03第三章.物理层讲解.ppt
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1、第三章第三章 物理层物理层3.1 实用模型及OSI五层简介3.2 物理层协议3.3 传输介质3.1 实用模型及OSI 五层简介应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层3.1 3.1 实用模型及实用模型及OSIOSI五层简介五层简介OSI 模型2 23.1 3.1 实用模型及实用模型及OSIOSI五层简介五层简介3 3物理层物理层第2层数据从数据链路层来0101011010111011物理层第2层数据0101011010111011传输媒介到数据链路层去3.1 3.1 实用模型及实用模型及OSIOSI五层简介五层简介4 43.1 3.1 实用模型及实用模型及OSIOSI五层简介五层简介5
2、5横向横向 对等层、对等体对等层、对等体 纵向纵向 上下层接口上下层接口上 层下 层要要 求求服服 务务3.1 3.1 实用模型及实用模型及OSIOSI五层简介五层简介6 6应用层 做什么?传输层 对方在何处?网络层 怎样到达对方?数据链路层 具体每一步怎么走?物理层 每一步怎样利用传输介质?3.1 3.1 实用模型及实用模型及OSIOSI五层简介五层简介7 7 I C I SDU I C I SDUSAPSAPSAP(n)IDUn+1层n层(n)服务数据单元SDU(n)协议数据单元PDU(n)接口数据单元I DUI D UH SDUnPDUSAP服务访问点3.2 3.2 物理层协议物理层协议
3、3.2物理层协议8 8OSIOSI环境中第环境中第N N层实体之间交换的数据称为层实体之间交换的数据称为(N)(N)协议数据单元,协议数据单元,它由两部分组成它由两部分组成:(N):(N)协议控制信息和服务数据单元协议控制信息和服务数据单元SDUSDU在同一系统的相邻层上,在同一系统的相邻层上,(N)(N)实体通过层面接口向实体通过层面接口向(N+1)(N+1)实体实体提供服务。这种接口是逻辑的而不是物理的,所以被称为提供服务。这种接口是逻辑的而不是物理的,所以被称为“服务访问点服务访问点”SAPSAP。一个一个(N)(N)实体可以使用多个实体可以使用多个N-SAPN-SAP为上层的多个为上层
4、的多个(N+1)(N+1)实体提实体提供服务,一个供服务,一个(N+1)(N+1)实体也可以使用多个实体也可以使用多个N-SAPN-SAP从下层的多从下层的多个个(N)(N)实体获得服务。实体获得服务。(这种一对多的服务关系称为这种一对多的服务关系称为“复用复用”)一个一个(N)(N)实体向上一层提供的服务不仅仅是实体向上一层提供的服务不仅仅是(N)(N)功能层部分功功能层部分功能,应包括:实体本身提供的部分功能;从能,应包括:实体本身提供的部分功能;从(N-1)(N-1)层以及以层以及以下各层得到的综合服务;通过下各层得到的综合服务;通过(N)(N)协议的通信作用,从另一协议的通信作用,从另
5、一开放系统中的开放系统中的(N)(N)对等实体而得到的服务。对等实体而得到的服务。服务与协议的关系是:服务与协议的关系是:(N)(N)实体使用实体使用(N)(N)协议和协议和(N-1)(N-1)实体提供实体提供的的(N-1)(N-1)服务来完成服务来完成(N)(N)层对等实体之间的通信。层对等实体之间的通信。3.2 3.2 物理层协议物理层协议9 9OSI/RM的缺点模型本身及其服务的定义和协议太复杂,不利于实现。层次太多,效率低。实际上会话层和表示层几乎没有用。某些功能,如寻址、流量控制、差错控制在各层重复出现,更进一步降低了效率。忽略了一些非常重要的内容,如无连接服务和面向连接服务,网络管
6、理。3.2 3.2 物理层协议物理层协议1010物理层协议的四个特性机械特性机械特性实体间硬件连接接口的特性。(接口的实体间硬件连接接口的特性。(接口的形状、大小;接口引脚个数、规格形状、大小;接口引脚个数、规格)电气特性电气特性规定了连接方式,适用元件、传输速率、规定了连接方式,适用元件、传输速率、信号电平、阻抗、电缆长度、信号产生、编码。信号电平、阻抗、电缆长度、信号产生、编码。功能特性功能特性接口电路的功能、各条信号线的用途:接口电路的功能、各条信号线的用途:一条线一个功能一条线一个功能 一条线多个功能一条线多个功能 数据线数据线 控制线控制线 定时线定时线 接地线接地线 接口线命名方法
