网络故障诊断与实训 教学课件 作者 彭海深 主编第3章 物理层维护.ppt

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1、第三章物理层维护本章学习目标了解物理层在整个网络体系结构中的功能与作用。正确识别物理层的网络组件，重点掌握网络物理层的传输介质、传输设备的特性。掌握物理层网络设备的组网标准与规范，常用的测试方式与故障排除。本章要点内容计算机网络体系结构中物理层的主要功能；物理层的主要网络组件及组网规范；物理层故障诊断与维护。本章学前要求对网络体系结构有清楚的理解。已经掌握局域网组网工程方面的知识。对常用的组网传输介质与设备的使用方法比较了解。3.1物理层的功能物理层的主要功能为定义了网络的物理结构及互联标准，传输的电磁标准，比特流的编码及网络的通信同步等。其决定了网络连接类型（端到端或多端连接）及

2、物理拓扑结构。简单地说，这一层主要负责实际的信号传输，物理层最终实现网络上的二进制位流的透明传输。3.1.1OSI模型中的物理层的功能物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。其主要的功能定义为三个方面：1）为数据端设备提供传送数据的通路。2）传输数据。3）完成物理层的一些管理工作。3.1.2网络互联的物理接口标准物理层协议规定了建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能的和规程的方面的特性。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。3.1物理层的功能1．定义DTE和DCE之间互

3、联规则OSI模型的物理层所做的定义为：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、功能性和规程性的手段。比特流传输可以采用异步传输，也可以采用同步传输完成。　　另外，CCITT在X.25建议书第一级（物理级）中也做了类似的定义：利用物理的、电气的、功能的和规程的特性在DTE和DCE之间实现对物理信道的建立、保持和拆除功能。这里的DTE(DateTerminalEquipment)指的是数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称，它们是通信的信源或信宿，如计算机、终端等；DCE(DateCircuitTermina

4、tingEquipment或DateCommunicationsEquipment)，指的是数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入接点的网络设备的统称，如自动呼叫应答设备、调制解调器等。3.1物理层的功能DTE-DCE的接口框如图3-2所示，物理层接口协议实际上是DTE和DCE或其它通信设备之间的一组约定，主要解决网络节点与物理信道如何连接的问题。物理层协议规定了标准接口的机械连接特性、电气信号特性、信号功能特性以及交换电路的规程特性，这样做的主要目的，是为了便于不同的制造厂家能够根据公认的标准各自独立地制造设备，使各个厂家的产品都能够相互兼容。图3-2DTE-DCE接口

5、框图3.1物理层的功能2．网络互联的接口标准举例EIARS-232C是由美国电子工业协会EIA(ElectronicIndustryAssociation)在1969年颁布的一种目前使用最广泛的串行物理接口，下面以此为例来讨论网络互联的接口标准在整个网络组建中的功能与作用。RS-232标准提供了一个利用公用电话网络作为传输媒体，并通过调制解调器将远程设备连接起来的技术规定。远程电话网相连接时，通过调制解调器将数字转换成相应的模拟信号，以使其能与电话网相容；在通信线路的另一端，另一个调制解调器将模拟信号逆转换成相应的数字数据，从而实现比特流的传输。图3-3(a)给出了两台远程计算机通

6、过电话网相连的结构图。从图中可看出，DTE实际上是数据的信源或信宿，而DCE则完成数据由信源到信宿的传输任务。RS-232C标准接口只控制DTE与DCE之间的通信，与连接在两个DCE之间的电话网没有直接的关系。3.1物理层的功能RS-232C标准接口也可以如图3-3(b)所示用于直接连接两台近地设备，此时既不使用电话网也不使用调制解调器。由于这两种设备必须分别以DTE和DCE方式成对出现才符合RS-232C标准接口的要求，所以在这种情况下要借助于一种采用交叉跳接信号线方法的连接电缆，使得连接在电缆两端的DTE通过电缆看对方都好象是DCE一样，从而满足RS-232C接口需要DTE-D

7、CE成对使用的要求。这种使用方式目前被广泛采用。图3-3RS-232C的远程连接和近地连接3.1物理层的功能RS-232C的功能特性定义了25芯标准连接器中的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根线做备用或末定义。表3-1给出了其中最有用的10根信号线的功能特性。RS-232C功能特性引脚号信号线功能说明信号线型连接方向123456782022AABABBCACBCCABCFCDCE保护地线