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计算机网络原理 主讲人 陈慧 第三章 物理层 本章物理层是计算机网络体系结构中的最低层，其功能是为数据链路层提供比特流传输服务，物理层与数据通信系统有着直接的联系，主要介绍物理层接口与协议、传输介质、数据通信技术、数据编码技术和时钟同步、调制解调器、ADSL和数据交换技术。 3.1 物理接口与协议 3.2 传输介质 3.3 数据通信技术 3.4 数据编码技术 3.5 数据交换技术 学习目的与要求 要求了解物理层提供的为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性； 理解EIA RS-232C和EIA RS-449接口标准； 了解计算机网络中所采用的双绞线、同轴电缆、光导纤维、无线通信等传输介质的传输特性； 理解数据传输速率、误码率、信道容量等主要指标的定义并掌握它们的计算方法； 理解各种通信方式、编码方式、时钟同步方法、多路复用技术、异步传输和同步传输方法的工作原理和特点； 理解调制解调器和ADSL的工作原理及性能； 理解电路交换、报文交换和分组交换技术的概念、工作原理和各自的特点。 3.1 物理接口与协议 课程内容与考核知识点 （1） 物理层的定义和功能，DTE、DCE的定义。 （2）常用的25芯、9芯连接器标准。 （3） 非平衡方式、采用差动接收器的非平衡方式及平衡方式三种电气连接方式。 （4）数据、控制、定时及接地四类接口信号线。 （5）规程特性。 （6） EIA RS-232C接口标准。 （7） EIA RS-449及EIA RS-422和EIA RS-423接口标准。 （8）100系列和200系列接口标准，X.21、X.21 bis建议。 考核要求 （1）识记：物理层的定义和功能，DTE、DCE的定义，常用的25芯、9芯连接器标准，数据、控制、定时及接地四类接口信号线，规程特性， 100系列和200系列接口标准，X.21、X.21 bis建议。 （2）领会：非平衡方式、采用差动接收器的非平衡方式及平衡方式三种电气连接方式， EIA RS-232C接口标准， EIA RS-449及EIA RS-422和EIA RS-423接口标准。 3.1.1物理层接口（识记） 物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能性的和规和程性的特性 。 OSI中定义为：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、保持和除去提供机械的、电气的、功能的和规程性的手段。 X.25中定义为：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。 物理层的功能：通过物理信道在相邻网络节点之间正确的收、发比特流信息。 DTE和DCE （识记） DTE（Data Terminal Equipment）数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或工作站，它们是通信的信源和信宿； DCE（Data Communication Equipment ）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。 3.1.2 物理层的功能和提供的服务 机械特性 规定DTE-DCE连接器的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。 常用的25芯、9芯连接器标准（识记） 电气特性 规定了电气连接及有关电路的特性。 DTE和DCE接口的各根导线的电气连接方式有三种：（领会） 非平衡方式 每个电路使用一个根导线，收发两个方向共用一根信号地线，会产生比较大的串扰。 采用差动接收器的非平衡方式 发送器使用非平衡方式，但接收器使用差动接收器，每个方向都使用独立的信号地线，串扰信号较小。 平衡方式 使用平衡发送器和差动接收器，每个电路采用两根导线，构成各自完全独立的信号回路，串扰信号减至最小。 功能特性与规程特性 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。 接口信号按功能一般可分为数据信号线、控制信号线、定时信号线及接地信号线四类。 （识记） 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。 规程特性 规定了使用交换电路进行数据交换的控制步骤，这些控制步骤的应用使得比特流传输得以完成。 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 3.1.3 物理层协议举例 EIA RS-232C是由美国电子工业协会EIA在1969年颁布的串行物理接口标准。 RS的意思是“推荐标准” 232是标识号码 后缀“C”则表示该推荐标准已被修改过的次数。 EIA RS-232C接口标准是一种串行物理接口标准，提供了一个利用公共电话网络作为传输介质，并通过调制解调器将远程设备连接起来的技术标准； EIA RS-232C用于控制DTE与DCE之间的通信 零调制解调器 EIA RS-232C用于两台近地设备的连接时，为使电缆两端的DTE通过电缆看过方都好