《部分物理层介绍》PPT课件

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1、OSI/RM各层功能要点：◆ 了解物理层的作用、特性、协议和EIARS-232C接口标准◆掌握数据链路层的功能、成帧、流量控制和差错控制◆  掌握网络层功能、数据交换技术和路由选择概念◆  掌握传输层的功能及面向连接和无连接的概念◆  了解会话层、表示层和应用层各层功能1物理层介绍物理层的作用是在网络节点之间的物理媒体上提供线路的建立、维持和释放，实现二进制位流的透明传输，并进行差错检查等。物理层是对DTE和DCE之间通信接口的描述和规定,如图所示。1.物理层提供的功能l保证数据按位传送的正确性，同时提供通信接口定义、控制信号、数据传输速率

2、、接口信号电平等；l物理层管理；l建立、维持和释放物理连接。1.1物理层的作用和特性1.物理层提供的功能2.物理层的特性l机械特性机械特性详细说明了接插式连接器的大小、形状、尺寸、引脚的排列方式锁定装置以及相应通信介质的参数和特性等。l电气特性电气特性规定了信号及有关电路的特性。l功能特性功能特性规定了接口信号的来源、作用以及其它信号之间的关系。l规程特性规程特性就是协议，定义了DTE和DCE接口进行二进制比特流传输前的控制步骤，包括各信号线的工作规程和时序。1.2物理层协议（接口标准）举例1.EIA-RS-232C接口标准lEIA-RS-

3、232C的机械特性DB25针式（凸插座）和DB25引式（凹插座）结构。另有一个9芯标准连接器简化标准。lEIA-RS-232C的电气特性逻辑“1”的电平范围是﹣5～﹣15V；逻辑“0”的电平范围是+5～+15V。lEIA-RS-232C的功能特性20根信号线（其中2根地线、4根数据线、11根控制线、3根定时信号线），剩下的5根线（9、10、11、18、25）做备用或末定义。lDTE和DTE间近距离连接交叉跳接信号线接线方法2.EIA的RS-449、RS-422和RS-423接口标准3.数据传输的DTE/DCE接口标准X.212数据链路层2.

4、1成帧和帧同步l成帧成帧的目的是为了一旦在数据传输时出错，只重传或纠正有错的帧，而不必重发全部数据，从而提高效率。l帧同步为了能在收到的比特流中明确区分出一帧，发送方必须建立和识别帧的边界，一般是在帧的开始和结束位置增加一些特殊的位组合来实现，这就是帧同步问题。数据链路层的作用是利用物理层提供的位串传输功能，将物理层传输原始比特流时可能出错的物理连接，改造成为逻辑上无差错的数据链路，在相邻节点间实现透明的高可靠性传输，同时为网络层提供有效的服务。l常用的帧同步方法有下面几种：1.字节计数法2.使用字符填充的首尾定界符法3.使用比特填充的首尾

5、定界符法4.违法编码法2数据链路层2.2差错控制差错产生的原因主要是由于线路本身电气特性所产生的随机噪声（热噪声）、信号振幅、频率和相位的衰减或畸变、电信号在传输介质上的反射回音效应、相邻线路的串扰、外界的电磁干扰和设备故障等因素造成的。1.差错类型差错可分为单比特差错和突发差错两类，单比特差错是指在传输的数据单元中只有一个比特发生了改变（0变1或1变0），而突发差错是指在传输的数据单元中有两个或两个以上的比特发生了改变。差错控制有两种方法：一种方法是从硬件入手，但增加了通信成本；另一种方法是在传输过程中进行差错控制，在数据链路层采用编码进

6、行查错或纠错处理。注意：数据链路层编码和物理层的数据编码与调制不同。物理层编码针对的是单个比特，解决传输过程中比特的同步等问题，如曼彻斯特编码。而数据链路层的编码针对的是一组比特，它通过冗余码的技术实现一组二进制比特串在传输过程是否出现了差错。2数据链路层2.2差错控制2.检错码和纠错码只具有检错能力的编码称为检错码。既能检错又具有自动纠错能力的编码则称为纠错码。差错控制方式有自动请求重发ARQ(AutomaticrepeatRequest)和前向纠错FEC(ForwardErrorCorrection)两种。lARQ采用检错码方法实现，它

7、使用冗余技术。所谓冗余技术是在发送方的数据单元中增加一些用于检查差错的附加位，便于接收端进行检错。lFEC采用纠错码方法实现。纠错码比检错码复杂，需足够多的冗余位，实现来复杂，编码和解码速度慢，效率低，造价高且费时。3.奇偶校验码奇偶校验（Parity）码地通过在信息位的后面附加一个检验位，使得　码字中“1”的个数保持为奇数或偶数的编码方法。2数据链路层2.2差错控制1.差错类型2.检错码和纠错码3.奇偶校验码4.循环冗余校验码循环冗余校验码（CRC）是一种最常用的检错码。CRC是通过在信息位的后面附加一串冗余比特实现的。方法是将要发送的二

8、进制比特序列当作一个多项式F(x)的系数，在发送端，用双方预先约定的G(x)生成多项式对应的比特序列去除，（F(x)对应的比特序列后要加上n个0，n是一个比G(x)生成多项式对应