物理层之概念例子

物理层之概念例子第1页，共26页，2023年，2月20日，星期六物理层的机械特性物理连接时所采用的连接器的几何尺寸、插针和插孔数量及排列顺序等。物理层物理层的电气特性：在物理连接上传输二进制比特流时，线路上信号电压的高低、阻抗的匹配、传输速率和距离的限制。物理层的功能特性：物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。物理层的规程特性：利用信号线进行二进制比特流传输的一组操作过程，即各信号线的工作规则和先后顺序。第2页，共26页，2023年，2月20日，星期六物理层物理层中，用户拥有的数据设备被称为数据终端设备（DTE）;物理层中，为用户设备提供入网连接点的设备被称为数据通信设备（DCE）;第3页，共26页，2023年，2月20日，星期六

物理层基本概念为数据链路层在一条物理的传输媒体上传送或接收比特流首先，激活一个连接； 建立连接，为连接准备缓冲区，以便接收数据然后，在通信过程中维持连接；最后，在通信结束时关闭连接。 释放连接，释放所占用的资源，以便其他连接或通信使用第4页，共26页，2023年，2月20日，星期六

物理层考虑：如何在连接的传输媒体上传送比特流，而不是指连接计算机的具体物理设备或具体传输媒体。作用：屏蔽传输介质的差异，使链路层感觉不到这些差异任务：描述传输媒体的接口特性机械特性：规定接口所用连接器的形状、尺寸引脚数目、排列顺序、固定装置等电气特性：规定连接器引脚上哪一条应该有什么样的电压范围(即什么样的电压代表1或0)，信号电压的幅度、信号的持续时间等功能特性：规定接口的某条引脚上出现的某一电平代表什么意义规程特性：规定不同功能的各种可能时间的发生顺序基本概念第5页，共26页，2023年，2月20日，星期六物理层标准接口RS-232RS-232口、串口、异步口、一个COM（通信）口。RS-232接口是DTE（数据终端设备）和DCE（数据通信设备）之间的一个接口。DTE：计算机、终端、串口打印机等；有一个插头(针输出)DCE：调制解调器、某些交换机COM口；DCE有一个插座(孔输出)。DTE(计算机或其它终端)和DCT(调制解调器或其它通信设备)之间采用串行二进制型式进行数据交换的接口。DTEDCEDCEDTE公用电话交换网第6页，共26页，2023年，2月20日，星期六现在所有的接头都可以分为公头和母头两大类。公头：泛指所有针式的接头。母头：泛指所有插槽式的接头。第7页，共26页，2023年，2月20日，星期六

第8页，共26页，2023年，2月20日，星期六全称:EIA-RS-232标准，EIA(ElectronicIndustryAssociation)：美国电子工业协会RS（Recommededstandard）：推荐标准232：标识号规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程目前在IBMPC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口第9页，共26页，2023年，2月20日，星期六1.电气特性对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能作了规定在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V～-15V

逻辑0(SPACE)=+3～＋15V

在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：

信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V

信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15V

第10页，共26页，2023年，2月20日，星期六2、机械特性：未定义连接器的物理特性，有DB-25和DB-9两种连接器电缆长度：在通信速率低于20kb/s时，RS-232C所直接连接的最大物理距离为15m（50英尺）。第11页，共26页，2023年，2月20日，星期六DB-25连接器：定义了25根信号线，分为4组：①异步通信的9个电压信号(含信号地SG)2，3，4，5，6，7，8，20，22②20mA电流环信号9个（12，13，14，15，16，17，19,23，24）③空6个（9，10，11，18，21，25）④保护地（PE）1个，作为设备接地端（1脚）DB-9连接器:只提供异步通信的9个信号。第12页，共26页，2023年，2月20日，星期六3、功能特性 标准接口有25条线:4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根 (1)联络控制信号线： 6数据装置准备好（Datasetready-DSR) 20数据终端准备好(Datasetready-DTR) 4请求发送(Requesttosend-RTS) 5允许发送（Cleartosend-CTS） 接收线信号检出(DataCarrierDectct-DCD) 22振铃指示(Ringing-RI) (2)数据发送与接收线： 2发送数据(Transmitteddata-TxD) 3接收数据(Receiveddata-RxD) (3)地线:SG、GND——7信号地(公共地线)和1保护地(屏蔽地线)第13页，共26页，2023年，2月20日，星期六

