物理层接口
USB2.0中物理层接口的设计
USB2.0中物理层接口的设计
USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机和外部设备的通用接口标准。
USB接口的设计包括物理层、数据链路层、网络层和传输层等多个方面，其中物理层接口设计是USB通信的基础。
USB2.0是USB接口的一种版本，具有更高的传输速度和更好的兼容性。
在USB2.0中，物理层接口的设计是为了提供可靠的数据传输和稳定的电力传输。
该设计的目标是在不增加成本和复杂性的情况下，提供更高的传输速度和更好的性能。
USB2.0物理层接口的设计使用了差分信号传输技术。
差分信号传输技术通过同时传输正负两个相等但反相的电信号来传输数据。
这种设计可以有效地抵抗电磁干扰和噪声，提高数据传输的可靠性和稳定性。
在物理层接口设计中，USB2.0还使用了多级信号放大器和等化器等技术来增强信号的强度和稳定性。
多级信号放大器可以增加信号的幅度，提高传输距离和速度。
而等化器可以对信号进行补偿，消除传输过程中的失真和衰减，确保数据的完整性和准确性。
此外，USB2.0物理层接口的设计还考虑了功耗和供电问题。
USB2.0接口提供了两个供电线路，分别用于传输数据和提供电力。
这样可以避免数据传输对供电造成的干扰，保证设备的正常工作。
USB2.0中物理层接口的设计不仅仅关注了传输速度和性能，还考虑了可靠性、稳定性和兼容性等方面。
通过使用差分信号传输技术、多级信号放大器和等化器等技术，USB2.0接口能够在不增加成本和复杂性的情况下提供更好的数据传输和电力传输能力。
这些设计的应用使得USB2.0成为一种被广泛应用于计算机和外部设备连接的通用接口。
LTE物理层空中接口
通过本节的学习，我们将了解到
` LTE时频资源是如何组织，与码分系统相比，具有什么特点 ` LTE-FDD与LTE-TDD的帧结构是怎样的 ` 下行控制信道如何设计
` 下行共享信道如何设计
` 上行控制信道如何设计
` 上行共享信道如何设计
LTE时频资源
` RE(Reosurce Element), LTE最小的资源 ` REG(RE Group), 将4个RE组合在一起，作为更大的粒度 ` RB(Resource Block), 12subcarrier*1slot，是LTE基本调度单元 ` RB Pair，在一个TTI中两个时间上连续的，频率相同的RB
` MCS的选择由调度器根据信道质量（对应到具体的RB上）决定
CCE（Control Channel Element）
` 所谓CCE，是PDCCH时频资源的一种组织方式，CCE在PDCCH时频资源上 的物理分布是离散的，CCE编号将这些物理上离散的资源（REGs）标识起来
` CCE用于承载DCI
` 1CCE=9 REGs =36 REs ` LTE定义一个DCI使用1、2、4、8个CCE来传输，称作Aggregation Level，
物理层帧结构 – Type 1(FDD)
1 frame = 10 ms 1 frame = 10 subframe 1 subframe = 2 slot(0.5ms) Maximum FFT size (20 MHz Bandwidth) = 2048(110x12=1320
subcarrier used) Subcarrier spacing = 15 kHz Subcarrier Bandwidth 2048x15kHz = 30.72 MHz
can接口标准
can接口标准
`can` 接口标准是指控制器区域网络 (Controller Area Network) 的通信协议和物理层接口标准。
CAN是一种高可靠性、实时性强的串行通信总线，广泛应用于汽车电子系统和工业自动化领域。
CAN接口标准定义了CAN总线上的消息格式、帧结构、数据传输速率、电气特性等规范。
其中较为常用的两种CAN接口标准是CAN 2.0A 和 CAN 2.0B。
CAN 2.0A 适用于速率为 1 Mbps 的低速通信，使用 11 位标识符来表示消息的优先级。
CAN 2.0B 则支持速率高达 1 Mbps 的高速通信，使用 29 位标识符。
除了标准的CAN接口，还有一些厂商特定的CAN接口标准，如CANopen、J1939等。
这些接口标准定义了CAN总线上的通信规范，使得不同设备和系统可以相互通信和交换数据。
这样，开发人员可以根据CAN接口标准来设计和实现符合要求的CAN设备，从而实现复杂的控制和通信功能。
计算机网络原理 物理层接口与协议
计算机网络原理物理层接口与协议物理层位于OSI参与模型的最低层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即信道)。
物理层的传输单位为比特。
物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接。
物理层协议规定了与建立、连接和释放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。
其作用是确保比特流能在物理信道上传输。
