通信接口及调制解调器

huangjun6920

通信接口及调制解调器
一、通信接口(物理层接口)
1. 通信接口及接口标准的含义
——接口是DTE 与DCE 之间的界面，为了使不同厂家的产品能够互换或互连，DTE 与DCE 在插接方式、引
线分配、电气特性及应答关系上均应符合统一的标准和规范，这一套标准规范就是DTE/DCE 的接口标准(或
称接口协议)。
——互连的设备在接口的标准上必须一致，这对于数据通信中其他通信层次具有相同的含义，不仅仅局限
于物理层。
制定接口标准的组织：
EIA (Electronic Industry Association) 美国电子工业协会
CCITT (Consultative Committee International on Telegraph and Telephone) 国际电报电
话咨询委员会
ISO (International Standards Organization) 国际标准化组织
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 电气和电子工程师协会
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制定的标准：CCITT V 系列建议、X 系列建议、I 系列建议、EIA 接口标准、ISO 标准、IEEE 标准等。
接口的标准不仅仅局限于物理层接口，对于通信网的其他层次都有相应的国际标准。
2. DTE 与DCE 的概念
DTE (Data Terminal Equipment) 指一般的终端或是计算机。
DCE (Data Circuit-terminating Equipment) 通常指调制解调器，多路复用器或数字设备。
任何DTE 和与它相连的DCE 必须保持接口特性和接口规程的完全一致，否则它们就不能实现通信。
DPN-100 端口与MODEM 端口就是一对DTE/DCE。
3.物理通信接口在网络通信中的位置
X.25 网络分层：
①物理层[第一层]
硬件接口，可用接口测试设备分析规程
②数据链路层[第二层]
软件接口，需用规程分析仪观察
③分组层(网络层) [第三层]
软件接口，需用规程分析仪观察
4.物理通信接口的种类
一般通信接口种类按其国际或工业标准分类，实际上就是按规程分类。
常用接口： RS-232/V.24、V.35、X.21、G.703
其中：
RS-232/V.24 接口为低速接口，通常情况下其速率上限为20K。
V.35、X.21、G.703 等接口为高速接口。
在省网DPN-100 设备中，连接用户及中继线的通信接口板有以下几种：
名称型号V.24 ( 8Port QPA164 V.35 ( 8Port NT8P31 X.21 ( 8Port NT8P29 G.70
3 ( 4Port V.35/ V.24/SCSI (用作AM 磁盘控制器)
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V.24 ( 8Port 的1 、3 Port 可工作于DMA 方式下，最高中继速率(UTP 规程)可达64KBPS，其他6 个
端口工作于字符中断模式下，上限速率为19.2KBPS。
V.35 ( 8Port 与X.21 ( 8Port 的1、3Port 可工作于' TRUE DMA ' 方式下，上限速率为
256KBPS。
5.物理通信接口的四种特性
①机械特性
定义：接口中所使用接线器的形状、引脚数、引线排列、固定装置和锁定装置。
②电气特性
定义：信号源和负载的电压、阻抗等，其主要规定了发送端驱动器和接收端接收器的外特性、电平关系、
负载要求、信号速率及连接距离等。
③功能特性
定义：接口电路的种类和功能描述。
④过程特性
定义：各接口电路间的相互关系、动作顺序、维护测试操作等。
许多国际及工业接口标准，并不完全包含四种特性，因此实际应用中的通信接口的四种特性往往由一
个或几个接口标准联合组成，但一个接口一定包含了四种接口特性。
以EIA RS-232-C 为例，RS-232-C 包含了所有的四种特性。
①机械特性
RS-232-C 使用25 芯D 型接头(DB25)，与ISO 2110 建议同。
另外实际应用中，我们还会遇到许多接口的机械特性：
9 芯、15 芯、34 芯、37 芯接口
微机本机带的异步通信口(com1、com2)一般使用9 芯接口，另外数据网中G.703 接口也使用9 芯接口。
