物理层的电气特性

FF总线简介引言基金会现场总线(foundation fieldb us)通常称为FF现场总线,它分为H1和H2两种总线。

它分为H1和H2两种总线。

H1采用符合IEC 61158-2标准的现场总线物理层; H2则采用高速以太网为其物理层。

H1现场总线物理层的主要电气特性如下：采用位同步数字化传输方式;传输波特率为31.25kbps;驱动电压9~32VDC;信号电流±9mA;电缆式屏蔽双绞线;接线拓扑结构可采用线形、树形、星形或者符合形;电缆长度≤1900m(无中继器时);分支电缆的长度30~120m;挂接设备数量≤3 2台(无中继器时);可用中继器≤4台;适用防爆方法有本质安全防爆方法等。

一、FF现场总路线安装和测试要点赛科项目的现场总线使用经验表明现场总线回路故障的主要原因之一是来自网段上的干扰，而干扰的主要原因是现场总线网段和总线设备的不良安装，赛科项目的经验是：①现场总线网段对绝缘要求很高，为了防爆和防止总线回路受潮，规定采用增安型(EExe)接线箱，电缆穿入接线箱时使用防爆电缆时使用防爆电缆密封接头。

采用FF总线专用端子块与各总线现场设备连接。

每个总线专用端子块具有短路保护作用，短路时指示灯亮，保证一个支路短路时不影响其它支路的正常工作，短路保护器将限制每支路的短路电流不超过60mA。

②电缆屏蔽层的连接注意事项。

在现场总线设备上，支线电缆的屏蔽线要剪断，并要用绝缘带包好，不能与表壳接地螺丝连接。

各段总线电缆的屏蔽线应在接线箱内通过接地端子连接起来，屏蔽线只能在机柜侧(marshalling)的端子接地，中间任何地方对地绝缘要良好，不能有多点接地情况，这样可以起到防止静电感应和低频(50Hz)干扰的作用。

如果干线电缆是多芯电缆，则不同总线网段的分屏蔽线不应在接线箱(JB)内被互相连接在一起，也不能与总屏蔽线连在一起。

③现场总线电缆和现场设备安装之后应该经过严格测试，电缆线间绝缘电阻，对地绝缘，线间和对地电容以及总线信号的波形测试等应该符合FF基金会总线系统工程指南中的技术要求，各端子的连接必须紧固。

网络七层协议一、物理层1、简介：物理层位于OSI参考模型的最底层，它直接面向实际承担数据传输的物理媒体（即通信通道），物理层的传输单位为比特（bit），即一个二进制位（“0”或“1”）。

实际的比特传输必须依赖于传输设备和物理媒体，但是，物理层不是指具体的物理设备，也不是指信号传输的物理媒体，而是指在物理媒体之上为上一层（数据链路层）提供一个传输原始比特流的物理连接。

2、功能：透明的传送比特流；所实现的硬件：集线器（HUB）。

3、媒体和互连设备物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。

通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备。

DTE既数据终端设备，又称物理设备，如计算机、终端等都包括在内。

而DCE则是数据通信设备或电路连接设备，如调制解调器等。

数据传输通常是经过DTE──DCE，再经过DCE──DTE的路径。

互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置，如各种插头、插座。

LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头，接收器，发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器。

4、物理层的主要性能⑴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,也可以是多个物理媒体连接而成.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.⑵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(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞.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.⑶完成物理层的一些管理工作.5、限制性因素：信号的传输离不开传输介质，而传输介质两端必然有接口用于发送和接收信号。

因此，既然物理层主要关心如何传输信号，物理层的主要任务就是规定各种传输介质和接口与传输信号相关的一些特性。

《计算机⽹络（第7版）谢希仁著》第⼆章物理层要点及习题总结1.物理层基本概念：物理层考虑的是怎样才能再连接各种计算机的传输媒体上传输数据⽐特流，⽽不是指具体的传输媒体2.物理层特性：机械特性，电⽓特性，功能特性，过程特性3.数据通信系统：分为源系统（发送端）、传输系统（传输⽹络）、⽬的系统（接收端）三⼤部分，通信的⽬的是传送消息，数据是运送消息的实体，信号则是数据的电⽓或电磁的表现，通信系统必备的三⼤要素：信源，信道，信宿4.信号： （1）模拟信号（连续信号） 代表消息的参数的取值是连续的，连续变化的信号，⽤户家中的调制解调器到电话端局之间的⽤户线上传送的就是模拟信号。

