物理层及其通信硬件

物理层(或称物理层，Physical Layer)是计算机网络OSI模型中最低的一层。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。局域网与广域网皆属第1、2层。物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。物理层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。如果您想要用尽量少的词来记住这个第一层，那就是“信号和介质”。OSI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的物理层协议。

物理层常见设备有：网卡光纤、CAT-5线(RJ-45接头)、集线器有整波作用、Repeater加强信号、串口、并口等。通信硬件包括通信适配器(也称通信接口)和调制解调器(MODEM)以及通信线路。从原理上讲，物理层只解决DTE和DCE之间的比特流传输，尽管作为网络节点设备主要组成部分的通信控制装置，其本身内涵在物理层、数据链路层、甚至更高层，在内容上分界并不很分明，但它所包含的MODEM接口、比特的采样发送、比特的缓冲等功能是确切属于物理层范畴的。为了实现PC机与调制解调器或其它串行设备通信，首先必须使用电子线路将PC机内的并行数据转成与这些设备相兼容的比特流。除了比特流的传输之外，还必须解决一个字符由多少个比特组成及如何从比特流中提取字符等技术问题，这就需要使用通信适配。通信适配器可以认为是用于完成二进制数据的串、并转换及一其它相关功能的电路。通信适配器按通信规程来划分可分为TTY(Tele Type Writer，电传打字机)、BSC(Birary Synchronous Commuication，二进制同步通信)和HDLC(High-level Data link Control，高级数据链路控制)三种。IBM PC 异步通信适配器：使用TTY规程的异步通信适配采用RS-232C接口标准。这种通信适配器除可用于PC机联机通信外，还可以连接各种采用RS-232C接口的外部设备。例如，可连接采用RS-232C接口的鼠标器、数字化仪等输入设备;可连接采用RS-232C接口的打印机、绘图仪及CRT显示器等各种输出设备。可见，异步通信适配器的用途是很广泛的。异步通信规程将每个字符看成一个独立的信息，字符可顺序出现在比特流中，字符与字符间的间隔时间是任意的(即字符间采用异步定时)，但字符中的各个比特用固定的时钟频率传输。字符间的异步定时和字符中比特之间的同步定时，是异步传输规程的特征。

异步传输规程中的每个字符均由四个部分组成：

1位起始位：以逻辑“0”表示，通信中称“空号”(SPACE)。

5～8位数据位：即要传输的内容。

1位奇/偶检验位：用于检错。

1～2位停止位：以逻辑“1”表示，用以作字符间的间隔。这种传输方式中，每个字符以起始位和停止位加以分隔，故也称“起--止”式传输。串行口将要发送的数据中的每个并行字符，先转换成串行比特串，并在串前加上起始位，串后加上检验位和停止位，然后发送出去。接收端通过检测起始位，检验位和停止位来保证接收字符中比特串的完整性，最后再转换成并行的字符。串行异步通信适配器本身就象一个微型计算机，上述功能均由它透明地完成，不须用户介入。早期的异步通信适配器被做成单独的插件板形成，可直接插在PC机的系统扩充槽内供使用，后来大多将异步通信适配器与其他适配器(如打印机、磁盘驱动器等的适配器)做在一块称作多功能板的插件板上。也有一些高档微机，已将异步通信适配器做在系统主板上，作为微机系统的一个常规部件。