计算机网络 课件【ch03】物理层.pptx

第三章物理层新工科建设·网络工程系列教材计算机网络01物理层概述物理层概述物理层位于计算机网络5层体系结构的最低层，但它并不是指直接连接计算机的具体物理设备或具体的传输媒介，而是指在物理硬件的基础上，要尽可能地屏蔽不同传输媒介和通信手段的差异，为数据链路层提供一个透明的原始比特流传输的物理连接，也就是说，物理层要构造一个可以传输各种数据比特流的透明通信信道。物理层概述物理层概述物理层定义了在传输媒介上传输比特流所必需的功能，它向数据链路层提供的服务主要有以下三项。①物理连接的建立、维持和释放。②传输数据。③物理层的管理。02物理层的接口特性物理层的接口特性物理层接口协议实际上是数据终端设备(DTE)与数据电路终接设备(DCE)之间的一组约定，规定了DTE与DCE之间的标准接口特性。标准化的DTE/DCE接口具有机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。物理层的接口特性机械特性DTE/DCE接口的机械特性涉及接口的物理结构，DTE与DCE之间通常采用连接器来实现机械上的连接。机械特性就是对所用接线器(包括插头和插座的形状及尺寸、引脚数目及其排列、固定或锁定装置等)做出详细的规定。物理层的接口特性机械特性在ISO标准中，涉及DTE/DCE接口机械特性的标准如表3-1所示。物理层的接口特性电气特性DTE/DCE接口的电气特性规定了DTE/DCE之间接口多根信号线的电气连接及有关电路特性，通常包括发送器和接收器的电路特性(如发送信号电平、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗、平衡特性等)、负载要求、速率和连接距离等。物理层的接口特性电气特性DTE/DCE接口的电气特性规定了DTE/DCE之间接口多根信号线的电气连接及有关电路特性，通常包括发送器和接收器的电路特性(如发送信号电平、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗、平衡特性等)、负载要求、速率和连接距离等。物理层的接口特性功能特性DTE/DCE接口的功能特性主要是指对各接口信号线做出确切的功能定义，以及互相间的操作关系定义，对每根接口信号线的定义通常采用两种方法：①一线一义法，即每根接口信号线被定义为一种功能，ITU-T V.24、EIA RS-232-C、EIA RS-449等都采用这种方法。②一线多义法，即每根接口信号线被定义为多种功能，该方法有利于减少接口信号线的数目，被ITU-T X.24、ITU-T X.21所采用。物理层的接口特性功能特性接口信号线按其功能一般分为接地线、数据线、控制线、定时线等类型。对各信号的命名通常采用数字、字母组合或英文缩写三种形式。例如，ITU-T V.24以数字命名，EIA RS-232-C采用字母组合，而EIA RS-449则采用英文缩写。物理层的接口特性物理层的接口特性规程特性DTE/DCE接口的规程特性规定了各接口信号线之间的相互关系、工作顺序和时序，以及维护测试操作等内容。规程特性反映了通信双方在数据通信过程中可能发生的各种事件。由于这些可能事件出现的先后次序不尽相同，而且又有多种组合，因此规程特性往往比较复杂。物理层的接口特性规程特性DTE/DCE接口的规程特性规定了各接口信号线之间的相互关系、工作顺序和时序，以及维护测试操作等内容。规程特性反映了通信双方在数据通信过程中可能发生的各种事件。由于这些可能事件出现的先后次序不尽相同，而且又有多种组合，因此规程特性往往比较复杂。物理层的接口特性规程特性DTE/DCE接口的规程特性规定了各接口信号线之间的相互关系、工作顺序和时序，以及维护测试操作等内容。规程特性反映了通信双方在数据通信过程中可能发生的各种事件。由于这些可能事件出现的先后次序不尽相同，而且又有多种组合，因此规程特性往往比较复杂。03数字传输系统数字传输系统早期电话网的长途干线采用语音信号频分多路载波通信系统，该系统采用频分复用(FDM)的模拟传输方式。由于数字通信的性能优于模拟通信，因此长途干线采用时分复用脉冲编码调制(PCM)的数字传输方式，模拟线路就基本上只剩下从用户电话机到市话交换机之间的这一段几千米长的用户线。数字传输系统(1)速率标准不统一由于历史的原因，多路复用的速率体系标准互不兼容，北美和日本的基础码速率使用T1速率(1.544Mbit/s),欧洲和中国的基础码速率使用E1速率(2.048Mbit/s),但是在三次群以上，日本又使用了与北美不一样的第三种不兼容的标准(见表3-6),因此，难以实现国际互通。数字传输系统数字传输系统(2)通信双方不同步在过去相当长的时间，各国的数字网主要采用准同步数字系列(PDH,Plesiochronous DigitalHierarchy)。在PDH系统中由于各支路信号的时钟频率有一定的偏差，因此时分复用和分用较为复杂。当数据传输的速率很高时，收发双方的时钟同步就成为很大的问题。数字传输