图3-1 DTC-DCE接口ISO对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(Date Terminal Equipment)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(Date Circuit Terminating Equipment 或Date Communications Equipment)，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。
DTE-DCE的接口框如图3-1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。
1．机械特性规定了物理连接时对插头和插座的几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。
图3-2 常见连接机械特征图形3-2列出了各类已被ISO标准化了的DCE连接器的几何尺寸及插孔芯数和排列方式。
物理层的接口特性_计算机网络与通信(第2版)_[共3页]
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第3章 物 理 层31式中，n 是在一定时间内系统传输的码元总数；n e 是在相同时间内传输中产生差错的码 元数。
（2）误比特率。
在系统传输中发生差错的比特数占传输总比特数的比例称为误比特率。
记为n p n b b lim Ğ→= 式中，n 是在一定时间内系统传输的比特总数；n b 是在同一时间内传输中产生差错的比 特数。
对于二进制数据信号，误码率和误比特率相等。
而对于多进制数字信号，其误码率总是大于等于误比特率。
3.2 物理层概述3.2.1 物理层的基本概念物理层通常不是指连接计算机的具体物理设备，而是指在连接开放系统的传输介质上为上一层（指数据链路层）提供传送比特流的一个物理连接。
用OSI 的术语来说，物理层的主要功能就是为它的服务用户即数据链路层的实体在具体的传输介质上提供发送或接收比特流的能力。
这种能力具体表现为物理层要建立（或激活）一个连接，然后在整个通信过程中保持这种连接，当通信结束时，释放连接。
目前，可供计算机网络使用的物理设备和传输介质种类很多，特性各异，物理层的作用就在于要屏蔽这些差异，使得数据链路层不必去考虑物理设备和传输介质的具体特性，而只要考虑完成本层的协议和服务。
物理层的协议（面向通信的协议通常也称为通信规程）与具体的物理设备、传输介质及通信手段有关。
物理层的许多协议是在OSI 模型公布之前制定的，并为众多的厂商接受和采纳，当然这些物理层协议与OSI 的严格要求相比是有一定的差距的，因为它们既没有按照OSI 那样严格的分层来制定，也没有像OSI 那样将服务语言和协议规范区分开来。
因此，对物理层协议就不便利用OSI 的术语加以阐述，而只能将物理层实现的主要功能描述为与传输介质接口有关的4个特性,即机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。
物理层就是通过这4个特性的作用，在数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）和数据电路终接设备（Data Circuit-Terminating Equipment，DCE）之间，实现物理通路的连接。
io link 接口 标准
io link 接口标准IO-Link是一种用于智能传感器和执行器与自动化控制系统通信的数字通信接口标准。
IO-Link使设备之间的通信更智能、更灵活，并提供了配置、监控和诊断功能。
以下是IO-Link接口的一些主要特征和标准：1. 物理层：IO-Link可以通过标准的3线、4线或5线传感器电缆进行通信。
物理层标准主要定义了电气特性、连接器、电缆和连接的设备之间的通信方式。
2. 通信协议： IO-Link使用串行通信协议，该协议基于异步串行通信。
它在通信过程中支持主-从（Master-Slave）体系结构，其中控制器（主设备）与传感器和执行器（从设备）通信。
3. 数据传输： IO-Link支持双向数字通信，可以传输实时数据、参数、配置和诊断信息。
传输的数据可以是模拟值、数字值或二进制数据，具体取决于连接的设备和传感器的类型。
4. 设备描述文件（IODD）：IO-Link设备通常配备有设备描述文件，称为IO Device Description（IODD）。
IODD描述了设备的特性、参数、功能和可用服务，使控制器能够与设备进行正确的通信和配置。
5. 配置和诊断：IO-Link允许实时配置和监测连接的设备。
通过IO-Link，控制器可以获取传感器和执行器的实时状态，进行远程配置，并实现更有效的设备诊断。
6. 工程工具： IO-Link系统通常使用特定的工程工具来配置、监控和诊断连接的设备。
这些工具有助于工程师进行设备集成和故障排除。
请注意，IO-Link的标准和规范可能在我知识截断日期之后发生了变化。
建议查阅最新的IO-Link规范文档或与相关组织（如IO-Link 联盟）联系，以获取最新的信息。
xaui接口标准-概述说明以及解释
xaui接口标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分:XAUI（10 Gigabit Attachment Unit Interface）接口标准是一种高速数据传输接口标准，旨在提供满足10G以太网需求的高性能物理层接口。
