物理层接口学习.pptx

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1、4.1 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。第1页/共30页4.1 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(elec

2、trical characteristics)功能特性(functional characteristics)规程特性(procedural characteristics)第2页/共30页4.2 物理层的特性（1）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-AISO 2593 34芯连接器 V.35宽带MODEMISO 4902 37芯和9芯连接器 EIA RS-449ISO 4903 15芯连接器 X.20，X.21，X.22电气特性规定传输二

3、进制位时，线路上信号的电压高低、阻抗匹配、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EIA RS-232-C、V.28；最近的标准则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。第3页/共30页4.2 物理层的特性（2）CCITT 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，EIA RS-423-ACCITT V.11/X.27：新的平衡型电气特性，EIA RS-422-ACCITT V.28：非平衡型电气特性，EIA RS-232-CCCITT X.21/EIA RS-449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

4、大类：数据控制定时地规程特性主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系。第4页/共30页4.3 典型的物理层标准接口（1）4.3.1 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。功能特性定义了21条线，许多子集，基本与CCITT V.24兼容。Fig.2-21第5页/共30页4.3 典型的物理

5、层标准接口（2）规程特性对不同的功能子集，有不同的规程。RS-232-C 有14中不同的接口类型，适合于：单工，半双工，全双工，同步，异步 RS-232-C的不足与改进不足：传输性能低，距离短，速率低。改进：重新设计，X.21；以RS-232-C为基础改进，1977年提出RS-449。第6页/共30页第7页/共30页4.3 典型的物理层标准接口（3）4.3.2 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；

6、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第8页/共30页4.3 典型的物理层标准接口（4）功能特性定义了30条功能线。规程特性基本上以RS-232-C为基础。4.3.3 CCITT X.21X.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由两部分组成：“通用接口”：真正的物理层部分；用于线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

7、的功能。第9页/共30页4.3 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：600，2400，4800，9600，48000bpsDTE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，清除第10页/共30页4.4 传输介质（1）磁介质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；UTP 3类线，UTP 5类线基带同轴电缆50欧姆，用于数据传输；Fig.2-3宽带同轴电缆75欧姆，用于模拟传输，Cab

8、le TV技术，300MHz或450MHz第11页/共30页第12页/共30页4.4 传输介质（2）光纤目前，在试验室中光纤带宽超过50Tbps；8 2.5 Gbps，8 10 Gbps的光纤已经实用；光纤分类：单模光纤和多模光纤模式（mode）：是一个与很多参数有关的量，可以简单地理解为偏振方向，单模光纤可以传输多种波长，但每个波长只能有一种模式。常用的三个波长窗口（光纤波段）Fig.2-260.85um：衰减（attenuation)大，传输速率和距离受限制，但价格便宜；1.30um：衰减小，无色散（dispersion）补偿、功率放大情况下，最大传40km（最坏情况）；1.55um：衰减

9、小，无色散补偿、功率放大情况下，最大传80km（最坏情况）第13页/共30页4.4 传输介质（3）光缆Fig.2-7光网络组网方式点到点：四根线（两根用于保护倒换）环：两根线（一根用于保护倒换）中继器：光 电 光，全光Fig.2-9全光网，光因特网论坛 OIF第14页/共30页第15页/共30页第16页/共30页第17页/共30页第18页/共30页4.5 其它网络传输技术（1）4.5.1 无线传输（Wireless Transmission）（自学）电磁频谱无线电传输微波传输红外线和毫米波光波传输4.5.2 电话系统（自学）目前，电话系统的基本构成：局部回路（双绞线，模拟信号传输）中继（光纤或

10、微波，数字信号传输）交换局第19页/共30页4.5 其它网络传输技术（2）4.5.3 SONET/SDH1985年，Bellcore提出SONET（Synchronous Optical NETwork）标准。1989年，CCITT提出SDH（Synchronous Digital Hierarchy）标准，与 SONET 有微小差别。SONET主要用于北美和日本，SDH主要用于欧洲和中国。SONET/SDH，采用TDM技术。SONET路径路径（path），链路（line），段（section）Fig.2-29基本SONET帧：810 字节/125us 传输速率为 810 8/（125 10-

11、6）=51.84 Mbps基本SONET信道称为STS-1（Synchronous Transport Signal-1）SONET帧格式Fig.2-30第20页/共30页4.5 其它网络传输技术（3）复用Fig.2-31复用是基于字节的。OC-3 与 OC-3c的区别c（concatenated）表示级联，非复用；OC-3 表示一个155.52 Mbps的载波是由三个单独的OC-1载波 复用构成的；OC-3c 表示一个单独的155.52 Mbps的载波。SONET/SDH复用速率Fig.2-32SONET体系结构Fig.2-33第21页/共30页第22页/共30页第23页/共30页第24页/

12、共30页第25页/共30页第26页/共30页4.5 其它网络传输技术（4）4.5.4 窄带ISDN（Narrowband ISDN）（自学）主要目标：在原电话系统的基础上，提供模拟和数字多种信号传输。ISDN的体系结构ISDN的接口标准通道类型A，B，C，D，E，H三种组合2B+D，23B+1D或 30B+1D，1A+1CISDN的发展趋势速度慢，144Kbps（2B+D）可用于目前的Internet访问服务。第27页/共30页4.5 其它网络传输技术（5）4.5.5 宽带ISDN和ATM（自学）B-ISDN基于ATM技术，ATM本身是一种分组交换技术。B-ISDN技术是线路交换和分组交换之间的一种折衷，基于连接的服务。虚电路ATM网络的传输：点到点的连接，随机传输ATM交换机第28页/共30页4.5 其它网络传输技术（6）4.5.6蜂窝无线电（Cellular Radio）（自学）单方向的讯呼系统无绳电话模拟蜂窝电话 AMPS（Advanced Mobile Phone System）数字蜂窝电话 GSM（Globle Systems for Mobile communication）个人通信服务 PCS/PCN4.5.7通信卫星（Communication Stallites）（自学）地球同步卫星低轨道卫星卫星与光纤第29页/共30页感谢观看！感谢观看！第30页/共30页