计算机网络工程实用技术：物理层功能及规格尺寸

网络通信接口的介质和物理特性是标准化工作的首要对象。在这个层次上的标准化对于任何通信应用都是必须的，因为没有关于电的或光的信号特征的协定，任何形式的通信都是不可能的。如果没有协定的物理接口规范，那么诸如调制解调器这样的通信设备制造商就不能够保证他们的设备可以与广泛的计算机终端相互操作，终端制造商也不能够把他们的产品连接到广泛的计算机上。

物理层是OSI模型的底层，涉及网络物理设备之间的接口，其目的是向高层提供透明的二进制位流传输。这里的物理设备是指两个相邻的彼此通信的设备，按ISO和CCITT的术语分别称为数据终端设备（DTE）和数据电路端接设备（DCE）。所谓DTE是指用户端任何产生要传送或接收的位流的数据设备，如PC或其他计算机。所谓DCE是指在数据传输的两端负责通信的设备，例如调制解调器，它负责建立、维持和拆除物理连接，并在传输介质和DTE之间进行信号转换和编码，故也常称做数据通信设备。物理接口的设计涉及信号电平、信号宽度、传送方式（半双工或全双工）、物理连接的建立和拆除、接插件引脚的规格和作用等。总之，物理层提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械、电气、功能和规程特性。

机械特性规定物理连接用的接插件的规格尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。这很像平时常见的各种规格的电源插头的尺寸都有严格的规定。例如，常用于串行通信的EIA RS-232C使用25针插座，X.21使用15针插座，以及EIA RS-449使用37针和9针插座等。

电气特性规定在物理连接上传输二进制位流所用的信号电压、匹配阻抗、传输速率和距离限制等。常用的接口标准的电气特征可以分为3种类型：非平衡型、半平衡型和平衡型。它们的主要区别在于驱动线路与接口线路之间的信号不同。非平衡型的信号发生器和接收器均采用非平衡工作方式，每个信号使用一根导线，所有的信号公用一根地线。在半平衡型中，发送器采用非平衡工作方式，而接收器采用平衡工作方式（使用差分接收器），每个信号也使用一根导线，但把发送方的信号地线作为差分接收器一起输入。平衡型则根本不使用信号地线，每个信号使用两根导线，差动发送，差动接收，使得抗干扰能力大大增强。例如，EIA RS-232C属于非平衡型电气特征，EIA RS-449是对RS-232C接口标准的改进，EIA RS-449主要是定义了半平衡型和平衡型两种电气特性。半平衡型特性由RS-423A定义，平衡型特性由RS-422定义。(www.xing528.com)

功能特性是指给各个信号线分配的确切的信号含义，即定义在DTE和DCE之间每条线路的功能。信号一般分为数据、控制、定时和地线等若干类型。

规程特性主要定义了利用信号线进行二进制位流传输的一组操作过程，是指在建立、维持物理连接和交换信息时，以及连接释放时，DTE和DCE双方在各个电路上的动作序列。