数据链路实体通过物理连接进行透明的比特流传输市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

数据链路实体通过物理连数据链路实体通过物理连接进行透明比特流传播接进行透明比特流传播数据链路数据链路物理层服务访问点物理层服务访问点数据电路：通信信道数据电路：通信信道+设施设施物理连接物理连接进程进程A进程进程B物理连接可采用全双工或半双工比特传播方式物理连接可采用全双工或半双工比特传播方式物理层原则物理层原则物理层概述物理层概述PHL向高层提供服务向高层提供服务第1页第1页物理服务数据单元物理服务数据单元串行传播方式物理服串行传播方式物理服务数据单元务数据单元(1位位)；并；并行传播方式物理服务行传播方式物理服务数据单元数据单元(n位位)；顺序化顺序化确保比特按源数据链路确保比特按源数据链路实体发送顺序到达目的实体发送顺序到达目的数据链路实体。数据链路实体。差错汇报差错汇报一旦发觉比特错一旦发觉比特错误，向高层汇报。误，向高层汇报。QoS物理连接质量由构成它们数物理连接质量由构成它们数据电路决定。据电路决定。QoS参数包括：参数包括：误码率、数据率、传播延迟误码率、数据率、传播延迟等。等。物理层原则物理层原则物理层概述物理层概述PHL向高层提供服务向高层提供服务第2页第2页物理层管理物理层管理即提供上述服务所必须执行功效。即提供上述服务所必须执行功效。物理连接建立、维持与释放物理连接建立、维持与释放当上层请求在两个实体之间建立物理连接时，物理当上层请求在两个实体之间建立物理连接时，物理层应能建立、维持与释放物理连接，必要时还能互层应能建立、维持与释放物理连接，必要时还能互连相应数据电路。连相应数据电路。数据服务单元发送和接受数据服务单元发送和接受异步方式：异步适配器异步方式：异步适配器同时方式：同时适配器同时方式：同时适配器层内管理事务层内管理事务功效激活功效激活差错汇报差错汇报PHL功效功效物理层原则物理层原则物理层概述物理层概述第3页第3页信号和控制线信号和控制线数字数据数字数据发送器发送器/接受器接受器数字数据数字数据发送器发送器/接受器接受器传播线路传播线路接口设备接口设备传播线路传播线路接口设备接口设备DTEDTEDCEDCE比特串行传播线比特串行传播线物理链路：二个物理接口之间一切物理链路：二个物理接口之间一切 典型配备典型配备EIA-232/V.24接口接口 网络网络物理链路物理链路物理层原则物理层原则物理层概述物理层概述第4页第4页DTE必须包括：输入必须包括：输入/输出输出 +传播控制传播控制普通用户终端、计算机等数字设备。普通用户终端、计算机等数字设备。电传打字机电传打字机键盘显示器键盘显示器智能终端智能终端DCE是数据终端与通信线路之间连接设备，它相称于是数据终端与通信线路之间连接设备，它相称于通信线路终端。通信线路终端。为用户终端提供信号变换与编码功效，为用户终端提供信号变换与编码功效，以及建立、维持和释放通信线路功效。以及建立、维持和释放通信线路功效。数据电路终接设备数据电路终接设备(DCE,data circuit-terminating equipment)数据终端设备数据终端设备(DTE,data terminal equipment)物理层原则物理层原则物理层概述物理层概述物理链路物理链路第5页第5页V系列提议系列提议X系列提议系列提议I系列提议系列提议EIA原则原则V系列提议系列提议X系列提议系列提议I系列提议系列提议EIA原则原则DTEDCE接口电路接口电路DCEDTE接口电路接口电路线路线路V系列提议系列提议I系列提议系列提议V系列提议系列提议通过电话网进行数据传播。通过电话网进行数据传播。X系列提议系列提议通过公用数据网进行数据传播。通过公用数据网进行数据传播。I系列提议系列提议通过综合业务数字网进行数据传播。通过综合业务数字网进行数据传播。物理层原则物理层原则物理层协议是决定物理实体物理层协议是决定物理实体间通信行为一组规则和格式，间通信行为一组规则和格式，由物理层功效实现。由物理层功效实现。