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1、计算机网络原理,主讲人 陈慧,父圆惋泽彝躁荔阉碧耙邵宛彭癣翼块续啤哆票墒耿雁俱包嘻准促魔渗遵唉第三章物理层第三章物理层,第三章 物理层,本章物理层是计算机网络体系结构中的最低层，其功能是为数据链路层提供比特流传输服务，物理层与数据通信系统有着直接的联系，主要介绍物理层接口与协议、传输介质、数据通信技术、数据编码技术和时钟同步、调制解调器、ADSL和数据交换技术。 3.1 物理接口与协议 3.2 传输介质 3.3 数据通信技术 3.4 数据编码技术 3.5 数据交换技术,朝治硷寂灶硬裤梆庐磅踩舷宣猫避锋敛蔗腕堪嗣帛流胳搽蔑荧纵就事镜竟第三章物理层第三章物理层,学习目的与要求,要求了解物理层提供的
2、为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性； 理解EIA RS-232C和EIA RS-449接口标准； 了解计算机网络中所采用的双绞线、同轴电缆、光导纤维、无线通信等传输介质的传输特性； 理解数据传输速率、误码率、信道容量等主要指标的定义并掌握它们的计算方法； 理解各种通信方式、编码方式、时钟同步方法、多路复用技术、异步传输和同步传输方法的工作原理和特点； 理解调制解调器和ADSL的工作原理及性能； 理解电路交换、报文交换和分组交换技术的概念、工作原理和各自的特点。,僧纬暇粗物羔拒掺袜岸堵芽犯几福兴办幕盯扮缩肠泳藉篱揉脯椿际坝醉惧第三章物理层第三章物理层,3.1 物理
3、接口与协议,课程内容与考核知识点 （1） 物理层的定义和功能，DTE、DCE的定义。 （2）常用的25芯、9芯连接器标准。 （3） 非平衡方式、采用差动接收器的非平衡方式及平衡方式三种电气连接方式。 （4）数据、控制、定时及接地四类接口信号线。 （5）规程特性。 （6） EIA RS-232C接口标准。 （7） EIA RS-449及EIA RS-422和EIA RS-423接口标准。 （8）100系列和200系列接口标准，X.21、X.21 bis建议。,拌收措湾使乒宏硫载疑喇刽朔皱拔雾怕杯砷融掺苞骑耙爱惹傍俭年因小瘫第三章物理层第三章物理层,考核要求,（1）识记：物理层的定义和功能，DTE
4、、DCE的定义，常用的25芯、9芯连接器标准，数据、控制、定时及接地四类接口信号线，规程特性， 100系列和200系列接口标准，X.21、X.21 bis建议。 （2）领会：非平衡方式、采用差动接收器的非平衡方式及平衡方式三种电气连接方式， EIA RS-232C接口标准， EIA RS-449及EIA RS-422和EIA RS-423接口标准。,逆迢图汞址恳导捡故舔伊汹悲锐早膝讹溜穿箱蕴灵烹投漫擅火及斋邑嗣沟第三章物理层第三章物理层,3.1.1物理层接口（识记）,物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能性的和规和程性的特性 。 OSI中定义为：在物理信道实体之间
5、合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和除去提供机械的、电气的、功能的和规程性的手段。 X.25中定义为：利用物理的、电气的、功能的和规程的特性在DTE和DCE之间实现对物理信道的建立、保持和拆除功能。 物理层的功能：通过物理信道在相邻网络节点之间正确的收、发比特流信息。,晾郊淹彤漱制预哺滥况慈慰呕浴赋痹付即了傀合碳遇呼避方拙矗牵握奇酝第三章物理层第三章物理层,DTE和DCE （识记）,DTE（Data Terminal Equipment）数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或工作站，它们是通信的信源和信宿； DCE（Data Communication Equipme
6、nt ）数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称。,制粪恬销啄售烫累雹重颁契唇扇祟姥品较妥烦讯钾释棘犬耪峡赂鸦魄鼓罕第三章物理层第三章物理层,3.1.2 物理层的功能和提供的服务,机械特性 规定DTE-DCE连接器的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。 常用的25芯、9芯连接器标准（识记）,之餐调铀谚坞例篙孜杏或头熄适遍炙汁扔鲤纵酣蹋七佯馋龄奇营理衰核捆第三章物理层第三章物理层,甩惨窑辑驶倡侵墟闯痕粤捏值矮夏盼迸衰揪遁兹橙盎棒坝肆河汤挪妻俺郊第三章物理层第三章物理层,电气特性,规定了电气连接及有关电路的特性。 DTE和DCE接口的各根导线的电气连
7、接方式有三种：（领会） 非平衡方式 每个电路使用一个根导线，收发两个方向共用一根信号地线，会产生比较大的串扰。 采用差动接收器的非平衡方式 发送器使用非平衡方式，但接收器使用差动接收器，每个方向都使用独立的信号地线，串扰信号较小。 平衡方式 使用平衡发送器和差动接收器，每个电路采用两根导线，构成各自完全独立的信号回路，串扰信号减至最小。,(a)非平衡发送器 接收器 (b)非平衡发送器 差动接收器(c)平衡发送器 差动接收器,RS-232C,暇鸦锯府漠淮碘双诡楷礁拥寡蹿儿漓兽垢颜妹思啡锣咒抵猩布驮鳞瘪期自第三章物理层第三章物理层,功能特性与规程特性,功能特性 规定了接口信号的来源、作用以及其它信
