OSI参考模型之物理层

1，物理层

1)物理层的定义与特点

物理层为建立、维护和释放数据链路实体之间的物理连接提供机械的、电气的、功能的和规程的特性规定。物理连接可以通过中继系统允许进行全双工或半双工的比特流传输物理层的数据服务单位是二进制比特它可以通过同步或异步的方式进行传输

从以上定义中可以看出物理层具有以下主要特点：

・物理层的功能是负责在物理连接上传输二进制比特流

・物理层提供为建立、维护和释放物理连接所需要的机械、电气、功能以及规程的特性规定

物理层负责在计算机之问传递二进制比特流它为在物理媒体上传输的比特流建立规则，这一层定义电缆如何连接到网卡上，以及需要用何种传送技术在电缆上发送数据．同时还定义犷数据位的同步及检查口这一层表示了用户的软件与硬件之间的实际连接。它实际卜与任何协议都不相干，但是它定义了数据链路层所使用的访问方法

可见物理层是()SI参考模刑的最低层，直接与传输数据流的物理介质相连接。物理层协议是各种网络设备互连时必须遵守的低层协议口物理层能够实现两个网络物理设备之间的比特流的透明传输对其直接上层即数据链路层屏蔽物理传输介质，以便对高层协议有最人的透明ft口

2）物理接口标准

在几种常用的物理层标准中，有些设备具有一定数据处理能力和数据发送、接收能力这样的设备叫做数据终端设备（Da。 Terminal Equiprnrnr, OTE)，而把介于OTE与传输介质之间的设备叫做数据通信设备(Darn CrmmunlrrtLon Eqaipmerr.DCE), DCE处在DTE 与传输介质之间．为它们提供信号变换和编码并负责建立、维护和释放物理连接。DTE可以是一台计算机，也可以是一台I/O设备。而DOE典型的设备是与电话线路连接的调制解调器DOE虽然处在通信环境中但它和DTE均属丁用户没施口

在物理层通信过程中DCE一方面要将DTE传送的数据按比特流顺序连位发往传输介质，同时也需要将从传输介质接收到的比特流按顺序传送给DTE。因此在DTE与DCE 之间既有数据信ft的传输，也应有控制信ft的传输这就需要高度协调地工作，需要制订 DTE与DCE的接口标准，这就是物理接口标准口

物理层标准与物理接口标准是不同的。Os'参考模型中物理层标准化的工作要比数据链路层、网络层等高层进行得缓慢。其主要原因在于以下两点：第一是物理层涉及许多具体的物理设备、传输介质以及通信手段等，而它们又具有相当的复杂ft；另一个更重要的原因是，在'so提出Os'参考模型之前许多属丁物理层的模型和协议就已经提出，并在某些领域已形成相当的工业生产规模和广泛的应用。这些模型、协议没有严格遵循分层的力法与原则，也没有像Os'那样分为服务定义与协议的规则说明。在现实情况F．要把已有的物理层模型和协议统一到Os'物理层服务定义与协议说明的框架之下难度很大。关于物理层标准，目前已经提出了方案、但仍处丁理论研究阶段

物理接口标准定义了物理层与物理传输介质之间的边界与接口。最常用的物理接口标准是EIA-232-D,EIA R5-449与CCITTX21,在物理接口协议中描述了物理接日的4个特性．即机械特性、电气特性、功能特性与规程特性

(1）机械特胜。物理层的机械特性规定了物理连接时所使用可接捅器件的形状、尺寸、引脚的数量以及排列隋况等。

(2）电气特性。物理层的电气特性规定了在物理连接【传输二进制比特流时线路上信号电平高低、阻抗和阻杭匹配、传输速率以及距离限制等早期的标准定义了物理连接边界点上的电气特性，而较新的标准定义了发送和接收器的电气特性，同时给出了互联电缆的有关规定。显然，新的标准更有利于发送和接收电路的集成化工作口

(3）功能特性。物理层的功能特ft规定了物理接口上各条信号线的功能和确切定义物理接口信号线一般分为数据线、控制线、定时线和地线

(4) 规程特性。物理层的特性定义了信号线进行二进制比特流传输的一组操作过程，包括各信号线的工作规则和时序

不同物理接口标准在以上4个重要特性土都不尽相同口实际网络中比较广泛使用的物理接口标准有EIA-232-D,EIA RS-449和CCITT-X. 21

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