物理层原则物理层原则物理层概述物理层概述第6页第6页用多少伏特电压代表用多少伏特电压代表“1”和和“0”一个比特连续多少微秒一个比特连续多少微秒传播是否在两个方向上进行传播是否在两个方向上进行连接如何建立及如何终止连接如何建立及如何终止网络连接器网络连接器(connector)有多少针有多少针机械特性机械特性电气特性电气特性功效特性功效特性过程特性过程特性物理层基本特性物理层基本特性物理层原则物理层原则第7页第7页机械特性机械特性规程特性规程特性要求接口所使用连接器技要求接口所使用连接器技术规格，如形状、尺寸、术规格，如形状、尺寸、引线数及排列办法等引线数及排列办法等.电气特性电气特性功效特性功效特性要求接口电路连接要求接口电路连接方式和电压、阻抗方式和电压、阻抗等参数。等参数。互换电路功效划分：数互换电路功效划分：数据、控制、定期和接地。据、控制、定期和接地。相关使用各互换电路动相关使用各互换电路动作过程。执行这些过程作过程。执行这些过程可完毕位传播任务。可完毕位传播任务。ISO 2110ISO 2593ISO 2597非平衡型非平衡型半平衡型半平衡型平衡型平衡型V.24X.24V.24EIA RS-232物理层原则物理层原则物理层基本特性物理层基本特性第8页第8页25针连接器针连接器211415161718192120222324253 4 5 6 7 8 9 10111213EIA RS-232C是是1969年美国年美国EIA按按CCITT提议制定提议制定DTE/DCE原则接口，除了用于数据传播原则接口，除了用于数据传播DTE/DCE接口，接口，也可用于两个也可用于两个DTE之间直接连接。之间直接连接。ISO 2110用于串行和并行语音调制解调器、公用数据网接口、电报用于串行和并行语音调制解调器、公用数据网接口、电报接口和自动呼喊设备中。接口和自动呼喊设备中。EIA RS-232C协议协议机械特性机械特性物理层原则物理层原则第9页第9页非平衡输入非平衡输入/输出方式：一个电路一条线，输出方式：一个电路一条线，收发两端共用一个信号回路（地）。收发两端共用一个信号回路（地）。产产生生器器接接收收器器信号地信号地DTE负载负载互连电缆互连电缆DCE驱动器驱动器“0”(on)+3V“1”(off)-3V速率速率20kbps距离距离15米米电气电气特性特性物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议第10页第10页21141516171819212022232425345678910111213保护地保护地发送数据发送数据接受数据接受数据 请求发送请求发送允许发送允许发送DCE就绪就绪信号地信号地接受线路信号检测接受线路信号检测留作测试留作测试留作测试留作测试未分派未分派反向接受线路信号检测反向接受线路信号检测反向允许发送反向允许发送反向发送数据反向发送数据发送信号时钟发送信号时钟反向接受数据反向接受数据接受信号时钟接受信号时钟当地回路当地回路反向请求发送反向请求发送DTE就绪就绪远程回路远程回路振铃批示振铃批示数据信号速率选择数据信号速率选择发送信号时钟发送信号时钟测试模式测试模式功效特性功效特性物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议第11页第11页地线地线101：保护地：保护地电气上与设备电气上与设备外壳连接。外壳连接。102：信号地或公共回路：信号地或公共回路100系列互换电路公共参系列互换电路公共参考电位和信号回路。考电位和信号回路。数据数据103：发送数据线：发送数据线传送由传送由DTE发出数发出数据信号到通信网。据信号到通信网。传送由传送由DCE接受数据信号，接受数据信号，通过此线送给通过此线送给DTE。104：接受数据线：接受数据线控制控制“接通接通”状态：状态：DCE处于发送方式。处于发送方式。“断开断开”状态：状态：DCE回到非发送状态。回到非发送状态。105：请求发送线：请求发送线请求请求DCE将信号发送到通信网。将信号发送到通信网。功效特性功效特性物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议第12页第12页106：允许发送线：允许发送线表明表明DCE是否已经准备好接受是否已经准备好接受DTE发送来数据。发送来数据。105接通后，接通后，DCE便进行发送准备，准备好之后便发便进行发送准备，准备好之后便发出此信号作为出此信号作为“请求发送请求发送”应答。应答。