该标准由IEEE 802.3ae工作组提出，并于2002年正式发布。
XAUI接口标准主要用于连接MAC层和PHY层，是10G以太网网络中重要的数据传输接口之一。
本文将介绍XAUI接口的基本概念、标准规范以及在实际应用领域中的重要性。
通过深入讨论XAUI接口的相关知识，希望读者能够更好地理解与应用这一高速数据传输接口标准。
文章结构是指文章的整体框架和组织方式，它有助于读者更好地理解文章的内容和逻辑结构。
本文的结构如下：1. 引言部分：1.1 概述：介绍XAUI接口的基本概念和背景信息。
1.2 文章结构：概述文章的整体框架和组织方式。
1.3 目的：阐明本文撰写的目的和意义。
2. 正文部分：2.1 XAUI接口介绍：详细介绍XAUI接口的定义、原理和技术特点。
2.2 XAUI接口标准规范：分析XAUI接口的标准规范和遵循标准的重要性。
2.3 XAUI接口应用领域：探讨XAUI接口在实际应用中的具体场景和优势。
3. 结论部分：3.1 总结XAUI接口的重要性：总结XAUI接口对通信领域的意义和作用。
3.2 展望XAUI接口的未来发展：展望XAUI接口未来的发展趋势和前景。
3.3 结束语：对文章的内容进行概括总结，强调XAUI接口在通信领域的重要性和展望未来的发展方向。
1.3 目的:本文的目的是通过对XAUI接口标准的介绍和分析，帮助读者更好地了解XAUI接口在通信领域的重要性和应用价值。
同时，通过对XAUI接口的规范和应用领域进行详细的讲解，希望能够帮助读者更好地应用XAUI接口，在实际工程项目中取得更好的效果和性能。
除此之外，本文也将展望XAUI接口在未来的发展趋势，为读者提供对未来技术发展的前瞻性思考。
计算机网络解答题答案
三、简答：1.物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？答：物理层的接口有机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。
（1）机械特性说明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
（2）电气特性说明在接口电缆的哪条线上出现的电压应为什么范围。
即什么样的电压表示1或0。
（3）功能特性说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
（4）规程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2.简述TCP协议在建立连接时使用三次握手的原因。
答：TCP协议使用三次握手建立的原因是因为TCP协议运行在不可靠的IP子网上，为防止重复报文和重复连接建立的出现，要求发送在接收到接受方返回的应答报文，再对该应答报文给出确认信息发送给接受方，以便接受方进行进一步的确认3.CSMA/CD的含义是什么？该协议的主要内容是什么？答：载波监听多点接入/碰撞检测协议的主要内容：CSMA/CD是为防止连接在总线上的各站点之间发生冲突，协调总线上个计算机工作而设计的协议。
4.试简述RIP和OSPF路由选择协议的主要特点。
答：RIP协议是距离矢量路由选择协议，它选择路由的度量标准是跳数，最大跳数是15跳，如果大于15跳，它就会丢弃数据包。
OSPF协议是链路状态路由协议，它选择路由的度量标准是带宽，延迟5.端口的作用是什么？为什么端口要划分为三种？答：端口的作用是对TCP/IP 体系的应用进程进行统一的标志，使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。
熟知端口，数值一般为0~1023.标记常规的服务进程；登记端口号，数值为1024~49151，标记没有熟知端口号的非常规的服务进程；6.网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点？7.什么是NAT？NAT的优缺点有哪些？特点：多台计算机共用一个或较少数IP地址访问互联网。
优点，安全，节约资源，减少用户投入。
缺点：违背了互联网对等，互联的原则，某些特殊运用无法实现。
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• 电气特性
– 与RS-232-C相连，采用非平衡型电气特性 RS-423-A，20Kbps 以下 – 其他情况，采用平衡型电气特性 RS-422-A 和RS-423-A， 20Kbps ~ 2Mbps
4.3 典型的物理层标准接口（4）
• 功能特性
定义了30条功能线。
• 规程特性
4.2 物理层的特性（1）
• 机械特性
主要定义物理连接的边界点，即接插装置。规定物理连接时 所采用的规格、引脚的数量和排列情况。 常用的标准接口： – ISO 2110 25芯连接器 EIA RS-232-C，EIA RS-366-A – ISO 2593 34芯连接器 V.35宽带MODEM – ISO 4902 37芯和9芯连接器 EIA RS-449 – ISO 4903 15芯连接器 X.20，X.21，X.22
基本上以RS-232-C为基础。
4.3.3 CCITT X.21
X.21：在公共数据网PDN中进行同步操作的DTE/DCE之间的 通用接口。 1980年的X.21由两部分组成： – “通用接口”：真正的物理层部分； – 用于线路交换网络的呼叫控制规程，用于DTE之间的连接，涉 及到许多数据链路层和网络层的功能。
