计算机网络物理层概述的协议和问题

物理层是OSI参考模型的第一层，它虽然处于底层，却是整个开放系统的基础，其作用是要尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异，为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。

OSI参考模型采纳了各种现成的协议，其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4和IEEE802.5。这些物理层协议所包含的物理接口特性如下。

1）机械特性

机械特性也叫物理特性，指明通信实体间硬件连接接口的机械特点，如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。这很像日常生活中常见的各种规格的电源插头，其尺寸都有严格规定。

2）电气特性

电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围，规定了在物理连接上，导线的电气连接及有关电路的特性，一般包括接收器和发送器电路特性的说明、信号的识别、最大传输速率的说明、与互连电缆相关的规则、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等电气参数等。

3）功能特性

功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意，指明物理接口各条信号线的用途，包括接口线功能的规定方法和接口信号线的功能分类。

4）规程特性

规程特性指明利用接口传输比特流的全过程及各项用于传输的事件发生的合法顺序，包括事件的执行顺序和数据传输方式。

为了使读者加深对物理层协议、功能的理解，本节从物理层解决的主要问题及主要功能两个方面入手进行如下分析。(www.xing528.com)

1.物理层解决的主要问题

（1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异的存在，而只专注于完成本层的协议和服务。

（2）为其服务用户（数据链路层）在一条物理传输媒体上传送和接收比特流的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。

（3）在两个相邻系统之间对数据电路进行唯一的标识。

2.物理层的主要功能

1）为数据端设备提供传送数据的通路

数据通路可以是一个物理媒体，也可以是由多个物理媒体连接而成的。一次完整的数据传输，包括激活物理连接，传送数据，终止物理连接。所谓激活，就是不管有多少物理媒体参与，都要在通信的两个数据终端设备间连接起来，形成一条通路。

2）传输数据

物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽，以降低信道中拥塞情况发生的概率。传输数据的方式能满足点到点、一点到多点、串行或并行、半双工或全双工、同步或异步传输的需要。