107：DCE就绪线就绪线表示表示DCE是否已与通信网连通。是否已与通信网连通。若是，则能够若是，则能够与与DTE互换控制信号，以便开始传送数据。互换控制信号，以便开始传送数据。108/2：DTE就绪就绪被被DTE用来控制用来控制DCE接到通信线路或脱离通信线路。接到通信线路或脱离通信线路。只有当只有当105(请求发送请求发送)、106(能够发送能够发送)、107(DCE准备好准备好)、108(DTE准备准备好好)4种信号都处于接通状态时，种信号都处于接通状态时，DTE才干经才干经103向向DCE发送数据。发送数据。物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议功效特性功效特性第13页第13页125：振铃批示线：振铃批示线109：接受线路信号检测：接受线路信号检测DCE先检查接受信号电平范围，检查合格后使先检查接受信号电平范围，检查合格后使109接通；接通；然后才接通然后才接通104，把，把DCE接受数据信号传给接受数据信号传给DTE。110：信号质量检测：信号质量检测表示从信道上收到数据是否表示从信道上收到数据是否有很高差错概率。有很高差错概率。111、112：数据信号速率选择：数据信号速率选择111由由DTE发出发出112由由DCE发出发出接通状态表示信号引起接通状态表示信号引起信号畸变未使误码率超信号畸变未使误码率超出要求范围。出要求范围。接通表示选择较高速率接通表示选择较高速率断开表示选择较低速率断开表示选择较低速率DCE向向DTE表示它是否正在接受呼喊信号。表示它是否正在接受呼喊信号。物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议功效特性功效特性第14页第14页113由由DTE发给发给DCE114由由DCE发给发给DTE 113、114：发送信号时钟：发送信号时钟定期定期113从从“通通”变成变成“断断”转换点：转换点：103信号码元中心；信号码元中心；114从从“通通”变成变成“断断”转换点：转换点：103信号码元终点；信号码元终点；“通通”“断断”113103103114“0”“1”“0”“1”“通通”“断断”物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议功效特性功效特性第15页第15页115从从“通通”变成变成“断断”转换点：转换点：104接受信号码元中心；接受信号码元中心；115“通通”“断断”104“0”“1”115：接受信号时钟：接受信号时钟115由由DCE发给发给DTE作作为接受数据定期信号。为接受数据定期信号。辅助信道辅助信道辅助信道：第二信道辅助信道：第二信道 反向信道反向信道118、119、120、121、122 103、104、105、106、109物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议功效特性功效特性第16页第16页123456782022DTEDCE103（发送数据（发送数据）104（接受数据）（接受数据）102(信号地信号地)123456782022保护地保护地105（请求发送（请求发送）106（允许发送）（允许发送）107（DCE就绪）就绪）109（接受线路信号监测）（接受线路信号监测）108（DTE就绪就绪）125（振铃批示）（振铃批示）规程特性规程特性物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议第17页第17页近距离连接两个设备近距离连接两个设备信号地（信号地（102）发送数据发送数据(103)接受数据接受数据(104)请求发送请求发送(105)允许发送允许发送(106)DCE就绪就绪(107)接受线路信号检测接受线路信号检测(109)(DTE)(DCE)(DCE)双绞线双绞线(DTE)应用示例应用示例物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议第18页第18页DTEDCEDCEDTE置置DTE就绪就绪(108)置置DCE就绪就绪(107)置请求发送置请求发送(105)发送载波发送载波接受载波接受载波(109)置允许发送置允许发送(106)互互换换数数据据置发送数据置发送