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物理層及其協議
物理層的定義
-ISO/OSI 關于物理層的定義：物理層提供機械的、電氣的、功能的和規程的特性，目的是啟動、維護和關閉數據鏈路實體之間進行比特傳輸的物理連接。這種連接可能通過中繼系統，在中繼系統內的傳輸也是在物理層的。
§物理層的功能
- 在兩個網絡設備之間提供透明的比特流傳輸。
§研究內容
- 物理連接的啟動和關閉，正常數據的傳輸，以及維護管理。
§幾點說明
- 連接方式（點到點，點到多點）
- 通信方式（單工，半雙工，全雙工）
- 位傳輸方式（串行，并行）
§物理層的四個重要特性
-電氣特性 (electrical characteristics)
- 功能特性 (functional characteristics)
- 規程特性 (procedural characteristics)
§
1、§機械特性
- 主要定義物理連接的邊界點，即接插裝置。規定物理連接時所采用的規格、引腳的數量和排列情況。
-常用的標準接口
• ISO 2110，25芯連接器，EIA RS-232-C，EIA RS-366-A
• ISO 2593，34芯連接器，V.35寬帶MODEM
• ISO 4902，37芯和9芯連接器，EIA RS-449
• ISO 4903，15芯連接器，X.20、X.21、X.22
§
§2、電氣特性
- 規定傳輸二進制位時，線路上信號的電壓高低、阻抗匹配、傳輸速率和距離限制。
- 早期的標準是在邊界點定義電氣特性，例如EIA RS-232-C、V.28；最近的標準則說明了發送器和接受器的電氣特性，而且給出了有關對連接電纜的控制。
-CCITT 標準化的電氣特性標準
• CCITT V.10/X.26：新的非平衡型電氣特性，EIA RS-423-A
• CCITT V.11/X.27 ：新的平衡型電氣特性，EIA RS-422-A
• CCITT V.28：非平衡型電氣特性，EIA RS-232-C
• CCITT X.21/EIA RS-449
§3、功能特性
- 主要定義各條物理線路的功能。
-線路的功能分為四大類：
• 數據
• 控制
• 定時
•接地
4、§規程特性
-主要定義各條物理線路的工作規程和時序關系。
典型的物理層標準接口
1 EIA RS-232-C
§機械特性
- 25芯連接器，DTE為插頭，DCE為插座。
§電氣特性
-采用非平衡型電氣特性，低于-3V為“1”，高于+4V為 “0”，最大 20Kbps，最長15m。
- 非平衡傳輸（unbalanced transmission）：所有電路共享一個公用的地線。
-平衡傳輸（balanced transmission）：每個主要電路需要兩根線，沒有公用的地線
§功能特性
- 定義了21條線，許多子集，基本與CCITT V.24兼容。
§規程特性
-對不同的功能子集，有不同的規程。
- RS-232-C 有14中不同的接口類型，適合于：單工，半雙工，全雙工，同步，異步
§ RS-232-C的不足與改進
-不足
•傳輸性能低，距離短，速率低。
-改進
• 重新設計，X.21；
• 以RS-232-C為基礎改進，1977年提出RS-449。
2 EIA RS-449/422-A/423-A
§ EIA RS-449 是為替代RS-232-C而提出的物理層標準接口。實際上是一體化的三個標準。
§主要改進
- 改善了性能，加長了接口電纜距離，加大了數據傳輸率；
- 增加了新的接口功能，例如，回送檢查；
- 解決了機械接口問題。
§機械特性
- 37芯或9芯連接器。
§電氣特性
- 與RS-232-C相連，采用非平衡型電氣特性 RS-423-A，20Kbps以下
- 其他情況，采用平衡型電氣特性 RS-422-A 和RS-423-A，20Kbps ~ 2Mbps
§功能特性
- 定義了30條功能線。
§規程特性
-基本上以RS-232-C為基礎。
-
3 CCITT X.21
§X.21：在公共數據網PDN中進行同步操作的DTE/DCE之間的通用接口。
§1980年的X.21由兩部分組成：
- “通用接口”：真正的物理層部分；
-用于電路交換網絡的呼叫控制規程，用于DTE之間的連接，涉及到許多數據鏈路層和網絡層的功能。
§機械特性
-15針連接器，ISO 4903。
§電氣特性
- 采用非平衡型電氣特性和平衡型電氣特性。
-傳輸速率：600，2400，4800，9600，48000bps
-DTE使用非平衡型電氣特性和平衡型電氣特性；DCE使用平衡型電氣特性
§功能特性
- 定義了8條功能線。
§規程特性
-分成四個工作階段：空閑，呼叫控制，數據傳送，清除
工商網監
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