物理层与数据链路层

? 5dBm～35dBm
阻抗
600
平衡特性
平衡输入输出
表 4.2
ITU-T 建议 V.28
V.10/X.26 V.11/X.27
ITU-T V/X 系列有关建议的某些电气特性
“1”信号电平（负）
“1”信号电平（负）
? 3V～? 15V（对地）
+3V～+15V（对地）
? 4V～? 6V（对地） ? 2V～? 6V（对地）
1．物理层的功能
物理层的主要功能就是为它的服务用 户即数据链路层的实体在具体的传输介质 上提供发送或接收比特流的能力。
目前，可供计算机网络使用的物理设
备和传输媒体种类很多，特性各异，物理 层的作用就在于要屏蔽这些差异，使得数 据链路层不必去考虑物理设备和传输介质 的具体特性，而只要考虑完成本层的协议 和服务。
4.2.5 常用的物理层标准
常用的物理层接口标准有以下几种。
1．EIA RS-232-C和EIA-232-D 2．EIA RS-449，RS-422-A 和RS-423A
表 4.3
EIA RS-232-C 的电气特性
驱动器输出电平（3k～7k）
驱动器输出电平（无负载） 驱动器通断时的输出阻抗 输出短路电流 驱动器转换速率 接收器输入阻抗 接收器输入电压允许范围 接收器输出（输入开路时） 接收器输出（输入经 300接地） 接收器输出（+3V 输入） 接收器输出（?3V 输入） 最大负载电容
逻辑 0：+5V～+15V 逻辑 1：?5V～?15V
? 25V～+25V ＞300 ＜0.5A ＜30V/s
3k～7k ? 25V～+25V
逻辑 1 逻辑 1 逻辑 0 逻辑 1 2500pF
DTE
DCE
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
8
8
7
7
6
6
20
20
(a) 远程连接
DTE
DTE
2
2
3
3
4
4
5
5
DTE/DCE标准接口的电气特性规定了 DTE/DCE之间多条信号线的电气连接及有 关电路特性，通常包括：发送器和接收器 的电路特性（如发送信号电平，发送器的 输出阻抗，接收器的输入阻抗，平衡特性 等），负载要求，传输速率和连接距离等。
表 4.1 电话网接口电气特性的规定
发送电平
≤0dBm
接收电平
4.4.2 ARQ协议
停等协议之所以信道利用率不高，是因 为发送端在等待接收端返回应答帧时，白白 地浪费了信道可利用的时间。
为此，若使发送端在发送完一帧数据信 息之后，不是停下来等待对方的应答，而是 继续再发送若干帧，这样就可有效地利用等 待时间，提高了整个通信的吞吐量。
【本章内容简介】本章主要介绍物理
层与数据链路层常用的协议标准，包括物 理层的功能特性，物理层的接口特性，数 据链路层的功能，数据链路层的停等协议、 ARQ协议、HDLC协议以及PPP协议。
【Biblioteka Baidu章重点难点】重点掌握HDLC协 议的工作原理， PPP协议原理及工作过程， PPP帧的封装方法。
4.1 物理层的功能和特性
数据链路有时又称逻辑链路，它是指
发信节点与收信节点之间用于数据传输的 一条逻辑通路。
HOST
M
M
物理链路
数据链路
HOST
M
M
物理链路
数据链路
HOST
图4.4 物理链路与数据链路的区别
4.3.2 数据链路层的主要功能
（1）链路管理 （2）帧同步 （3）差错控制 （4）流量控制 （5）透明传输
4.4 数据链路层协议
+4V～+6V（对地） +2V～+6V（对地）
速率范围 ≤20kbit/s ≤300kbit/s ≤10kbit/s
DTE/DCE接口的电气连接有以下三种 方式。
（1）非平衡方式 （2）差动接收的非平衡方式 （3）平衡方式
(a) 非平衡方式
(b) 差动接收的非平衡方式
(c) 平衡方式
图4.2 DTE/DCE 接口的三种电气连接
8
8
7
7
6
6
20
20
(b) 近程连接
图 4.3图EI4A.3RS-E2I3A2-RCS-接2口32的-C物接理口特的性物理特性
4.3 数据链路层的基本概念
4.3.1 数据链路层概述
数据链路层是OSI参考模型中的第二 层，位于物理层与网络层之间。数据链路 层最基本的功能是将物理层为传输原始比 特流而提供的可能出差错的物理链路改造 成为逻辑上无差错的数据链路。
2．物理层的特性
对物理层协议就不便利用OSI的术语 加以阐述，而只能将物理层实现的主要功 能描述为与传输介质接口有关的四个特性： 即机械特性、电气特性、功能特性和规程 特性。物理层就是通过这四个特性的作用， 在DTE和DCE之间，实现了物理通路的连 接。
4.2 物理层接口特性
物理层协议实际上是DTE和DCE之间 的一组约定。这组约定规定了DTE与DCE 之间标准接口的机械特性、电气特性、功 能特性和规程特性。
数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE），它是一种具有一定 的数据处理能力及转发数据的设备。具有 根据协议控制数据通信的功能。
DTE是对属于用户所有的组网设备或 工作站的总称。
DCE DTE
DCE DTE
图4.1 DTE与DCE的连接
DTE/DCE接口是DTE与DCE之间的界 面。
4.2.3 功能特性
DTE/DCE标准接口的功能特性主要是 对各接口信号线作出确切的功能定义并确 定相互间的操作关系。
接口信号线按其功能一般可分为接地 线、数据线、控制线及定时线等类型。
4.2.4 规程特性
DTE/DCE标准接口的规程特性规定了 DTE/DCE接口各信号线之间的相互关系， 动作顺序以及维护测试操作等内容。
数据链路层的数据传输单位是帧，数 据链路层协议是构造数据链路层帧的标准 和方法，不同的数据链路层协议匹配着不 同的物理层标准及介质。
常见的数据链路层协议有停等协议、 ARQ协议、高级数据链路控制规程HDLC 及点对点协议（PPP）等。
4.4.1 停等协议
停等协议规定发送端每发送一帧数据 信息后，必须停下来等待接收端返回应答 后，方能继续操作下去。停等协议就是由 于操作过程中的停等特点而得名的。
标准化的DTE/DCE接口包括以下四个 方面的特性。
4.2.1 机械特性
在ISO标准中，涉及DTE/DCE接口机 械特性的标准有以下几种。 ① ISO2110—25芯DTE/DCE接口连接器。 ② ISO2593连接器。 ③ ISO4902连接器。 ④ ISO4903连接器。
4.2.2 电气特性