数据(103)接受数据接受数据(104)置发送数据置发送数据(103)接受数据接受数据(104)清请求发送清请求发送(105)停止发送停止发送清允许发送清允许发送(106)清清109、125清清DTE准备好准备好(108)清清DCE准备好准备好(107)建建立立电电路路释释放放电电路路物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第19页第19页远距离连接两个设备远距离连接两个设备.DTE就绪就绪(108.2)振铃批示振铃批示(125)(DTE)(DCE)(DCE)(DTE)电话网络电话网络物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第20页第20页DTE ADCE A(1)拨号呼喊拨号呼喊DTE A接通接通DTE就绪就绪（针（针20），），告诉调制解调器告诉调制解调器A它想进行一次它想进行一次数据互换；数据互换；在该信号维持期间，在该信号维持期间，DTE A通过通过发送数据发送数据（针（针2）发送电话号码以）发送电话号码以便调制解调器便调制解调器A拨号。拨号。(2)响应呼喊响应呼喊DCE BDTE B当调制解调器当调制解调器B通过通过振铃批示振铃批示（针（针22）汇报）汇报DTE B到达了一个到达了一个入境呼喊，入境呼喊，DTE B接通接通DTE就绪就绪（针（针20）；）；调制解调器调制解调器B产生一个产生一个载波信号载波信号，接通针接通针6显示准备接受数据。显示准备接受数据。物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第21页第21页DTE ADCE A(3)呼喊返回呼喊返回当调制解调器当调制解调器A检测检测到一个到一个载波载波信号，它便通过针信号，它便通过针8汇报给汇报给DTE A，同时告知，同时告知DTE电路已建立（针电路已建立（针6）。）。假如调制解调器是可编程，它还假如调制解调器是可编程，它还能通过能通过接受数据接受数据针（针（3）发送一个）发送一个“在线在线”报文到报文到DTE屏幕屏幕(4)响应成功响应成功DCE BDTE B调制解调器调制解调器A产生自己产生自己载波信号载波信号给调制解调器给调制解调器B。调制解调器调制解调器B通过针通过针8汇报给汇报给DTE B。物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第22页第22页DTE ADCE A(5)发送数据发送数据当当DTE A想发送数据时，它便激活想发送数据时，它便激活请求发送请求发送（针（针4）。调制解调器）。调制解调器A以以允许发送允许发送（针（针5）响应。）响应。DTE A通过通过发送数据发送数据针（针（2）发送）发送数据（代表数据（代表1和和0脉冲）给调制解调脉冲）给调制解调器器A。调制解调器。调制解调器A调制脉冲以便调制脉冲以便在模拟载波信号上发送数据。在模拟载波信号上发送数据。(6)接受数据接受数据DCE BDTE B调制解调器调制解调器B将这些信号恢复成将这些信号恢复成数字形式，并通过数字形式，并通过接受数据接受数据针针（3）发送给）发送给DTE B。物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第23页第23页DTE从发出从发出“请求发送信号请求发送信号(105)”后到得到后到得到“允许发送允许发送信号信号(106)”这段延迟这段延迟(t1)应不小于发出载波被对方应不小于发出载波被对方DCE检测到所需时间检测到所需时间(t3)105(A)载波载波(A)载波载波(B)109(B)106(A)t3t1AB物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第24页第24页123456782022DTEDCE103（发送数据（发送数据）104（接受数据）（接受数据）123456782022简化连接简化连接102（信号地）（信号地）物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第25页第25页123456782022DTEDCE103（发送数据（发送数据）104（接受数据）（接受数据）123456782022保护地保护地请求发送请求发送 