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1、第8章 物理层,机械工业出版社 ISBN 7-111-22935-3,本章学习内容及要求,本章学习内容及要求 掌握了解物理层协议涉及的内容。 掌握物理层协议的四个特性。 掌握物理层协议的分析方法 了解宽带接入方式。 了解同步数字体系SDH的基本概念。,8.1 物理层协议,8.1.1 物理层涉及的问题 网络中的每个节点都要实现物理层协议 例如，物理层协议处在资源子网的计算机设备和通信子网的边缘连接设备之间，目的是把计算机设备接入通信子网，提供在传输介质上传输的二进制位流，为数据链路层提供位流服务 计算机设备称为数据终端设备DTE（Data Terminal Equipment），边缘连接设备称为
2、数据电路端接设备DCE（Data Circuit-terminating Equipment） 物理层涉及的问题是怎样在网络中的信道上传输二进制数据位流 物理层的作用是屏蔽网络中各种网络设备和传输介质的差异，给上层数据链路层提供数据比特流服务,8.1.2 物理层协议描述,物理层协议的内容可以用物理层规程的4个特性描述。 这4个特性是： 机械特性； 电气特性； 功能特性； 规程特性。,8.1.3 物理层的4个特性的内容, 机械特性 涉及到网络中的网络设备与传输介质（媒体）之间接口所涉及到的连接器的外形和尺寸、接口引线数目、引线排列方式、固定和锁定装置； 电气特性 涉及到接口引线上信号电平表示，什
3、么电平代表1，什么电平代表0； 功能特性 规定接口某一条引线上出现某一电平表示的含义； 规程特性 规定接口上各种信号线以及各种电平出现的先后顺序，即那根信号线先动作，那根信号线后动作。,物理层的4个特性可以涵盖网络协议的3个要素：语法；语义；同步的全部内容。,8.2 物理层标准举例,8.2.1 EIA- RS-232-D标准 EIA- RS232是美国电子工业协会EIA制订的物理层异步通信接口标准 RS为推荐标准的英文缩写，232为编号，D为版本号。,8.2.2 EIA- RS-232-C标准的4个特性描述,机械特性 使用ISO 2110给出的连接器插头、座标标准。 电器特性 与ITU-T（原
4、CCITT）的V.28建议书一致，采用非平衡的电气特性。 功能特性 RS232的功能特性与CCITT的V.24建议书一致。 规程特性 给出RS232各信号线和控制线的动作顺序，规定了在DTC和DCE之间所发生事件的合法序列 与CCITT的V.24建议书一致。,8.2.3 两台计算机直连,两台计算机直连必须使用相同的端口，连接电缆应选用计算机专用电缆，采用交叉连接线，长度不要超过5m。两台计算机直接连接的方法有许多 。可以用RS232、网络适配卡等。,零调制解调器,通过交叉线连接,8.3 宽带接入技术,8.3.1 xDSL技术 xDSL技术是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，利用用户线通
5、过的频率可以达到数MHz的特性，使之访问网络的传输速率为Mbps数量级。,ADSL的连接,ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）是非对称式数字用户线路的缩写，ADSL采用先进的数字信号处理技术。非对称讲的是上行带宽与下行带宽数值不一致，考虑到用户上网时从网络中获取资源多于向网络中传输信息的实际情况，下行带宽大于上行带宽。,8.3.2 光纤同轴混合技术,1988年提出光纤同轴混合HFC（Hybrid Fiber Coax）技术 HFC是在有线电视网CATV技术基础上发展起来的宽带技术，可以传输有线电视、电话、数据和交互型业务。 传统的CATV网络是采用树
6、型拓扑，传输介质为外皮白色的同轴电缆，采用模拟信道和FDM，单向传输 HFC技术对CATV网络进行了改造。,8.4 同步数字体系SDH,8.4.1 同步数字体系SDH的基本概念 同步光纤网络SONET（Synchronous Optical NETwork）是由美国贝尔通信研究所提出的，目的是建立在光纤传输基础上的同步光网络，制订光接口的标准和规范，定义同步传输的线路速率的等级体系，实现不同厂商产品的开放和互连，建立大型的光纤数据传输网络系统，使得电信网络能够为用户提供更多、更新的服务。 SONET为光纤传输系统定义了同步传输的线路等级结构，其传输速率以51.84Mbps为基础。 1988年I
7、TU-T采纳SONET的设计理念，进行修订，使之也能够适用于微波和卫星传输，并给出新的名称同步数字体系SDH。,8.4.2 同步数字体系SDH的技术特点, SDH对两大数字速率体系T1标准和E1标准进行统一，数字信号在传输过程中不再需要转换标准； SDH网络与光纤分布式数据接口FDDI、分布式队列双总线DQDB、ATM信元交换网络兼容； SDH采用同步复用方式，各种级别的码元流有规律的排列在帧结构的负荷内，静荷与网络是同步的，可以利用软件把高次信号一次直接分离出低速复用的支路信号，降低了复用设备的复杂性； SDH帧结构中的管理字节增强了网络管理功能，通过将网络管理功能分配到网络组成单元，实现了
8、分布式网络管理； 实现了光接口的开放性，实现了光接口设备的互连。,8.4.3 同步数字体系SDH的速率体系,STS-1速率,2.STM-1速率,1988年ITU-T（原CCITT）给出同步数字体系SDH的国际标准系列G.707、G.708、G.709建议书，1992年又增加了十几个建议书，构成统一的通信传输体制、速率、接口标准。SDH的速率涉及到三种速率标准：STS、OC、STM，STS对应数字电路接口的电信号传输速率，OC对应光纤上传输光信号的速率，STM对应电信部分为国家之间的主干线路上数字信号的速率标准。,8.4.4 SONET的体系结构,需要说明的是SONET自身只对应于5层网络体系结
9、构的物理层。SDH/SONET规定了波长为1310nm和1550nm的激光源和标准光信号，为数字信号的复用和操作过程定义了帧结构，在物理层为宽带接口使用了帧技术。SDH的帧结构是块结构，基本信号是STM-1，较高的等级的STM-N是用N个STM-1复用组成，SDH简化了复用技术。,第8章 小结,物理层协议的目的是把计算机设备接入通信子网，提供在传输介质上传输的二进制位流，为数据链路层提供位流服务。 物理层协议的内容可以用物理层规程的4个特性描述。这4个特性是：机械特性；电气特性；功能特性；规程特性。 EIA- RS232是美国电子工业协会EIA制订的物理层异步通信接口标准，EIA- RS-232提供DTE和DCE之间的接口标准，是物理层标准的一个例子。 宽带接入技术讲的是数据传输率可以达到Mbps数量级的接入因特网的技术。 同步光纤网络SONET是由美国贝尔通信研究所提出的，目的是建立在光纤传输基础上的同步光网络，制订光接口的标准和规范,定义同步传输的线路速率的等级体系，实现不同厂商产品的开放和互连，建立大型的光纤数据传输网络系统，使得电信网络能够为用户提供更多、更新的服务。 1988年ITU-T采纳SONET的设计理念，进行修订，使之也能够适用于微波和卫星传输，并给出新的名称同步数字体系SDH。,