4.3.2 EIA RS-449/422-A/423-A
EIA RS-449 是为替代RS-232-C而提出的物理层标准接口。 实际上是一体化的三个标准。 主要改进： – 改善了性能，加长了接口电缆距离，加大了数据传输率； – 增加了新的接口功能，例如，回送检查； – 解决了机械接口问题。
• 机械特性
4.1 物理层的定义和功能（2）
• 几点说明
– 连接方式（点到点，点到多点） – 通信方式（单工，半双工，全双工） – 位传输方式（串行，并行）
• 物理层的四个重要特性
– – – – 机械特性 (mechanical characteristics) 电气特性 (electrical characteristics) 功能特性 (functional characteristics) 规程特性 (procedural characteristics)
4.4 传输介质（2）
• 光纤
– 目前，在试验室中光纤带宽超过50Tbps；8 2.5 Gbps，8 10 Gbps的光纤已经实用； – 光纤分类：单模光纤和多模光纤 模式（mode）：是一个与很多参数有关的量，可以简单地理 解为偏振方向，单模光纤可以传输多种波长，但每个波长只 能有一种模式。 – 常用的三个波长窗口（光纤波段） Fig. 2-26 • 0.85um：衰减（attenuation)大，传输速率和距离受限制， 但价格便宜； • 1.30um：衰减小，无色散（dispersion）补偿、功率放大情 况下，最大传40km（最坏情况）； • 1.55um：衰减小，无色散补偿、功率放大情况下，最大传 80km（最坏情况）
• 电气特性
规定传输二进制位时，线路上信号的电压高低、阻抗匹配、 传输速率和距离限制。 早期的标准是在边界点定义电气特性，例如EIA RS-232-C、 V.28；最近的标准则说明了发送器和接受器的电气特性，而且给 出了有关对连接电缆的控制。
4.2 物理层的特性（2）
CCITT 标准化的电气特性标准： – CCITT V.10/X.26：新的非平衡型电气特性，EIA RS-423-A – CCITT V.11/X.27 ：新的平衡型电气特性，EIA RS-422-A – CCITT V.28：非平衡型电气特性，EIA RS-232-C – CCITT X.21/EIA RS-449
• 规程特性：
分成四个工作阶段：空闲，呼叫控制，数据传送，清除
4.4 传输介质（1）
• 磁介质 • 双绞线
– 既可用于模拟传输，也可用于数据传输； – 带宽依赖于线的粗细和传输距离； – UTP 3类线，UTP 5类线
• 基带同轴电缆
– 50欧姆，用于数据传输； Fig. 2-3
• 宽带同轴电缆
– 75欧姆，用于模拟传输，Cable TV技术，300MHz或450MHz
第四章
物理层接口
4.1 物理层的定义和功能 4.2 物理层的特性 4.3 典型的物理层标准接口
4.3.1 EIA RS-232-C
4.3.2 IEA RS-449/422-A/423-A 4.3.3 CCITT X.21
4.4 传输介质 4.5 其它网络传输技术
4.1 物理层的定义和功能（1）
• 物理层的定义
4.3 典型的物理层标准接口（5）
• 机械特性
15针连接器，ISO 4903。
• 电气特性
– 采用非平衡型电气特性和平衡型电气特性。 – 传输速率：600，2400，4800，9600，48000bps – DTE使用非平衡型电气特性和平衡型电气特性；DCE使用平衡型 电气特性
• 功能特性
定义了8条功能线。
• 机械特性
25芯连接器，DTE为插头，DCE为插座。
• 电气特性
采用非平衡型电气特性，低于-3V为“1”，高于+4V为 “0”，最 大 20Kbps，最长15m。
• 功能特性
定义了21条线，许多子集，基本与CCITT V.24兼容。 Fig. 2-21
4.3 典型的物理层标准接口（2）
• 规程特性
• 功能特性
主要定义各条物理线路的功能。 线路的功能分为四大类： – 数据 – 控制 – 定时 – 地
• 规程特性
主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系。
4.3 典型的物理层标准接口（1）
4.3.1 EIA RS-232-C
1960年美国电子工业协会EIA提出RS-232，1963年提出RS-232A，1965年提出RS-232-B，1969年提出RS-232-C。用于DTE/DCE之 间的接口。
ISO/OSI 关于物理层的定义： 物理层提供机械的、电气的、功能的和规程的特性，目的是 启动、维护和关闭数据链路实体之间进行比特传输的物理连接。 这种连接可能通过中继系统，在中继系统内的传输也是在物理层 的。
• 物理层的功能
在两个网究内容
物理连接的启动和关闭，正常数据的传输，以及维护管理。
对不同的功能子集，有不同的规程。 RS-232-C 有14中不同的接口类型，适合于：单工，半双工， 全双工，同步，异步
•
RS-232-C的不足与改进
不足： – 传输性能低，距离短，速率低。 改进： – 重新设计，X.21； – 以RS-232-C为基础改进，1977年提出RS-449。
4.3 典型的物理层标准接口（3）