DCE就绪就绪DTE就绪就绪 允许发送允许发送接受信号监测接受信号监测含有握手功效三线连接含有握手功效三线连接物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第26页第26页空调制解调器连接方式空调制解调器连接方式123456782022DTEDTE发送数据发送数据 接受数据接受数据123456782022请求发送请求发送 DCE就绪就绪DTE就绪就绪 允许发送允许发送接受信号监测接受信号监测保护地保护地(a)双交叉回路连接双交叉回路连接物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第27页第27页123456782022DTE发送数据发送数据 接受数据接受数据123456782022请求发送请求发送 DCE就绪就绪DTE就绪就绪 允许发送允许发送接受信号监测接受信号监测(b)回路三线连接回路三线连接DTE空调制解调器连接方式空调制解调器连接方式物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第28页第28页测试方式测试方式141：当地回路测试：当地回路测试“接通接通”建立当地回路测试状建立当地回路测试状态态“断开断开”结束当地回路测试状结束当地回路测试状态态142：测试模式：测试模式 此电路上信号用来控制当地此电路上信号用来控制当地DCE中回中回路或其它维护测试状态。路或其它维护测试状态。此电路上信号阐明此电路上信号阐明DCE是否处于测试状态。是否处于测试状态。“接通接通”阐明阐明DCE处于维护状态，处于维护状态，不接受远程不接受远程DTE发来数据信号或发来数据信号或把数据信号发往远程把数据信号发往远程DTE；发送器发送器接受器接受器DTE当地当地DCE物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第29页第29页140：远程回路测试：远程回路测试 此电路上信号用来开始和结束此电路上信号用来开始和结束DCE中中回路或其它维护测试状态。回路或其它维护测试状态。“接通接通”开始进入维护测试状开始进入维护测试状态态“断开断开”结束维护测试状态结束维护测试状态测试方式测试方式接受器接受器发送器发送器DTE远程远程DCE发送器发送器接受器接受器当地当地DCE142：测试模式：测试模式物理层原则物理层原则EIA RS-232C协议协议应用示例应用示例第30页第30页ISDN接口接口综合业务数字网综合业务数字网ISDN概述概述分组分组网络网络电话电话网络网络中心局中心局其它其它服务服务是一个捆绑式服务；是一个捆绑式服务；是一组协议；是一组协议；第31页第31页建建立立数数字字比比特特管管道道概概念念，管管道道采采用用时时分分复复用用方方式式来支持多个独立信道；来支持多个独立信道；可同时提供多个信道，各种业务，包括声图文；可同时提供多个信道，各种业务，包括声图文；一对线路可同时接入多个终端；一对线路可同时接入多个终端；支持端到端透明连接，即只要有号码即可；支持端到端透明连接，即只要有号码即可；能够实现封装用户组，组内组员只能内部通话；能够实现封装用户组，组内组员只能内部通话；ISDN体系体系综合业务数字网综合业务数字网窄带窄带ISDN第32页第32页电信部门设备电信部门设备ISDN互换机互换机NT1电信区域电信区域客户区域客户区域数字比数字比特管道特管道用用户户设设备备综合业务数字网综合业务数字网窄带窄带ISDNISDN体系体系第33页第33页ISDN接口接口A：4KHz模拟电话信道模拟电话信道B：用于语音或数据：用于语音或数据64Kbps数字数字PCM信道信道C：8Kbps或或16Kbps数字信道数字信道D：用于段外信令传播：用于段外信令传播16Kbps数字信道数字信道E：用于：用于ISDN内部信令传播内部信令传播64Kbps数字通道数字通道H：384Kbps/1536Kbps/1920Kbps数字信道数字信道ISDN服务服务综合业务数字网综合业务数字网窄带窄带ISDN第34页第34页订户能够使用通道订户能够使用通道通道通道速率速率(Kbps)应用应用D16控制信令控制信令B64数据、语音、传真数据、语音、传真低速扫描视频低速扫描视频H0H1H238415361920主干网络主干网络全动视频全动视频多路复用多路复用DS06DS020DS030DS0ISDN通道基本构建块为通道基本构建块为DS0综合业务数字网综合业务数字网窄带窄带ISDNISDN服务服务第35页第35页基本速率基本速率B1、B2(64kbps)+D(16kbps)主速率主速率信道支持模式信道支持模式“2B+D”带宽介于带宽介于T1和和E1之间。