第三章 物理层

3.1物理层接口与协议

1 物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道有关的特性，这些特性包括机械的、电气的、功能性的和规程性的四个方面。

2 OSI对OSI模型的物理层所作的的定义为：在物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电气的、功能性的和规程性的手段。

3 DTE（数据终端设备）是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称，是通信的信源或信宿；DCE（数据电路终接设备或数据通信设备），是对为用户提供入网连接点的网络设备的统称。

4 DEE与DCE接口的各根导线的电气连接的三种平衡方式：非平衡方式、采用差动接受器的非平衡方式和平衡方式。

5 EIA RS-232C是由美国电子工业协会EIA颁布的，RS表示“推荐标准”，232是标识号码，C表示该推荐标准已被修改过的次数。

6 RS-232C的电气特性规定逻辑“1”电平为-15至-5伏，逻辑“0”的电平为+5至+15伏，也即RS-232采用+伏的负逻辑电平，+伏之间为过渡区域不作定义。

7 RS-232C功能特性定义了25芯标准连接器中的20根信号线。

8 RS-422 电气标准是平衡方式标准，它的发送器、接受器分别采用平衡发送器和差动接受器，由于完全独立的双线平衡传输，抗串扰能力大大增强。

9RS-423 电气标准是非平衡的标准，它采用单端发送器和差动接受器，它的信号电平定义为+6伏。

9 100系列接口标准的机械特性采用两种规定，当传输速率为200bps~9600bps,采用25芯标准连接器；传输速率大48bps时，采用34芯标准连接器。200系列接口标准则采用25芯标准连接器。

10 100系列接口标准的电气特性采用V.28和V.35两种建议。

11 ITU对DTE-DCE的接口标准有V系列和X系列两大类建议。V系列接口标准一般是指数据终端设备与调制解调器或网络控制器之间的接口，X系列适用与公共数据网的宅内电路终接设备和数据终端设备之间的接口。

12 X.21和X.21 bis为三种类型的服务定义了物理电路，这三种服务是租用电路服务、直接呼叫服务和设备地址呼叫服务。

13 物理层的功能和提供的服务：

（1）机械特性  物理层的机械特性对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔及其排列方式、锁定装置形式等作了详细的规定。

（2）电气特性  电气特性规定了这组导线的电气连接及有关电路的特性，一般包括：接受器和发送器电路特性的说明，表示信号状态的电压/电流电平的识别、最大数据传输速率的说明，以及互连电缆相关的规则等。

（3）信号的功能特性  它规定了接口信号的来源、作用以及与其它信号之间的关系。接口信号线按功能一般可分为数据信号线、控制信号线、定时信号线和接地线等四类。

（4）规程特性  规定了使用交换电路进行数据交换的控制步骤。

3.2传输介质

1 传输介质是通信网络中发送方和接受方之间的物理通路，计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线两大类。

2 三种有线传输介质：双绞线、同轴电缆和光纤。

3 无线传输介质：无线电通信、微波通信、红外通信以及激光通信的信息载体。

4 传输介质的选择取决于以下因素：网络拓扑的结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、能承受的价格范围。

5 传输介质的特性：物理特性、传输特性、连同性、地理范围、抗干扰性、相对价格。

6 有线传输介质：

（1）双绞线：最常用的传输介质，一般是铜质的，能提供良好的传导率。分为无屏蔽的和屏蔽的。电子工业协会EIA为无屏蔽双绞线订立了标准，3类线能承受16MHz，5类线 能承载100MHz。

（2）同轴电缆：分为基带同轴电缆（阻抗50Ώ）和宽带同轴电缆（75Ώ）。基带同轴电缆又分为粗缆和细缆两种，都用与直接传输数字信号；宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输，也可用于不使用频分多路复用的高速数字信号和模拟信号传输。（CATV电缆就是宽带同轴电缆）；基带同轴电缆主要用于数字信号传输，并使用曼彻斯特编码；宽带同轴电缆既可用于模拟信号传输，又可用于数字信号传输；同轴电缆适用于点到点和多点连接。

（3）光纤：它由能传导光波的超细石英玻璃纤维外加保护层构成；用光纤传输信号电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而在接受端又要由光检测器还原成电信号；光纤用于点到点的链路；光纤通信具有损耗低、频带宽、数据传输率高、抗电磁干扰强等优点。             

7 多址接如的方法主要有三种：频分多址接入FDMA、时分多址接入TDMA、码分多址接入CDMA。

8 卫星通信具有通信距离费用与距离无关、覆盖面积大、不受地理条件的限制、通信信道带宽宽、可进行多址通信与移动通信的优点。

9 使用卫星通信时，需要注意到它的延时，传输延时的典型值为540毫秒。