7、(三种)接口线命名方法(三种):数字、字母、英文缩写。:数字、字母、英文缩写。规程特性规程特性传输位流的全过程及顺序;传输位流的全过程及顺序;传输中各事件执行顺序、传输方式。传输中各事件执行顺序、传输方式。接口线功能规定方法(二种)接口线功能规定方法(二种)接口线功能分类(四类)接口线功能分类(四类)3.2 3.2 物理层协议物理层协议11113.2 3.2 物理层协议物理层协议RS-232标准中发送数据的电气规范RS-232标准中控制信号的电气规范+15-15+3-30t1010允许定义区允许定义区允许定义区允许定义区未定义区未定义区“0”“1”开开关关+3-3t1212RS-232机械特性
8、保护地数据传输数据接收发请求清除请求DCE就绪信号地线接收线信号检测器DCE-DTE发送信号基准时钟DTE就绪振铃指示DTE-DCE发送信号基准时钟1313物理层:线路配置各设备如何连接?共享?数据通信模式单向、双向?拓扑结构网络设备如何安置?信号何种信号在传输中是有用的?编码数据如何通过信号表示?接口在相连的设备间何种数据共享?介质数据传输的物理环境是什么?3.2 3.2 物理层协议物理层协议1414物理层的主要问题实现位操作信号的发出、传递、接收、一致性。数据信号的传输传输方式、速度、信号失真、时间。接口设计多少个引脚,每个脚的规格、功能、作用。信号传输规程对事件的发生顺序、过程进行安排。
9、3.2 3.2 物理层协议物理层协议1515物理层的四个特性(协议)机械特性机械特性接口的形状、大小、引脚数、接口的形状、大小、引脚数、介质参数。介质参数。电气特性电气特性信号的产生、传输速率、编信号的产生、传输速率、编码码.功能特性功能特性接口电路的功能(数据、控制线)。接口电路的功能(数据、控制线)。规程特性规程特性传输方式,事件发生顺序。传输方式,事件发生顺序。物理层的二个功能:一、一、保证按位传输的正确性,向数链层提供透明传输。保证按位传输的正确性,向数链层提供透明传输。二、二、在在DTEDTE、DCEDCE等间完成对数链层的建立、维护、拆除等间完成对数链层的建立、维护、拆除 操作。操
10、作。3.2 3.2 物理层协议物理层协议1616几种常用的物理层标准EIA-RS232C(DB 25)半双工通信半双工通信(6(6步步),速率低,距离短,速率低,距离短DTEDTEDTEDTE:20Kbps,15m20Kbps,15mDTEDCEDTEDCE:(计算机计算机ModemModem)DTE-(Data Terminal Equipment)DTE-(Data Terminal Equipment)数据终端设备数据终端设备DCE-(Data Circuit-Terminating Equipment)DCE-(Data Circuit-Terminating Equipment)数据
11、电路端接设备数据电路端接设备3.2 3.2 物理层协议物理层协议DCEDCE1717EIA-RS4493.2 3.2 物理层协议物理层协议37针9针两个子标准RS-423A(RS-423A(非平衡式非平衡式)RS-422A(RS-422A(平衡式平衡式)ITU-T的DTE-DCE接口标准 V系列建议(为模拟信道传输数据而定)X系列建议(为数字交换网上传输数据而定)例:V.33建议(调制解调器)X.25建议、X.21建议(数字传输接口)1818EIA RS-232 C功能特性1 1AAAA保护地保护地地地1011012 2BABA发数据发数据数数DCEDCE1031033 3BBBB收数据收数据