之间。包括一个包括一个D通道和若干通道和若干个个B和和H通道。通道。综合业务数字网综合业务数字网窄带窄带ISDNISDN服务服务第36页第36页建立连接方式建立连接方式半永久式半永久式电路互换电路互换分组互换分组互换由高层安排。相称于由高层安排。相称于ISDN专线。专线。用用D通道传播建立和终止所需要控制信息。通道传播建立和终止所需要控制信息。类似与用类似与用MODEM与另与另一个用户建立连接一个用户建立连接通过相应软件能够访问通过相应软件能够访问ISDN X.25网络。网络。综合业务数字网综合业务数字网窄带窄带ISDNISDN服务服务第37页第37页ISDN协议协议ITU-T制定制定I系列提议：分系列提议：分6个部分，有个部分，有75个规范。个规范。ISDN普通结构、服务性能、网络概貌及功效、普通结构、服务性能、网络概貌及功效、I用用户户-网络接口、网络网络接口、网络-网络接口及网络维护原则。网络接口及网络维护原则。网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层I.430 I.431呼喊建立呼喊建立LAP-D呼喊控制呼喊控制I.451ISDN有两组协议：有两组协议：一组用于一组用于CCS(D)；一组用于数据一组用于数据(B/H);综合业务数字网综合业务数字网窄带窄带ISDN第38页第38页物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层定义了物理层与定义了物理层与ISDN相连协议相连协议I.430和和I.431分别定义了基本服务接口与主服务接分别定义了基本服务接口与主服务接口多路复用帧格式。口多路复用帧格式。LAP-D定义了用于定义了用于D通道、与电话公司通道、与电话公司SS7网络网络接口协议，实现呼喊建立及其它信令功效。接口协议，实现呼喊建立及其它信令功效。I.451定义了一个控制互换和其它定义了一个控制互换和其它SS7信令高层协议。信令高层协议。综合业务数字网综合业务数字网窄带窄带ISDNISDN协议协议第39页第39页ISDN用户前端设备用户前端设备TE1TE2TANT1指支持指支持I.430 ISDN帧协议帧协议DTE。不属于不属于TE1DTE。需。需要要TA连到连到ISDN。终端适配器终端适配器将将TE2连到连到NT1或或NT2。可终止用户前端一个可终止用户前端一个ISDN当地回路；当地回路；支持多通道并复用止支持多通道并复用止一个一个ISDN当地回路上；当地回路上；运营在运营在OSI第一层；第一层；综合业务数字网综合业务数字网窄带窄带ISDNISDN协议协议第40页第40页窄带窄带ISDNISDN用户前端设备用户前端设备TE1TE2/TANT2NT1NT12TE1运营在运营在OSI第三层；第三层；通过通过NT1连到连到ISDN当地回路；当地回路；实现互换和实现互换和TE1/2多路复用；多路复用；把把NT1和和NT2功效集成在一起。功效集成在一起。综合业务数字网综合业务数字网ISDN协议协议第41页第41页B-ISDN是为既支持恒定又需要可变比特率订户是为既支持恒定又需要可变比特率订户服务而设计。服务而设计。异步传播模式异步传播模式(ATM)被指定为替换被指定为替换X.25，并作为数据通信用户与并作为数据通信用户与ISDN之间接口。之间接口。B-ISDN定义了许多额外服务定义了许多额外服务宽带宽带ISDN视频会话视频会话电子邮件电子邮件数据库检索数据库检索ATM基于分组互换技术而不是电路互换技术，基于分组互换技术而不是电路互换技术，因此因此B-ISDN将成为一个基于分组网络。将成为一个基于分组网络。B-ISDN最后目的是取代当代公共网络最后目的是取代当代公共网络基础设施，成为未来通用网络。基础设施，成为未来通用网络。综合业务数字网综合业务数字网第42页第42页