3.3 物理层（教学课件）-高一《计算机网络基础》同步精品课堂（机工社）

计算机网络基础 3.3 物理层 第3章 通信基础知识 机械工业出版社 教学目标 一 了解物理层的四个基本特性：机械特性、电气特性、功能特性和规程特性，并学习一个物理层协议实例——EIA RS-232标准。 1 教学重难点 二 1 了解物理层的四个基本特性：机械特性、电气特性、功能特性和规程特性，并学习一个物理层协议实例——EIA RS-232标准。 导入新课 三 国际标准化组织ISO于1978年提出的最著名的网络互联国际标准协议。该体系结构标准定义了网络互联的七层框架。我们来具体了解——物理层！ 图片来源于网络 导入新课 3.3 3.3 物理层 物理层是OSI/RM中的最底层。它的功能包括三个方面：完成物理链路连接的建立、维持与释放；传输物理服务数据单元（SDU）；进行物理层管理。但是，物理层并不是指连接计算机具体的传输介质。网络中使用的传输介质是多种多样的，物理层正是要使得数据链路层在一条物理传输介质上，可以透明地传输各种数据的比特流，而完全感觉不到这些介质的差异。 3.3物理层 3.3 图片来源于网络 3.3.1 物理层的特性 讨论物理层协议时，常使用DTE/DCE模型，如图3.4所示。图中DTE（Data Terminal Equipment）表示是数据终端设备。它是指信源或信宿设备，如主机、终端和各种I／O设备等。DTE虽然有一定的通信处理能力，但通常在连接到传输网络时，还要使用一个数据电路端接设备DCE（Data Circuit．terminating Equipment）。常见的DCE设备如调制解调器、多路复用器等。调制解调器进行数字信号和模拟信号之间的转换，多路复用器进行并行数据和串行数据之间的转换。由此可见，DCE在DTE和传输网络之间提供信号变换和编码，是用户设备接入网络的连接点。 3.3物理层 3.3 图片来源于网络 3.3.1 物理层的特性 物理层协议即是关于在DTE和DCE之间的接口及其传输比特的规则，因此也常称为物理层接口标准。物理层协议规定了DTE/DCE接口标准的四个特性，即机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。 1．机械特性 机械特性规定接口所用接线器的形状、几何尺寸、引线数目和排列方式等。正如日常生活中的电源插座类似，大小尺寸上必须有标准。 2．电气特性 电气特性规定了DTE和DCE之间多条信号线的连接方式相关的电气参数。主要内容包括信号“1”或“0”的电平范围、驱动器的输出阻抗、接收负载的输入阻抗、传输速率和传输距离的限制等。 3.3物理层 3.3 图片来源于网络 3.3.1 物理层的特性 3．功能特性 功能特性对接口连线的功能给出确切的定义。它指明某条连线上的某种电平所表示的含义。按功能可将接口信号线分为数据信号线、控制信号线、定时信号线、接地线和次信道信号线5种。 4．规程特性 规程特性规定了使用接口线实现数据传输时的控制过程和步骤。这里强调的是过程特性。例如在物理链路建立、维持和解释连接时，DTE/DCE双方在各自电路上的动作序列。不同的接口标准，其规程特性也不同 3.3物理层 3.3 图片来源于网络 3.3.2 物理层协议实例 电子工业联合会（EIA）和国际电信联盟电信标准化部（ITU-T）为DTE/DCE接口制订了许多标准。下面介绍EIA制订的两个标准。 1．EIA RS-232标准 2．EIA RS-449、RS-423A、RS-422A标准 1．EIA RS-232标准 EIA RS-232，于1962年颁布，后陆续修改为RS-232A、RS-232B、RS-232C、RS-232D多个版本。 EIA RS-232是专门为数据终端设备DTE通过模拟电话网进行通信而设计的。由于DTE必须使用调制解调器（Modem）才能上电话网，因此，RS-232实际上就是DTE和Modem之间的物理层接口。这里Modem就是一个数据电路端接设备（DCE）。EIA RS-232目前已成为一个事实上的国际标准。 3.3物理层 3.3 图片来源于网络 3.3.2 物理层协议实例 （1）RS-232标准的机械特性 RS-232采用和ISO-2110兼容的标准，如图3.5所示。具体规定包括： ·引脚数为25，分上下两行排列，上排为13个，下排为12个。 ·两端固定点之间的距离为46.91mm～47.17nun。 ·DTE和DCE各有一个阴阳属性相反的插头，以便连接。DTE上使用带插针的连接器，DCE上使用带插孔的连接器。 图3.5 RS-232标准的机械特性 3.3物理层 3.3 图片来源于网络 3.3.2 物理层协议实例 （2）RS-232标准的电气特性 RS-232标准的电气特性规定了数据和控制信号的电压范围，以及阻抗值等电气参数： ·表示逻辑“1”的电平值为-15V～-3V负电平。 ·表示