计算机网络 张玉英 梁光华 第4章 物理层1

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1、第4章物理层物理层是计算机网络的最低层。本章首先讨论物理层的基本概念，强调物理层不是指具体的传输介质。然后介绍物理层下面的各种传输介质。在介绍中继器和集线器两种物理层设备后，最后讲解双绞线RJ-45连接头的制作。第4章物理层4.1物理层的基本概念4.1.1物理层的功能4.1.2物理层协议及其特性4.1.3常用的物理层接口4.1.4物理层协议举例4.2物理层下面的传输介质4.2.1双绞线4.2.2同轴电缆4.2.3光缆4.2.4非导向传输介质第4章物理层4.3物理层设备4.3.1中继器4.3.2集线器4.4双绞线RJ-45连接头的

2、制作4.4.1双绞线1236通信规则4.4.2双绞线联接标准4.4.3双绞线RJ－45头的制作第4章物理层4.1.1物理层的功能物理层实现在计算机网络中的各种硬件设备和传输介质上传输数据比特流，将一个一个比特从一个结点移动到下一个结点，而不是指具体的网络设备和传输介质。大家知道，计算机网络中的硬件设备和传输介质的种类非常繁多，而通信手段也有不同的方式。物理层的作用是尽可能地屏蔽掉这些差异，使上层的数据链路层感觉不到这些差异。这样使得数据链路层只需考虑本层的协议和服务如何完成，而不必考虑网络的硬件设备和传输介质是什么。4.1物理层

3、的基本概念4.1.2物理层协议及其特性物理层主要任务可以看成是确定与传输介质的接口有关的一些特性。物理层的协议即物理层接口标准，也称为物理层规程。在“协议”这个名词出现前人们就先使用了“规程”这一名词。在物理层中的协议是与物理连接方式、实际硬件设备和传输介质相关的。具体的物理层协议较多，这是因为物理连接的方式很多（如可以采用点对点连接、多点连接或广播连接），传输介质种类也很多。物理层协议实际上是规定与传输介质接口的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。4.1物理层的基本概念4.1.2物理层协议及其特性1.机械特性指明接口所用接

4、线器的形状和尺寸、引脚数目和排列方式、接口机械固定方式等。机械特性决定了网络设备与通信线路在形状上的可连接性。2.电气特性指明接口引脚中的电压范围，即用多大电压表示“1”或“0”。电气特性决定了数据传输速率和信号传输距离。3.功能特性指明某条线上出现某一电平表示何种意义，即接口信号引脚的功能分配和确切定义。4.过程特性指明利用信号线进行比特流传输的操作过程，包括各信号线的工作规则和时序。4.1物理层的基本概念4.1.3常用的物理层接口RS-232和RJ-45RJ-11接口RS-449通用串行总线（UniversalSerialB

5、us,USB）接口4.1物理层的基本概念4.1.4物理层协议举1.DTE设备与DCE设备数据终端设备（DataTerminalEquipment，DTE）是具有一定数据处理能力和数据发送接收能力的设备，包括各种I/O设备和计算机。由于大多数的数据处理设备的传输能力有限，直接将相距很远的两个数据处理设备连接起来是不能进行通信的，所以要在数据处理设备和传输线路之间加上一个中间设备，即数据线路端接设备（DataCircuit-terminatingEquipment，DCE）。DCE在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能。4.

6、1物理层的基本概念4.1.4物理层协议举例2.RS-232接口特性（1）机械特性RS-232使用ISO2110插头座标准。采用25根引脚分为上排13根引脚、下排12根引脚。有时将25芯接口制成专用的9芯接口，供计算机与调制解调器的连接使用，如计算机的COM接口（如图4.2所示）。还规定了插头应安装在DTE设备端，插座应安装在DCE设备端。4.1物理层的基本概念4.1.4物理层协议举例2.RS-232接口特性（2）电气特性采用负逻辑电平。用-15V～-5V表示逻辑“1”电平，用+5V～+15V表示逻辑“0”电平。当连接电缆长度不超

7、过15m时，允许数据传输速率不超过20kb/s。4.1物理层的基本概念4.1.4物理层协议举例2.RS-232接口特性（3）功能特性它规定了什么电路应当连接到25根引脚中的哪一根以及该引脚的作用。图4.3画的是最常用的10根引脚的作用，括弧中的数目为引脚的编号。其余的一些引脚可以空着不用。图中引脚7是信号地，即公共回线。引脚1是保护地（即屏蔽地），有时可不用。引脚2和引脚3都是传送数据的数据线。“发送”和“接收”都是对DTE而言。有时只用图中的9个引脚（将“保护地”除外）制成专用的9芯插头，供计算机与调制解调器的连接使用。4.1

8、物理层的基本概念4.1.4物理层协议举例2.RS-232接口特性（3）功能特性4.1物理层的基本概念4.1.4物理层协议举例2.RS-232接口特性4）过程特性规定了在DTE和DCE之间所发生事件的合法序列。4.1物理层的基本概念4.1.4物理层协议举例2.RS