第14页，共26页，2023年，2月20日，星期六4、规程特性 1主叫DTE(通过电话)拔号呼叫对方；

2被叫DCE收到呼叫信号后接通振铃RI信号；

3被叫DTE收到RI信号后接通RTS(请求发送);4被叫DCE向被叫DTE回答CTS(允许发送)；同时4被叫DCE向主叫DCE发送载波，告知接受呼叫；5主叫DCE将载波传送给主叫DTE，告知可通信；

通信链路建立好了

6被叫断开RTS(请求发送)和CTS(允许发送)；7被叫DCE关闭载波； 8主叫DCE检测到载波关闭，断开DCD(载波检测)；9主叫DTE接通RTS(请求发送); 10主叫DCE向主叫DTE回答CTS(允许发送)；

11数据传输开始了 12主叫和被叫均无载波发送，呼叫释放第15页，共26页，2023年，2月20日，星期六第16页，共26页，2023年，2月20日，星期六连接方式DTE-DCE：直连DTE-DTE：交叉连接

第17页，共26页，2023年，2月20日，星期六RS232的连接器（3线连接：发送数据、接收数据、信号地）第18页，共26页，2023年，2月20日，星期六物理层标准接口RS-449针对RS－232：通信距离短(<15m)；通信速率低(<20kbps)三个接口标准：RS-449 机械特性37芯或9芯连接器 功能特性 规程特性RS-422A 电气特性

平衡电路——每个信号都使用两根信号线以较高的速率传输较远的距离：10m距离10Mbps速率；1200m距离100Kbps速率RS-423A电气特性

非平衡电路——所有电路共用一个公共地 传输速率较低，通信距离较远：10m距离300Kbps速率；1200m距离1.2Kbps速率第19页，共26页，2023年，2月20日，星期六

用户计算机DTE与数字化DCE之间交换信息的通用接口为全数字电路交换网提出

X.25分组交换协议的最低层－－物理层机械特性：15针连接器，8条接口信号线。电气特性采用非平衡型电气特性和平衡型电气特性。传输速率：600，2400，4800，9600，48000bpsDTE使用非平衡型电气特性和平衡型电气特性；DCE使用平衡型电气特性功能特性:定义了8条功能线。规程特性：分四个工作阶段：空闲，呼叫控制，数据传送，清除。物理层标准接口CCITTX.21第20页，共26页，2023年，2月20日，星期六物理层协议数据链路层实体物理实体物理实体物理实体P1P1接口MFEC物理媒体连接物理媒体连接与媒体接口数据链路层实体系统连接的实际环境系统连接的逻辑环境（物理层模型）DTEDCEDCEDTE公用电话交换网复习第21页，共26页，2023年，2月20日，星期六EIARS-232-CDTE（数据终端设备）：具有一定数据处理能力及收发数据能力的设备，如计算机。DCE（数据电路端接设备）：在DTE和传输线路之间提供信号变换 和编码功能，并负责建立、保持和释放数据链路的连接，如MODEM机械特性：规定DTE和DCE之间的机械连接方法，连接器的几何尺寸，引脚排列和锁定装置等，25针插座，DTE一侧采用孔式结构，DCE一侧采用针式结构电气特性：规定电信号线的电气连接连接方式以及信号幅值、输入/输出阻抗、波形参数。DTE-DCE间传输介质的最大数据传输率及最大传输距离等。

-15V~-5V表示“1”，+5V~+15V表示“0”，最大速率为20Kbps,最大电缆长度为15米。第22页，共26页，2023年，2月20日，星期六EIARS-232-C功能特性：引脚信号的含义，常用的10条地线数据线控制线定时线辅助信道线针脚号接口线类型电路名称功能说明信号方向1地线AA保护地

2数据线BA发送数据→DCE3数据线BB接收数据→DTE4控制线CA请求发送→DCE5控制线CB清除发送→DTE6控制线CC数据设备就绪→DTE7地线AB信号地

8控制线CF载波检测→DTE20控制线CD数据终端就绪→DCE22控制线CE振铃指示→DTE第23页，共26页，2023年，2月20日，星期六RS-232-C的规程特性：DTEDCECDCCCACBCFBABBCBCA数据终端就绪

数据设备就绪

请求发送清除发送OFF载波检测发送数据接收数据请求发送OFF，DCE停CF规程特性：动作的顺序第24页，共26页，2023年，2月20日，星期六X.21建议书数字信道接口标准，规定DTE在建立和释放呼叫时与DCE交换的信息，此时DCE表示DTE和网络接口的设备机械特性：15根引脚功能特性：8条信号线DTEDCET