物理层协议学习.pptx

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1、Page 11机械特性 物理层的机械特性规定了独特的DTE和DCE之间实际的物理连接。说明了接插件的形状、插头数目、排列方式、插头和插座的尺寸、电缆的长度、所含导线的数目、所用装接插件的形状、插头数目、排列方式、插头和插座的尺寸、电缆的长度、所含导线的数目、所用装置置等。第1页/共32页Page 22电气特性物理层的电气特性规定了数据交换信号以及有关电路的特性数据交换信号以及有关电路的特性。一般包括最大数据传输速率与距离限制的说明、表示信号状态（逻辑电路、通或断、传号或空号）的电压和电流的识别、信号线的连接方式、阻抗及阻抗匹配、驱动器和接收器的电气参数等。第2页/共32页Page 33功能特性

2、 物理层的功能特性规定了物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。即DCE和DTE之间各信号线的信号含义。通常信号线可分为4类：l数据线、控制线、定时线和地线数据线、控制线、定时线和地线第3页/共32页Page 44规程特性 物理层的规程特性定义了信号线进行二进制比特流传输线的一组操作过程，包括各信号线的工作规则和时序。即：规定了规定了DTEDTE和和DCEDCE在各线路上的动作序列或动作规则在各线路上的动作序列或动作规则。为实现建立、维持、释放线路等过程所要求的各控制信号变化的协调关系。第4页/共32页Page 52.2 典型的物理层协议 目前，实际网络中比较广泛使用的物理层协议有：l lE

3、IA-RS-232EIA-RS-232l lEIA RS-449EIA RS-449l lCCITTCCITT建议的建议的CCITT V.24CCITT V.24 和和X.21X.21协议协议第5页/共32页Page 62.2.1 EIA-232/CCITT V.24协议 1RS-232-C电气特性RS-232C接口使用负逻辑负逻辑：1 1：-5V-15V(-3V)-5V-15V(+4V)+5V+15V(+4V)-3V+3V为过渡区，逻辑状态不确定TTL电平为正逻辑正逻辑：1：2.4V 0：0.4VRS-232C接口电平与TTL电平不兼容，需外加电路实现电平转换。第6页/共32页Page 71

4、RS-232-C电气特性RS-232-C 接口电路TTL电平TTL电平MC1488MC1489逻辑1 +3V第7页/共32页Page 82RS-232-C机械特性RS-232-C可以有多种类型的连接器，如25针连接器（DB-25）、15针连接器（DB-15）和9针连接器（DB-9）。插孔用于DCE方面，插针用于DTE方面RS-232C连接器任一针上的信号可为下列任一状态：l l标记标记(Mark)/(Mark)/空空(Space)(Space)l l开开(ON)/(ON)/关关(OFF)(OFF)l l逻辑逻辑0/0/逻辑逻辑1 1第8页/共32页Page 9RS-232-C机械特性第9页/共

5、32页Page 103RS-232-C功能特性 功能特性规定了连接器各针的定义、与哪些电路连接、有何功能等。信号分为两类：l l一类是一类是DTEDTE和和DCEDCE交换的信息：交换的信息：TxDTxD和和RxDRxD；l l另一类是为了正确无误地传输上述信息而设计的另一类是为了正确无误地传输上述信息而设计的联络信号联络信号。第10页/共32页Page 11（1）传送信息信号 发送数据（发送数据（TxDTxD）DTE向DCE发送的信息，按串行数据格式，即先低位后高位的顺序发出。接收数据（接收数据（RxDRxD）接收DTE发送端输出的数据。第11页/共32页Page 12（2）联络信号 请求发

6、送信号（请求发送信号（RTSRTS）：DTE DCERTS=1时，表示DTE请求向DCE发送数据。允许发送（允许发送（CTSCTS）：DCE DTECTS=1时，表示本地DCE响应DTE向DCE发出的RTS信号，且本地DCE准备向远程DCE发送数据。数据准备就绪（数据准备就绪（DSRDSR）：DCEDTEDSR=1时，表示DCE准备就绪，可以与远程DCE建立通道。第12页/共32页Page 13（2）联络信号 数据终端就绪信号（数据终端就绪信号（DTRDTR）：DTE DCE 当当DTR=1DTR=1时时，DTE处于就绪状态，本地DCE和远程DCE之间建立通信通道。当当DTR=0DTR=0时时

7、，DCE终止通信工作。数据载波检测信号（数据载波检测信号（DCDDCD）：DCE DTE状态信息 当当DCD=1DCD=1时时，本地DCE接收到远程DCE发来的载波信号。振铃指示信号（振铃指示信号（RIRI）：DCE DTE状态信息 当当RI=1RI=1时时，表示本地DCE收到远程DCE振铃信号。第13页/共32页Page 14典型的RS-232-C引脚的连线 第14页/共32页Page 15从DTE角度给出的功能特性保护地保护地PGPG 1 1发送数据线发送数据线TxDTxD 2 23 3请求发送请求发送RTSRTS 4 45 56 6信号地信号地SGSG 7 78 8DTEDTE就绪就绪D

8、TR DTR 20202222保护地PG发送数据TxDDCE就绪DSR1 1保护地保护地PGPG2 23 3接收数据线接收数据线RxDRxD 4 45 5 允许发送允许发送CTSCTS6 6 DCEDCE就绪就绪DSRDSR 7 7 信号地信号地SGSG 8 8 载波检测载波检测DCDDCD202022 22 响铃指示响铃指示RIRIDTE计算机或终端接收数据RxD请求发送RTS信号地SG载波检测DCDDTE就绪DTR响铃指示RI允许发送CTSDCE调制解调器第15页/共32页Page 164RS-232-C规程特性 RS-232-C的过程特性是指协议的合法顺序。协议规定了各接口间的相互关系、

