物理层

 1. 物理层的功能
  物理层是OSI参考模型的最低层,其任务就是为它的上一层提供一个传输数据的物理连接。在这一层,数据仅作为原始的比特流(bit流)进行处理。
  该层规定了网络设备之间的物理接口特性及通信规则,即,规定了为建立、维护和拆除物理链路(通信结点之间的物理路径)所需的机械、电气、功能和规程特性。其作用是确保比特流在物理信道上传输。
  2. 物理层协议(标准)的内容
  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,主要解决网络结点与物理信道如何连接的问题。
  (1) 机械特性
  规定物理连接器的规格尺寸、插针或插孔的数量和排列情况、相应通信介质的参数和特性等。例如,PC机上的COM1和COM2接口称为RS-232接口,使用的是典型的物理层协议RS-232C。
  EIA RS-232C是一种目前使用最广泛的串行物理接口,其定义的连接器的机械特性主要有以下两点:
  ☆ 建议使用25针连接器(DB-25)。
 ☆ 在DTE一侧采用孔式插座形式,DCE一侧采用针式插头形式,并对连接器的尺寸、针或孔芯的排列位置等都作了确切的规定。
     (a) DB-25                 (B) DB-9
RS-232C规定的连接器的机械特性

  (2) 电气特性
  电气特性规定了在链路上传输二进制比特流有关的电路特性,如信号电压的高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制等,通常包括发送器和接收器的电气特性以及与互连电缆相关的有关规则等。
  (3) 功能特性
  功能特性规定各信号线的功能或作用。信号线按功能可分为数据线、控制线、定时线和接地线等。
  (4) 规程特性
  规程特性定义DTE和DCE通过接口连接时,各信号线进行二进制位流传输的一组操作规程(动作序列),如,怎样建立、维持和拆除物理连接,全双工还是半双工操作等等。
  3. 物理层的网络连接设备
  (1) 中继器(Repeater)
  信号在通过物理介质传输时或多或少会受到干扰、产生衰减。如果信号衰减到一定的程度,信号将不能识别。因此,采用不同传输介质的网络对网线的最大传输距离都有规定。
  中继器工作在OSI参考模型的物理层上,其功能是对衰减的信号进行再生和放大(如图所示)。由于中继器在网络数据传输中起到了放大信号的作用,因此可以“延长”网络的距离。

使用中继器示意

  中继器的主要优点是安装简单、使用方便、价格相对低廉。它不仅起到扩展网络距离的作用,还可以连接不同传输介质的网络。
  (2) 集线器(HUB)
  集线器具有多个端口,不仅用于集中网络连接,还可以重发数字信号。局域网中最常用的是连接以太网的HUB,如图所示。其他类型的HUB包括用于令牌环网络的多站访问单元(MAU),见第4章的相关介绍。
  集线器具有与中继器相似的信号中继和放大特性,因而被称为多端口中继器。两者的主要区别是:中继器一般为两个端口,一个接收数据,一个端口进行放大转发;而集线器具有多个端口(8口、16口和24口等),数据到达一个端口后,将被转发到其他所有端口(广播)。所以图所示的用HUB连接的网络是物理上星形而逻辑上是总线形的拓扑结构。

以太网HUB连接示意

  集线器有多种分类方法:
  ☆ 依据带宽的不同,集线器分为10Mbps、100Mbps、10/100Mbps自适应、1000Mbps、100/1000Mbps自适应等,小型局域网通常使用前三种。
  ☆ 按配置形式的不同可分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器。
  ☆ 根据管理方式又可分为智能型集线器和非智能型集线器。所谓智能型HUB除了具有HUB的基本功能外,还具有SNMP(Small Network Management Protocol)网管功能。
目前所使用的集线器基本是以上三种分类的组合。例如,10/100M自适应智能型可堆叠式集线器。

posted on 2007-04-24 19:48 darkstax 阅读(995) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: 物理层

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