X.21 的接口一般使用15 芯接口。
V.35 的接口一般使用34 芯接口。
RS-449 的接口一般使用37 芯接口。
②电气特性
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RS-232-C 采用不平衡双流接口电路，与CCITT V.28 建议同。
电气特性接口一般有不平衡电路接口和平衡电路接口，集成电路接口与分立元件接口之分，由于不同接
口电气特性上的差别，使其传输速率及距离有所差别。
一般情况下，RS-232-C 传输速率≤20KBPS，作用距离在十几米左右，而V.35、X.21 接口传输速率则可
高达几十KBPS 至几百KBPS，而传输距离也相应加长。通常一个接口的传输速率与其传输距离有关，传输
速率高时，其传输距离相应变短，反之亦然。
③功能特性
RS-232-C 的功能特性与V.24 建议同。
V.24 100 系列接口按功能分为地线、数据线、控制线、定时线、和第二信道线等五类。
④规程特性
规程特性主要是指各控制线间的相互关系。
6.同步接口与异步接口、接口时钟
——数据接口按同步方式分有同步通信方式与异步通信方式两种，两种接口的区别在于接口的定时线是否
起作用。
——对于异步接口，时钟线不起作用，它通常使用的是称为起止式通信方式。起止式通信方式通信时，DT
E 接口与DCE 接口使用各自的时钟对信号进行取样，由于不同时钟源之间的误差，使得进行异步通信时每
发送一个字符，都要进行一次时钟校正。由于以上原因，异步通信接口每次只能发送一个字符，并且字符
与字符之间要加入停顿，这使得异步通信效率较低，通信速率相应也较低。但异步通信接口具有实现简单，
产品成本低，技术简单的优点，因此得到了广泛的应用。个人通信及单机用户使用比较好，且支持异步通
信的软件较多，使用很方便。以V.24/RS-232DB25 针接口为例，当使用异步接口时，接口的第15，17，24
针/孔可以不做连线。
——对于同步接口，时钟线起很大的作用，DTE 或DCE 接口要不断用对端时钟线传来的时钟对自己的时钟
进行校正(一般是利用锁相环电路进行时钟同步)，以便正确提取数据。由于有时钟的参与，同步接口相对
于异步接口更为复杂，但通信速率可以达到很高，通信的效率和可靠性比异步更加有优势，对于大通信量
的用户，多用户主机使用同步通信更好。
——在分组交换网中，使用X.28 协议端口的用户为异步用户，使用X.25、SDLC 等协议的用户为同步用户。
X.28 异步用户同时只能与一个用户通信，而X.25 同步用户却可同时与多个用户通信，这是在分组网中同
步与异步用户的又一差别。
RS-232/V.24 接口中共有三条时钟线：
第15 针114 线发送时钟(DCE)：这是由DCE 接口传向DTE 接口的时钟，此时钟由本地DCE 设备产生；
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第17 针115 线接收时钟(DCE)：这是由DCE 接口传向DTE 接口的时钟，此时钟由本地DCE 设备从远地DC
E 设备传来的信号中提取出来；
第24 针113 线发送时钟(DTE)：这是由DTE 接口传向DCE 接口的时钟，此时钟由本地DTE 接口产生。
DPN-100 设备的8 端口板(V.24、V.35)的端口为DTE 口，由于这些端口无113 线，所以无法提供时钟信号，
因此必须由对接的DTE 或DCE 接口提供时钟。
7.DTE 接口与DTE 接口、DCE 接口与DCE 接口的互连
——许多情况下，我们会遇到DTE 接口与DTE 接口、DCE 接口与DCE 接口互连的情况，这大多是两个设备
间距离较近，无需通过MODEM 等通信设备互连(MODEM 设备数据接口通常为DCE 接口)，此时我们将采用交
叉电缆线进行端口连接，使得接口之间的电路信号满足规程，可以进行工作。在实际应用中，根据接口同
步方式，交叉电缆线又分为同步交叉电缆与异步交叉电缆，这两种电缆的差别仅在时钟信号线上，同步交
叉电缆比异步交叉电缆多了时钟信号线(DB25 芯15、17、24 脚)的连接，因此，同步交叉电缆也可替代异
步交叉电缆。
8.接口的针与孔的配合
——一般情况下，DTE 端口(DPN-100 设备接口、微机异步接口)为针口，DCE 端口为孔口(MODEM 的数据接口)，
制作电缆时要注意针与孔的搭配，特别是在制作交叉电缆及不对称电缆时。
9.DPN-100 设备端口物理层状态的显示
] <PI> n <PO> m ? 显示端口所有可执行的指令