（2）数字信号（离散信号），代表消息的参数的取值是离散的。

⽤户家中的计算机到调制解调器之间，或在电话⽹中继线上传送的就是数字信号。

在使⽤时间域（或简称为时域）的波形表⽰数字信号时，代表不同离散数值的基本波形就称为码元。

在使⽤⼆进制编码时，只有两种不同的码元，⼀种代表0状态⽽另⼀种代表1状态。

（1码元可以携带的信息量不是固定的，⽽是由调制⽅式和编码⽅式决定的，1码元可以携带n bit的信息量，可以通过进制转换和多级电平）5.信道 （1）基本概念：信道⼀般⽤来表⽰向某⼀个⽅向传送信息的媒体，⼀条通信电路往往包含⼀条发送信道和⼀条接收信道。

（2）通信双⽅的交互⽅式： ①单⼯通信（单向通信）：即只能有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互，例如：⽆线电⼴播，有线电⼴播 ②半双⼯通信（双向交替通信）：即通信的双⽅都可以发送信息，但不能双⽅同时发送（当然也就不能同时接收）。

这种通信⽅式是⼀⽅发送另⼀⽅接收，过⼀段时间后可以再反过来。

例如：对讲机 ③全双⼯通信（双向同时通信）：即通信的双⽅可以同时发送和接收信息。

例如：打电话 （3）调制和解调 原因：信源的信号常称为基带信号（即基本频带信号）。

像计算机输出的代表各种⽂字或图像⽂件的数据信号都属于基带信号。

OSI物理层制作人：邓荣嘉目录物理层 (1)主要功能 (2)物理层要解决的主要问题： (2)组成部分 (2)重要内容 (3)重要标准 (4)通信硬件 (5)编程方法 (6)常见的物理层设备 (6)物理层在无线传感器中的应用 (6)物理层物理层（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。

物理层关注在一条通道上传输原始比特。

设计问题必须确保当一方发送了比特1时，另一方收到的也是比特1，而不是比特0。

这里的典型问题包括用什么电子信号来表示1和0、一个比特持续多少秒、传输是否可以在两个方向上同时进行、初始连接如何建立、当双方结束后如何撤销连接、网络连接器有多少针对以及每一针的用途是什么等。

这些设计问题主要涉及机械、电子和时序接口，以及物理层之下的物理传输介质等。

该层定义了了比特作为信号在通道上发送时相关的电气、时序和其他接口。

物理层是构建网路的基础。

物理信道的不同特征决定了其传输性能的不同（比如，吞吐量、延迟和误码率），所以物理层是我们展开网络旅行的始发地。

物理层一般有三种传输介质：有线（铜线和光纤）、无线（陆地无线电）和卫星。

这里要说的是信号在物理层存在的两种方式，数字信号（电脑可以识别的0和1即比特），模拟信号是铜线和光纤等可以传输的电信号或者无线信号，在悠闲中模拟信号的存在方式诸如连续变化的电压，而在无线传输中类似光照强度或者声音强度。

计算机专业基础综合计算机网络（物理层）历年真题试卷汇编1(总分：88.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：32，分数：64.00)1.数据传输速率是指____。

