路由器的异步和同步串行接口

本文以Cisco路由器为例，介绍了路由器上常用接口的类型、特点和应用场合。

1 EIA/TIA 232

EIA/TIA 232有时又被称作RS-232 C.RS（Recommended Standard）代表推荐标准（EIA制定的标准一般都被冠以"RS" ），232是标识号，C代表RS-232的最新一次修改。它是由是美国电子工业协会/电信工业协会（Electronic Industries Association / Telecommunications Industries Association，EIA/TIA）在1969年公布的通信协议标准。它最初主要用于近距离的DTE和DCE 设备之间的通信。后来被广泛用于计算机的串行接口（COM1、COM2等）与终端或外设之间的近地连接标准。该标准在数据传输速率20K bps时，最长的通信距离为15米。该标准对应的国际标准是CCITT推荐的标准V.24.

这个标准对串行接口通信的有关问题，如电缆、接口的机械、电气特性、信号功能及传送过程特性进行了描述。

1.1 机械特性

RS-323 C可以有多种类型的连接器（接口），如25针连接器（DB-25）、15针连接器（DB-15）和9针连接器（DB-9）。其中以DB-25、DB-9最为常见，如图1所示。不论哪种类型的接口，都定义了孔端连接器用来连接DTE设备、针端连接器用来连接DCE设备。

1.2 电气指标

RS-232 C规定，数据线上的逻辑1的电压范围是：-3V～-15V、逻辑0的电压范围是：+3～＋15V；通信控制线上的信号有效或称接通的电压范围是：+3～＋15V、信号无效或称断开的电压范围是：-3V～-15V.其他值视为违例。

1.3 功能特性

功能特性规定了连接器的各针的定义、与哪些电路连接、有何功能。表1

给出了DB-25常用的一些针的定义、功能等。

表1 RS-232 C的功能特性描述

其中：

第1针GND，是设备的保护地，与设备机壳相连。

第2针TxD（Transmitted Data），是数据发送针，从此针上DTE向DCE发送数据。

第3针RxD（Received Data），是数据接收针，从此针上DTE从DCE接收数据。

第4针RTS（Request to Send），用来表示DTE请求向DCE发送数据。

第5针CTS（Clear to Send），用来表示DCE已准备好接收DTE发来的数据，是对DTE请求发送信号RTS的响应信号。

第6针DSR（Data Set Ready ），用来表示DCE已沟通好和通信信道的联系，完成了操作准备，而不是处于测试方式或断开方式。

第8针DCD（Data Carrier Detect），载波信号检测，DCE使用DCD针通知DTE它与远程设备的连接建立和终止的情况。例如，DCE通过降低D CD信号通知DTE它与远程设备的连接已终止。

第20针DTR（Data Terminal Ready），用来表示DTE已准备好。这条线有时连在DTE的电源上，一旦电源接通，这条线上就有了有效信号。

第22针RI（Ringing），是振铃指示。当一方DCE收到对方DCE送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知DTE已被呼叫。

1.4 过程特性

过程特性指明了通信过程中事件发生的顺序以及过程细节。

如当计算机或终端加电时，它将第20针（DTR）设置为逻辑1.当调制解调器加电时，它将第6针（DSR）设置为逻辑1.当调制解调器检测到电话线上的载波时，它将第8针（DCD）置1.

只有当DSR和DTR都处于ON状态时，才能在DTE和DCE间操作。而当DTE 要发送数据时，则要首先将RTS线置成ON 状态，等在CTS线上检测到ON状态的应答后，才能在TxD线上发送数据。

1.5 EIA/TIA 449

RS-232 C的数据传输不能超过20 Kbps，同时电缆最大长度不能超过15米。这大大限制了其应用能力。后来（1977年），EIA/TIA推出了一个新的标准：RS-449.如图2所示。

该标准的机械、功能和过程性由RS-449定义，电气接口由两个不同的标准定义。一个标准是RS-423 A，它与RS-232 C相似，所有的电路共享一个公共地，称为非平衡传输（unbalanced transmission）。

另一个电气标准是RS-422 A，采用平衡传输（balanced transmission），无公共地。RS-422 A能在不超过60米长的电缆上达到2Mbps的数据传输速率。

2 控制台端口

很多厂商的各类不同的网络设备都提供了控制台端口（Console Port）对设备进行初始、带外配置。对于Cisco来说，其所有路由、交换设备都提供了控制台端口。很多平台、型号还配有辅助端口（Auxiliary Port），提供了远程维护设备的手段。

根据设备类型、型号不同，其控制台端口的接口形式也不同。常见的有两种：采用DB-25的控制台端口和采用RJ-45的控制台端口。它们都符合EIT/TIA 232异步串行接口规范。

Cisco的低端设备，一般都提供采用RJ-45的控制台端口。它是DCE端，当我们将其与调试工作站的串行接口（COM1 、COM2）相连时，必须使用EIT/TIA 232到RJ-45的转换器和反转电缆。

在Cisco设备中，其控制台端口电路中，没有使用第1、8（RTS、CTS）针。而第1、8针是用来进行流量控制的。换句话说，控制台端口没有流量控制功能。如果PC端发送数据太快、太多，则可能造成控制台端口的缓冲区溢出。因此，一般控制台端口的速率选择为9600bps，而这时发生缓冲区溢出的可能性很小。

3 辅助端口

辅助端口是标准的异步串行设备，有着标准串行设备的所有功能，如流量控制。因此可以在较高的速率上运行，一般可以达到115 200bps.

辅助端口为网络管理人员远程管理网络设备提供了可能，如图3所示。