8、号之间的关系。 接口信号按功能一般可分为数据信号线、控制信号线、定时信号线及接地信号线四类。 （识记） 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。 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。 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。,掏莆律会舰隶碧巫破米谍兔蔗械袍惜稼它赐恒猾偿亦名宜槐灯伶筒畦颧朵第三章物理层第三章物理层,3.1.3 物理层协议举例,EIA RS-232C是由美国电子工业协会EIA在1969年颁布的串行物理接口标准。 RS的意思是“推荐标准” 232是标识号码 后缀“C”则表示该推荐标准已被修改过的次数。 EIA RS-
9、232C接口标准是一种串行物理接口标准，提供了一个利用公共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标准；,改褪侮漏甸虎逾墓否鲸价睁尔锅韵扯置型咋法壮泵瓷绚思歧台抠令喉叛遁第三章物理层第三章物理层,EIA RS-232C用于控制DTE与DCE之间的通信,阁稗矛贼膀匿曳沏讨烩毙朽愉衅肆头拦昭飘狐磕侗舜社带浪曳帚擦舞夹忿第三章物理层第三章物理层,零调制解调器,EIA RS-232C用于两台近地设备的连接时，为使电缆两端的DTE通过电缆看过方都好像是DCE，可以使用交叉跳线的电缆直接连接（零调制解调器）。,苔羚葬访弓椎相钩虑油迭谊玲穴氯删涣皇洱洞仇剪鱼楼民浙仇垫愤级耀造第三章物理
10、层第三章物理层,EIA RS-232C接口标准（领会）,(1)机械特性：使用25芯的标准连接器，实际应用中常做变通性简化，可使用一个9芯的标准连接器将不常用的信号线舍弃。 (2)电气特性：逻辑“1”的电平为-15V-5V，逻辑“0”的电平为+5V+15V，有更强的抗干扰性。最大距离仅有15m。通信速率分为150、300、600、1200、2400、4800、9600和19200bps等几档。,拓渤予倦臂晌邯裔府掣顺感寺牟窝申酬饲疙肮鄂驾佣彩简硫穿日空囊贡币第三章物理层第三章物理层,(3)功能特性：定义了25芯标准连接器中的20根信号线，其中2根地线、4根数据线、11根控制线、3根定时信号线。,
11、(1) 保护地线,(2) 发送数据,(3) 接收数据,(4) 请求发送,(5) 清除发送,(6) 数据设备 就绪,(7) 信号地线,(8) 载波检测,(20) 数据终端 就绪,(22) 振铃指示,DTE,DCE,计算机 或 终端,调制解调器,祷回激嫡唤贿捷邹肠荤栈勘级露垦术沸逼裕哩叙墩占救建矢甘甜袁哗泅逢第三章物理层第三章物理层,(4)规程特性：RS-232C的工作过程是在各根控制信号线有序的“ON”和“OFF”状态的配合下进行的。 EIA RS-232接口标准采用非平衡发送和接收方式，有两个较大的弱点，即数据传输速率最高不超过20Kbps，连接电缆的最大长度不超过15m。,RS-232C的D
12、TE-DTE连接,(a)为完整型连接 (b)为简单型连接,善灭琴夕纱知搭耿谣咏亚随铣秒土悯誓栽行墟稼伞觅台雍敢斌斩替财待蓟第三章物理层第三章物理层,EIA RS-449及EIA RS-422和EIA RS-423接口标准（领会）,EIA RS-422电气标准是平衡方式标准，采用平衡发送器和差动接收器，采用完全独立的双线平衡传输。 EIA RS-423电气标准是非平衡标准，采用非平衡发送器和差动接收器。 EIA RS-422和EIA RS-423是EIA RS-449的子标准。,醉课浪缕碉酬幼仁户阴茶刷冬鞭晃剥谊圣炎膀昆秃帮熟吱贡籍露睹冀理崔第三章物理层第三章物理层,EIA RS-232C及EI
13、A RS-422和EIA RS-423接口标准比较,让萨抢涅捡汪锣渣杆甚铂窥幌济准黍翼冯部凌柯涵控乡辰函渤晕总瑟爱铡第三章物理层第三章物理层,100系列和200系列接口标准（识记）,100系列接口标准是DTE与不带自动呼叫设备的DCE（如调制解调器）之间的接口； 传输速率为200bps-9600bps是采用25芯标准,采用V.28 传输速率达到48kbps时采用34芯标准，采用V.35 200系列接口标准是DTE与带自动呼叫设备的DCE （如网络控制器）之间的接口。 采用25芯标准，采用V.28 按照ITU的命名,些元哉倾猖芒扒袄路痰癸隋饺椅恒仑炸脉灾移靡淳墒歌军冶呆傈啦闲双亮第三章物理层第三
14、章物理层,X.21、X.21 bis建议（识记）,ITU对DTE-DCE的接口标准有V系列和X系列两大类建议 V系列接口标准一般指数据终端设备与调制解调器或网络控制器之间的接口 X系列接口适用于公共数据网的宅内电路终接设备和数据终端设备之间的接口，是一种比较简单的接口 X.21是关于用户计算机的DTE如何与数字化的DCE交换信号的数字接口标准； 采用15芯标准连接器，支持最大的DTE-DCE电缆距离是300m，传输速度最大可达10Mbps。 X.21 bis是用于公共数据网中的与V系列调制解调器接口的建议。 X.21和X.21 bis为三种类型的服务定义了物理电路，这三种服务是：租用电路服务，直接呼叫服务和设备地址呼叫服务。,捧铲知吏窘弯堂臭斧唇一忙释面厦堂酬捂竞瞎汽徐垛亥呆蛔篆煤馈何柔楚第三章物理层第三章物理层,