【北京科技大学2004年】A.每秒传输的字节数B.电磁波在传输介质上的传播速率C.每秒传输的比特数√D.每秒传输的码元个数考查物理层相关基本概念。

数据传输速率是计算机网络中非常重要的一个概念。

它和第一章中的带宽是同义词，指每秒传输的比特数，单位为bit／s。

码元传输速率指每秒能传输的码元数，单位为Baud(波特)。

另外，数据传输速率并不就是电磁波在传输介质上的传输速率，后者的单位为m／s，两者是完全不同的概念。

2.在同一时刻，通信双方可以同时发送数据的信道通信模式是____。

【西安电子科大2005年】A.半双工通信B.单工通信C.数据报D.全双工通信√考查物理层的通信模式。

物理层的数据通信模式有三种：单工通信、半双工通信、全双工通信。

在全双工通信中，通信的双方可以同时发送和接收信息，因此选D。

3.一个码元传输速率为300Baud的信道，如果采用4元制，则其信：道的传输速率为____。

【重庆大学2005年】A.300bit／sB.600bit／s √C.1200bit／sD.2400bit／s考查物理层的相关基本概念。

当采用4元制时，一个码元携带2bit的信息，则信息的传输速率为300×2bit ／s=600bit／s，因此选B。

4.利用模拟通信信道传输数字信号的方法称为____。

【华中科技大学2001年】A.同步传输B.异步传输C.基带传输D.频带传输√考查数据通信方式。

将基带信号直接传送到通信线路上的传输方式称为基带传输。

将基带信号经过调制后送到通信线路上的方式称为频带传输。

5.采用8个相位的调相传输其码元，传输速率为200Baud，则数据传输率为____。

【重庆大学2004年】A.400bit／sB.600bit／s √C.800bit／sD.1600bit／s考查物理层的相关基本概念。

can的物理层标准物理层是计算机网络中的第一层，它负责将比特流转化为可以在物理媒介上传输的电信号，并通过物理链路将数据从发送方传输到接收方。

其中，CAN（Controller Area Network）物理层是一种用于汽车电子系统的串行通信协议，它具有高可靠性、低成本和低功耗的特点。

CAN物理层标准定义了CAN总线网络中使用的物理和电气特性，以确保消息在网络中可靠传输。

以下是与CAN物理层标准相关的参考内容：1. CAN物理层传输介质：CAN总线使用双绞线作为传输介质，在CAN物理层标准中定义了双绞线的电气特性，如线缆长度、传输速率等。

2. CAN物理层电气特性：CAN物理层标准规定了CAN总线上的电气特性，包括电压、电流、阻抗等参数，以确保网络中的节点能够正确地接收和发送消息。

3. CAN物理层传输速率：CAN物理层标准定义了不同传输速率下的位时间和数据帧的传输时间，常见的传输速率包括1Mbps、500kbps、250kbps 等。

4. CAN物理层发送和接收机制：CAN物理层标准描述了CAN节点的发送和接收机制，包括如何检测总线上的冲突、如何传输和接收位数据等。

5. CAN物理层帧格式：CAN物理层标准规定了CAN数据帧和远程帧的格式，包括帧起始和结束标识、数据长度码、数据域和CRC等。

6. CAN物理层错误检测和纠正：CAN物理层标准定义了用于错误检测和纠正的算法，如CRC校验和、奇偶校验等，以确保数据的可靠传输。

7. CAN物理层连接器和接口：CAN物理层标准涵盖了CAN总线连接器和接口的物理规格，如连接器类型（例如DB9、DB25）和引脚分配等。

8. CAN物理层工作模式：CAN物理层标准描述了CAN总线的不同工作模式，如单线模式、双线模式和混合模式，以适应不同的应用需求。

总之，CAN物理层标准是为了确保CAN总线能够可靠地传输数据而制定的一套规范。

通过遵循这些标准，CAN总线可以在汽车电子系统中广泛应用，实现不同节点之间的高效通信。

物理层知识整理⼀、物理层基本概念 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据⽐特流，⽽不是指具体的传输媒体。

物理层的作⽤正是屏蔽掉这些传输媒体和通信⼿段的差异，使物理层上⾯的数据链路层感觉不到这些差异。

可以将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接⼝有关的⼀些特性，即：机械特性：指明接⼝所⽤接线器的形状和尺⼨、引脚数⽬和排列、固定和锁定装置等电器特性：指明在接⼝电缆的各条线上出现的电压的范围功能特性：指明某条线上出现的某⼀电平的电压的意义过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序物理层还要完成传输⽅式的转换（并⾏<——>串⾏）⼆、数据通信的基础知识1.数据通信系统⼀个数据通信系统可划分为三⼤部分，即源系统（发送端）、传输系统和⽬的系统（接收端） 源系统⼀般包括以下两部分：源点、发送器（如调制器） ⽬的系统⼀般包括⼀下两部分：接收器（如解调器）、终点2.信道信道：指以传输媒体为基础的信号通路，其作⽤是传输信号单⼯通信：只能有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互半双⼯通信：通信双⽅都可以发送信息，但不能双⽅同时发送（当然也不能同时接收）全双⼯通信：通信双⽅可以同时发送和接收信息码元：代表不同离散数值的基本波形就称为码元。