9、动作顺序以及维护测试操作等内容。RS-232-C的操作过程是在各条控制线有序的ON和OFF状态配合下进行的。只有当TDR和DSR均为ON状态时，才具备操作的基本条件。若DTE要发送数据，则应首先将RTS置为ON状态，等待CTS应答信号为ON状态后，才能在TxD上发送数据。第16页/共32页Page 17举例：主机A向主机B发送数据如下图所示，主机A与主机B通过公共电话交换网络交换数据，主机与调制解调器之间接口为RS-232-C接口。RS-232-CRS-232-C接口的工作过程如下：接口的工作过程如下：第17页/共32页Page 18（1）传输前的准备工作准备工作：两个地线激活。（2）主机主机

10、A A（DTEDTE）需要发送数据）需要发送数据l主机A置DTR为ON：通知本地DCE，主机A（DTE）准备就绪。l本地DCE置DSR为ON：通知主机A，自己已准备就绪（主机A与本地DCE连接成功）。第18页/共32页Page 19（3）在发送端和接收端之间建立物理连接。l主机A置RTSRTS（请求发送）为ONON，通知本地DCE向远端请求发送数据。l本地DCE检测到主机A的RTS信号后：向远端向远端DCEDCE发送载波（发送载波（CDCD）通过延迟电路控制通过延迟电路控制CTSCTS（允许发送）的接通（允许发送）的接通远端的远端的DCEDCE检测到载波后，置检测到载波后，置DCDDCD（收到

11、载波）（收到载波）为为ONON，通知主机，通知主机B B准备接收数据。准备接收数据。第19页/共32页Page 20（4）发送数据l主机A检测到本地DCE发出的CTSCTS为为ONON后后，通过发送数据TxD和时钟信号TxC将数据传送到本地DCE。l本地DCE将数据转换成模拟信号后通过公共电话交换网络将数据发送出去。第20页/共32页Page 21（5）清除发送信号清除发送信号（发送结束）l主机A发送数据结束后，置RTSRTS（请求发送）为OFFOFF，通知本地DCE发送结束。l本地DCE检测到主机A的RTS位OFF后，停止向远停止向远端端DCEDCE发送载波（发送载波（CDCD），并置），并

12、置CTSCTS为为OFFOFF。l远端DCE检测不到载波，则置DCD和RI为OFF，回复初始状态。第21页/共32页Page 22思考：主机B接收主机A数据的过程第22页/共32页Page 232.2.2 X.21协议 1X.21电气特性X系列接口的电气特性采用的是CCITT建议的V.10/X.26和V.11/X.27。X.21建议的数据速率为600 b/s、2400 b/s、4800 b/s、9600 b/s、48 000 b/s。2X.21机械特性X.21建议的机械接口为15芯的DTE-DCE接口连接器，实际接口的信号线只用其中的8条。第23页/共32页Page 243X.21功能特性 第

13、24页/共32页Page 25各个信号功能（1）保护地（保护地（G G）。（2）发送数据线（发送数据线（T T）：DTE送往DCE的数据信号和呼叫控制信号。（3）接收数据线（接收数据线（R R）：DCE送往DTE的数据信号和呼叫控制信号。（4）指示线（指示线（I I）：表示DCE送往DTE的控制状态。ON状态表示在进行数据传输，OFF状态表示数据传输阶段已经结束。第25页/共32页Page 26各个信号功能（5）位定时线（位定时线（S S）：DCE向DTE提供的位定时信号，通知DTE码元的开始和结束，据此DTE能知道每一位的开始和结束时间。（6）字节定时（字节定时（B B）：DCE向DTE提供

14、的字节定时信息，表示DTE一个字节的开始和结束，它是任选项。（7）控制线（控制线（C C）：控制通话过程，0表示ON，1表示OFF。第26页/共32页Page 274X.21过程特性X.21的过程特性可分为三个阶段。（1）空闲或静止阶段（2）控制阶段（即呼叫建立与清除阶段）（3）数据传输阶段第27页/共32页Page 28举例：X.21接口数据传过程DTE通过X.21接口在公共数据网上进行数据传输的动态过程:l初始状态：DTE和DCE均处于就绪状态:T=1,C=OFF，R=1，I=OFFlDTE发出呼叫请求：T=0，C=ONlDCE发出拨号音：R=+（0,1交替出现）lDTE拨号（远端地址码）

15、：T=远端DTE地址第28页/共32页Page 29举例：X.21接口数据传过程lDCE送回呼叫进行信号：R=呼叫进行信号 返回远端DTE对呼叫的响应结果：若呼叫成功，则 R=1，I=ONlDTE发送数据：T=数据，C=ONl发送结束：T=0，C=OFFl线路释放：R=0，I=OFFl恢复初始状态：T=1，C=OFF，R=1，I=OFF第29页/共32页Page 30 本章小结本章小结1.物理层解决的问题2.物理层接口的四个特性l 机械特性、电气特性、功能特性、规程特性3.物理层协议示例lEIA RS-232lCCITT X.21第30页/共32页Page 31思考题思考题1RS-232C的电气规范如何定义的？2简述RS-232C工作过程。第31页/共32页Page 32感谢您的观看！第32页/共32页