1Part Ⅱ物理层接口及其协议物理层接口及其协议 2主要内容主要内容1 物理层的定义和功能2 物理层的特性3 典型的物理层标准接口3.1 EIA RS-232-C3.2 EIA RS-449/422-A/423-A3.3 CCITT X.214 传输介质5 其它网络传输技术 31 物理层的定义和功能〔物理层的定义和功能〔1〕〕§物理层的定义-ISO/OSI 关于物理层的定义：物理层提供机械的、电气的、功能的和规程的特性，目的是启动、维护和关闭数据链路实体之间进行比特传输的物理连接这种连接可能通过中继系统，在中继系统内的传输也是在物理层的§物理层的功能-在两个网络设备之间提供透明的比特流传输§研究内容-物理连接的启动和关闭，正常数据的传输，以及维护管理 41 物理层的定义和功能〔物理层的定义和功能〔2〕〕§几点说明§连接方式〔点到点，点到多点〕§通信方式〔单工，半双工，全双工〕§位传输方式〔串行，并行〕§物理层的四个重要特性§机械特性 (mechanical characteristics)§电气特性 (electrical characteristics)§功能特性 (functional characteristics)§规程特性 (procedural characteristics) 52 物理层的特性〔物理层的特性〔1〕〕§机械特性机械特性-主要定义物理连接的边界点，即接插装置。
规定物理连接时所采用的规格、引脚的数量和排列情况常用的标准接口•ISO 2110，25芯连接器，EIA RS-232-C，EIA RS-366-A；用于音频MODEM、公用数据网络的接口中•ISO 2593，34芯连接器，V.35宽带MODEM•ISO 4902，37芯和9芯连接器，EIA RS-449；用于音频和宽带MODEM•ISO 4903，15芯连接器，X.20、X.21、X.22；用于公用数据网络的接口中 62 物理层的特性〔物理层的特性〔2〕〕§电气特性电气特性§规定传输二进制位时，线路上信号的电压上下、阻抗规定传输二进制位时，线路上信号的电压上下、阻抗匹配、传输速率和距离限制匹配、传输速率和距离限制§早期的标准是在边界点定义电气特性，例如早期的标准是在边界点定义电气特性，例如EIA RS-232-C、、V.28；最近的标准那么说明了发送器和接受；最近的标准那么说明了发送器和接受器的电气特性，而且给出了有关对连接电缆的控制器的电气特性，而且给出了有关对连接电缆的控制 §CCITT 标准化的电气特性标准标准化的电气特性标准§CCITT V.10/X.26：新的非平衡型电气特性，：新的非平衡型电气特性，EIA RS-423-A§CCITT V.11/X.27 ：新的平衡型电气特性，：新的平衡型电气特性，EIA RS-422-A§CCITT V.28：非平衡型电气特性，：非平衡型电气特性，EIA RS-232-C§CCITT X.21/EIA RS-449 72 物理层的特性〔物理层的特性〔3〕〕§功能特性功能特性-主要定义各条物理线路的功能。
线路的功能分为四大类：•数据•控制•定时•地§规程特性规程特性-主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系 83 典型的物理层标准接口〔典型的物理层标准接口〔1〕〕3.1 EIA RS-232-C1960年美国电子工业协会EIA提出RS-232，1963年提出RS-232-A，1965年提出RS-232-B，1969年提出RS-232-C用于DTE/DCE之间的接口机械特性25芯连接器，DTE为插头，DCE为插座电气特性采用非平衡型电气特性，低于-3V为“1〞，高于+4V为 “0〞，最大 20Kbps，最长15m非平衡传输〔unbalanced transmission〕：所有电路共享一个公用的地线平衡传输〔balanced transmission〕：每个主要电路需要两根线，没有公用的地线 93 典型的物理层标准接口〔典型的物理层标准接口〔2〕〕§功能特性§定义了21条线，许多子集，根本与CCITT V.24兼容§Fig. 2-21(3rd edition)§规程特性§对不同的功能子集，有不同的规程§RS-232-C 有14种不同的接口类型，适合于：单工，半双工，全双工，同步，异步§ RS-232-C的缺乏与改进§缺乏§传输性能低，距离短，速率低。
§改进§重新设计，X.21；§以RS-232-C为根底改进，1977年提出RS-449 10 11§Caption: RS-232 connectors, showing wiring for three-wire connection. 123 典型的物理层标准接口〔典型的物理层标准接口〔3〕〕3.2 EIA RS-449/422-A/423-AEIA RS-449 是为替代RS-232-C而提出的物理层标准接口实际上是一体化的三个标准主要改进改善了性能，加长了接口电缆距离，加大了数据传输率；增加了新的接口功能，例如，回送检查；解决了机械接口问题机械特性37芯或9芯连接器电气特性与RS-232-C相连，采用非平衡型电气特性 RS-423-A，20Kbps以下其他情况，采用平衡型电气特性 RS-422-A 和RS-423-A，20Kbps ~ 2Mbps 133 典型的物理层标准接口〔典型的物理层标准接口〔4〕〕§功能特性§定义了30条功能线§规程特性§根本上以RS-232-C为根底§3.3 CCITT X.21§X.21：在公共数据网PDN中进行同步操作的DTE/DCE之间的通用接口。
§1980年的X.21由两局部组成：§“通用接口〞：真正的物理层局部；§用于电路交换网络的呼叫控制规程，用于DTE之间的连接，涉及到许多数据链路层和网络层的功能 143 典型的物理层标准接口〔典型的物理层标准接口〔5〕〕§机械特性§15针连接器，ISO 4903§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：600，2400，4800，9600，48000bps§DTE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§分成四个工作阶段：空闲，呼叫控制，数据传送，去除 154 传输介质〔传输介质〔1〕〕§磁介质§magnetic tape, floppy disk, hard disk§“Never underestimate the bandwidth of a station wagon full of tapes hurtling down the highway.〞§双绞线§既可用于模拟传输，也可用于数据传输；§带宽依赖于线的粗细和传输距离；§3类线，5类线§非屏蔽双绞线UTP〔Unshielded Twisted Pair〕，屏蔽双绞线 16Twisted Pair(a) Category 3 UTP.(b) Category 5 UTP. 17§Caption: The end of a twisted pair Ethernet cable with an RJ-45 connector. 18§Caption: The back of a personal computer with an Ethernet network interface card. The card is located in the far right slot and has connectors for twisted pair, thick and thin Ethernet type cabling. 19§Caption: A 10/100 megabit twisted pair Ethernet interface in a personal computer. The link indicator is illuminated indicating that the interface is connected to an active Ethernet network. The 10 Mbit/s indicator is lit, while the 100 Mbit/s indicator is not. This shows that the network is operating in the slower 10 megabit mode. 20§Caption: Punch-down connections for 10Base-T on a patch panel that allows flexible interconnections between 10Base-T twisted-pair cables. 21§Caption: A closeup of the three Ethernet patch cables. The blue cabling is twisted pair Ethernet cable. 22§Caption: A closeup of four copper twisted pair to fiber optic converters. These devices allow a twisted pair network to extend to distances further than copper twisted pair cabling allows by converting the electrical signals to optical signals. 23§Caption: Cables running through conduit; individual cables can be added, replaced or removed without disturbing other cables or the building walls and floors; one conduit can carry more than one type of cable such as thick Ethernet, voice telephone, 10Base-T and optical fiber. 。