如⼆进制编码中，状态0和1是两种不同的码元。

3.来⾃信源的信号常称作基带信号，往往包含较多的低频成分，甚⾄有直流成分，⽽许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量，为解决这个问题，就必须对基带信号进⾏调制调制分为两⼤类基带调制：仅仅对基带信号的波形进⾏变换，使它能够与信道特性相适应，变换后的信号仍是基带信号，只是把数字信号转换成另⼀种数字信号，这种过程也称作编码。

带通调制：使⽤载波进⾏调制，把基带信号的频率范围搬移到较⾼的频段，并转换为模拟信号，转换后的信号称为带通信号。

基本的带通调制⽅法有调幅(AM)、调频（FM）、调相（PM）。

三、信道的极限容量1.任何实际的信道都不是理想的，都不可能以任意⾼的速率进⾏传送。

二、填空题二、填空题1.1.音频调制解调器（音频调制解调器（音频调制解调器（MODEM MODEM MODEM）的数据传输速率用（）的数据传输速率用（）的数据传输速率用（ ）即b/s(b/s(或或bps)bps)表示。

表示。

表示。

2.OSI 物理层的电气特性决定了信号传输的（物理层的电气特性决定了信号传输的（ ）和（）和（）。

3.EIA RS-232C 接口标准规定，其接口信号“接口标准规定，其接口信号“00”是大于（”是大于（ ）伏的电压，额定值是（）伏的电压，额定值是（）伏。

4.IBM 公司的SDLC SDLC，，ISO 的HDLC HDLC，，CCITT 的X.25属于（属于（ ）型的通信控制规程。

）型的通信控制规程。

5.5.存储交换是存储交换是OSI 参考模式网络层信息交换的一种类型，该型又分为（）和（ ）两种形式。

6.6.用户使用虚电路服务，要提供用户自己和接收端的（用户使用虚电路服务，要提供用户自己和接收端的（用户使用虚电路服务，要提供用户自己和接收端的（ ）地址。

）地址。

7.7.通信处理机是通信子网的主要硬件设备，一般由一台（通信处理机是通信子网的主要硬件设备，一般由一台（通信处理机是通信子网的主要硬件设备，一般由一台（ ）或（）或（ ）承担。

）承担。

8.8.局域网可采用多种通信介质，如（局域网可采用多种通信介质，如（局域网可采用多种通信介质，如（ ），（ ）或（）或（ ）等。

）等。

9.IEEE802局域网协议与OSI 参考模式比较，主要的不同之处在于，对应OSI 的链路层，IEEE802标准将其分为（标准将其分为（ ）控制子层和（）控制子层和（ ）控制子层。

）控制子层。

10.Ethernet 以太网是（以太网是（ ）结构的局域网，该网设计的初衷主要是为（）结构的局域网，该网设计的初衷主要是为（ ）服务。

）服务。

11. ISO 对于开放系统互连参考模式型采用了分层的方法对于开放系统互连参考模式型采用了分层的方法,,从概念上讲从概念上讲,,这些层可以被看成执行两类总功能行两类总功能:(1)______:(1)______:(1)______的功能的功能的功能,(2)______,(2)______,(2)______的功能的功能的功能::由此产生了三种不同的操作环境:(1)_____(1)_____环境环境环境 (2)_____ (2)_____环境环境(3)_______(3)_______(3)_______环境环境环境. .12. 在下列每一特征前面的空白处标出该特征所描述的是局域网在下列每一特征前面的空白处标出该特征所描述的是局域网(LAN)(LAN)还是广域网络系统还是广域网络系统还是广域网络系统 (WAN)__________通常为一个单位所拥有通常为一个单位所拥有通常为一个单位所拥有__________限制条件是传输道的速率限制条件是传输道的速率限制条件是传输道的速率__________跨越无限的距离跨越无限的距离跨越无限的距离__________通常使用广播技术来替代转发的路由选择通常使用广播技术来替代转发的路由选择通常使用广播技术来替代转发的路由选择13. 在下列每一个OSI 层的名称前面标下一个正确的字母的序号层的名称前面标下一个正确的字母的序号..使得每一个名称与你认为最恰当的描述相匹配。