3第三章物理层详解

DTE-DCE连接
若两台DTE设备（如两台计算机）在近距离 直接连接方式
Hale Waihona Puke Baidu
2．EIA RS-449及RS-422与RS-423接口标准
• 1977年年底，EIA颁布了一个新标准RS449，次年，这个接口标准的两个电气子 标准：RS-423（采用差动接收器的非平 衡方式）和RS-422（平衡方式）也相继 问世。RS-449标准的电气特性有两个子 标准，即平衡式的RS-422标准和非平衡 式的RS-423标准。
RS-422电气标准
• RS-422电气标准是平衡方式标准，它的 发送器、接收器分别采用平衡发送器和 差动接收器，由于采用完全独立的双线 平衡传输，抗串扰能力大大增强。又由 于信号电平定义为士6伏（士2伏为过渡 区域）的负逻辑，性能远远优于RS-232C标准。
RS-423电气标准
• RS-423电气标准是非平衡标准，它采用 单端发送器（即非平衡发送器）和差动 接收器。虽然发送器与RS-232C标准相同， 但由于接收器采用差动方式，所以传输 距离和速率仍比RS-232C有较大的提高e RS-423的信号电平定义为±6伏（其中 ±4伏为过度区域）的负逻辑。
光纤通信系统的基本组成
光发送机 光接收机
驱 动 电 路
电信号
光源
光缆 光缆
光检 测器
放大 电路
电信号
光纤的工作原理
低折射率 (包层) 高折射率 (纤芯) 光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射
多模光纤与单模光纤
多模光纤
输入脉冲 输出脉冲
输入脉冲
单模光纤
输出脉冲
3.2.4无线传输介质
• 3．信号的功能特性 • 物理层的功能特性规定了接口信号的来源、 作用以及其它信号之间的关系。
• 4．规程特性 物理层的规程特性规定了使用交换电路进行数 据交换的控制步骤，这些控制步骤的应用使得 比特流传输得以完成。 • 目前由ITU建议在物理层使用的规程有V系列 标准，X系列标准，它们分别适用于各种不同 的交换电路中。
3.2.1双绞线
• 双绞线是最常用的传输介质。双绞线芯 一般是铜质的，能提供良好的传导率。 既可以用于传输模拟信号也可以用于传 输数字信号。双绞线分为两种：无屏蔽 的和屏蔽的。
3.2.2同轴电缆
• 同轴电缆分为基带同轴电缆（阻抗50） 和宽带同轴电缆(阻抗75)。基带同轴电 缆又可分为粗缆和细缆两种，都用于直 接传输数字信号；宽带同轴电缆用于频 分多路复用的模拟信号传输，也可用于 不使用频分多路复用的高数字信号和模 拟信号传输。闭路电视所使用的CATV 电缆就是宽带同轴电缆。
ISO标准化了DCE连接器的几何尺寸及插孔芯数和 排列方式。一般来说，DTE的连接器常用插针形 式，其几何尺寸与DCE连接器相配合.
2．电气特征
物理层的电气特征规定了导线的电气连接及有 关电路的特性，DTE与DCE接口的各根导线（也 称电路）的电气连接方式有非平衡方式、采用差 动接收器的非平衡方式和平衡方式三种。
3.2.3光纤
• 光纤是光导纤维的简称，它由能传导光波的 超细石英玻璃纤维外加保护层构成。多条光 纤组成一束，就构成一条光缆。相对于金属 导线来说具有重量轻、线径细的特点。光纤 适合于在几个建筑物之间通过点到点的链路 连接局域网络。光纤具有不受电磁干扰或噪 声影响的特征，适宜在长距离内保持高数据 传输率．而且能够提供很好的安全性。
第3章 物 理 层
• 物理层位于OSI参考模型的最底层，它 的主要功能是实现比特流的透明传输， 为数据链路层提供数据传输服务。它直 接面向实际承担数据的物理介质（即通 信信道）。物理层的传输单位为比特， 即一个二进制位（“0”或“1”）。
ITU的X.25建议的DTE与DCE
3.1 物理层接口与协议
RS-232C功能特性 引脚号 信号线 1 2 3 4 5 6 7 8 20 22 AA BA BB CA CB BB AB CF CD CE 功能说明 保护地线(GND) 发送数据(TD) 接收数据(RD) 请求发送(RTS) 清除发送(CTS) 数据设备就绪(DSR) 信号地线(Sig.GND) 载波检测(CD) 数据终端就绪(DTR) 振铃指示(RI) 信号线型 连接方向 地线 数据线 数据线 控制线 控制线 控制线 地线 控制线 控制线 控制线 →DCE →DTE →DCE →DTE →DTE →DTE →DCE →DTE
• 3.1.1物理层接口 ISO对OSI模型的物理层所作的定义为： 在物理信道实体之间合理地通过中间系 统，为比特流传输所需的物理连接的激 活、保持和去除提供机械的、电气的、 功能性和规程性的手段。比特流传输可 以采用异步传输，也可以采用同步传输 完成
3.1.2物理层的功能和提供的 服务
• 1．机械特征 • 为了使不同厂家生产的DTE、DCE设 备便于连接，物理层的机械特性对插头 和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及 其排列方式、锁定装置形式作了详细的 规定，其几何尺寸与DCE连接相配合， 插针芯数和排列方式与DCE连接器成镜 像对称。
3. 100系列和200系列接口标准
ITU V.24建议中有关DTE--DCE之间的 标准有100系列、200系列两种。 4．X．21和X．21 bis建议 ITU对DTE--DCE的接口标准有V系列和X 系列两大类建议。
3.2 传输介质
• 传输介质是通信网络中发送方和接收方 之间的物理通路，计算机网络中采用的 传输介质可分为有线和无线两大类。双 绞线、同轴电缆和光纤是常用的三种有 线传输介质；无线电通信、微波通信、 红外通信以及激光通信的信息载体都属 于无线传输介质。
3.1.3物理层协议举例
• 1．RS-232C标准提供了一个利用公用电话网络作为 传输介质，并通过调制解调器将远程设备连接起来的 技术规定。RS-232C标准接口只控制DTE与DCE之 间的通信，与连接在两个DCE之间的电话网络没有直 接的关系。
RS-232C的电气特性规定逻辑“1”的电平为-15 至-5伏，逻辑“O”的电平为+5至+15伏，也即 RS-232C采用士15伏的负逻辑电平，±5伏之 间为过度区域不作定义。