDistance–viatransmissionsystemsChannelbitLength——mainparameterL=R*（d/v）DataRateDistanceCableandInterfaceTypeWires,Wireless,Coaxial,FiberDTE/DCE，RS-232C，RJ45，V.35/G.70337作业1、请找出双绞线所采用的抗干扰技术，至少包括三种2、物理层规范中的四大特性是哪四个？如果从协议要素的角度，你认为这四大特性哪些是“语法”，哪些是“语义”，哪些是“时序”？3、请查资料，找到一种利用RS232接口直接将两台计算机连接时，两端接口线路的连接方式——又称为“零Modem”或“ZeroModem”3839串行电缆连接器（资料）V.35maleV.35femaleEIA/TIA-449maleEIA/TIA-449femaleEIA-613HSSImaleEIA/TIA-232maleEIA/TIA-232femaleX.21maleX.21femaleEIA-530male40EIA-232DB-25toDB-25

ModemCableDB-25信号方向信号DB-258DCD←DCD83RxD←RxD32TxD→TxD220DTR→DTR207SG↔SG76DSR←DSR64RTS→RTS45CTS←CTS522RI←RI22ShellGND↔GNDShell41EIA-232DB-25toDB-9

ModemCableDB-25信号方向信号DB-98DCD←DCD13RxD←RxD22TxD→TxD320DTR→DTR47SG↔SG56DSR←DSR64RTS→RTS75CTS←CTS822RI←RI9ShellGND↔GNDShell42EIA-232DB-9toDB-25

ModemCableDB-9信号