12、数数DTEDTE1041044 4CACA请求发送请求发送控控DCEDCE1051055 5CBCB清除发送清除发送控控DTEDTE1061066 6CCCC数据设备就绪数据设备就绪控控DTEDTE1071077 7ABAB信号地信号地地地1021028 8CFCF载波检测载波检测控控DTEDTE1091093.2 3.2 物理层协议物理层协议ITU-T1919DTE/DCE连接方式12 3 4567820TXDRCDTRSCTSDSRSGRSLDDTRTXDRCDTRSCTSDSRSGRSLDDTR 1 2 3 4 5 6 7 8 20DTE(计算机)DCE(Modem)3.2 3.2 物理
13、层协议物理层协议2020RS-232 C的接口连接(DTE/DTE)12 3 456782012 3 456782012 3 456782012 3 4567820(A)(A)交叉方式交叉方式(B)(B)三线方式三线方式DTE(计算机)DTE(计算机)DTE(计算机)DTE(计算机)3.2 3.2 物理层协议物理层协议2121非归零电平码3.2 3.2 物理层协议物理层协议SS共回线共回线+6+2-20逻辑逻辑0 0t逻辑逻辑1 1-640ft4000ft1kbps100kbps(RS-423)非平衡式2222非归零电平码3.2 3.2 物理层协议物理层协议SR共回线共回线+6+4-40逻辑逻
14、辑0 0t逻辑逻辑1 1-640ft4000ft1kbps10Mbps(RS-422)平衡式23233.3 传输介质物理特性传输介质的特性。传输特性使用?信号发送、调制技术、容 量、频率。地理范围不用中间设备,在失真限制下最 大距离。抗干扰性防止噪声队传输数据影响的能力。相对价格包括元件、安装、维护等价格。传输介质特性:3.3 3.3 传输介质传输介质2424传输媒介有线媒介有线媒介无线媒介无线媒介能量、语音能量、语音无线电波、微波、卫星无线电波、微波、卫星红外线红外线紫外线紫外线03kHZ300GHZ430-750THZ(光纤)XX3.3 3.3 传输介质传输介质2525双绞线(100HZ5
15、MHZ)非屏蔽双绞线(非屏蔽双绞线(UTPUTP):便宜、灵活、安装容易。):便宜、灵活、安装容易。(EIAEIA定义)定义)1 1类类电话中使用。适于语音、低速数据通信。电话中使用。适于语音、低速数据通信。2 2类类适用于语音、最大速率适用于语音、最大速率4Mbps4Mbps的数字传输。的数字传输。3 3类类每英尺交叉三次,最大速率每英尺交叉三次,最大速率10Mbps10Mbps。(现在电话)。(现在电话)4 4类类每英尺至少交叉三次,最大速率每英尺至少交叉三次,最大速率16Mbps16Mbps。5 5类类最大速率最大速率100Mbps100Mbps。UTPUTP连接器连接器8 8针传导头针
16、传导头 屏蔽双绞线(屏蔽双绞线(STPSTP)屏蔽层接地,屏蔽串线干扰。屏蔽层接地,屏蔽串线干扰。3.3 3.3 传输介质传输介质第一只引脚白橙线26263.3 3.3 传输介质传输介质非屏蔽五类双绞线(非屏蔽五类双绞线(UTPUTP)切面图切面图单层屏蔽五类双绞线(单层屏蔽五类双绞线(STPSTP)切面图切面图2727同轴电缆(100KHZ500MHZ)RGRG(无线电波管制)编号表示特定的物理特性(无线电波管制)编号表示特定的物理特性 RG8 RG8 用以粗缆以太网(用以粗缆以太网(5050)10 BASE 510 BASE 5 RG58 RG58 用以细缆以太网(用以细缆以太网(50 5
17、0 )10 BASE 210 BASE 2 RG59 RG59 用于用于FDMFDM、CATVCATV、高速数字信号(、高速数字信号(75 75)RG62 用于ARC net网络使用(93)3.3 3.3 传输介质传输介质2828同轴电缆连接器卡销式连接器(套筒式)卡销式连接器(套筒式)T T型连接器(引出分支)型连接器(引出分支)终结端子(吸收反射终结端子(吸收反射)3.3 3.3 传输介质传输介质例:75同轴接头加工方法先将75同轴电缆外皮及丝网层剥掉,露出铜芯。并套上紧固件。将原厂提供的75F同轴接头插入电缆中。用钳子压紧固定件。剪掉多余的铜芯。2929光纤 多模多模多束光线从光源经由芯
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- 03 第三 物理层 讲解
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