] <PI> n <PO> m d 显示端口的物理层与数据链路层状态
二、调制解调器
1.调制解调器的概念
——调制解调器是一种信号变换装置，它对数据信号进行变换，使变换后的信号可以适应信道传输的特性，
延长数据信号的传送距离。
2.调制解调器的分类
①频带调制解调器频带调制解调器是利用数字基带信号对模拟信号进行调制，信道工作频率在音频信号
范围内(300HZ ~ 3400HZ)，其传输速率较低，一般在300BPS 到28.8KBPS 之间。由于频带调制解调器
可工作在音频信号的频率范围内，可以通过程控交换机，所以频带调制解调器有两种工作方式：拨号方式
与专线方式。
②基带调制解调器基带调制解调器对于数据信号进行信道编码，使数据信号变为适应信道传送的基带信
号，其传输信道一般为实线，其传输速率较高，一般从64KBPS 到2MBPS。基带调制解调器只能工作于专线
方式下。
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3.调制解调器的协议标准
——由于基带调制解调器使用的技术为各厂家独自开发，因此基带调制解调器无协议标准，因而基带调制
解调器必须由厂家成对提供，不同厂家的基带调制解调器之间一般不能通信。
——与基带调制解调器不同，频带调制解调器有国际协议标准，因而具有相同协议的调制解调器之间可以
互通。协议最高速率V.22bis 1200BPS/2400BPS V.29 9600BPS V.32 9600BPS V.32bis 1
4.4KBPS V.34 28.8KBPS 4.调制解调器的品牌
①Motorola CODEX
②Motorola UDS
③TAINET
④HAYES
⑤MicroCOM
⑥Penril
⑦AT&T Paradyne
5.CODEX 调制解调器的接口
①线路接口连接专线或电话拨号线②数据接口连接数据终端的数据接口③电话接口连接电话
机④网管接口连接网络管理系统
6.CODEX 调制解调器的设置方式
①液晶面板设置
②AT 指令设置
③V.25bis 指令设置
④网管系统设置
7.流量控制
——由于调制解调器的数据接口速率可以独立于线路传输速率，而线路传输速率由调制解调器所支持的协
议决定。以CODEX 3267 为例，它支持的协议为V.32bis，因此它的最高线路传输速率为14.4KBPS，而它
的数据接口的最高速率为57.6KBPS。因此当设置的数据接口速率大于线路传输速率时，必须使用流量控制
技术，以防止数据的丢失。
流量控制一般分为软件流量控制和硬件流量控制两种方式。
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软件流量控制：它是采用XON/XOFF(16 进制的11H 和13H)控制字符来确定允许和禁止数据的发送。
——硬件流量控制：它是通过RS232 接口上的RTS/CTS 信号来控制终端及调制解调器数据流，对于调制解
调器而言，CTS 信号降低为允许发送，CTS 升高为禁止发送。
——调制解调器通常缺省状态下为软件XON/XOFF 流量控制，由于软件流量控制使用了控制字符用作流量控
制，因此在传送数据时具有不透明性，即数据中与控制字符相同的字符将被认为是控制字符而发生差错。
所以当为了确保数据传输的透明性时，可以使用硬件流量控制的方法。
——注意：流量控制机制只适用于调制解调器的异步工作方式，同步工作方式时，调制解调器的数据接口
的速率和线路传输的速率是相同的，无流量控制机制，也无数据差错控制及压缩机制。
8.CODEX 调制解调器的指示灯
——指示灯名称解释TD 发送数据当modem 从本地终端接收数据时，此灯将会闪烁RD 接
收数据当modem 将接收数据传送到本地终端时，此灯将会闪烁RI/OH 振铃指示/摘机当有入呼叫或
当modem 摘机与拨号线相连时，此灯会亮CD 数据载波检测当本地modem 接收到远地modem 的载波信
号或DCD 被设为HIGH 时，此灯会亮TR 数据终端准备好当检测到终端发出的DTR 信号时，此灯会亮R
C/NC 远程控制/网络控制闪烁时表明modem 被远地控制，常亮时表明modem 在网管系统的控制之下A
/B A 或B 卡式modem 专用，亮时表明modem A 的信息显示在面板上，灭时表modem B 的信息显示在面
板上ALM 告警亮时表明modem 处于测试状态或modem 发生故障
9.数据的差错控制与压缩
调制解调器关于数据差错控制的几种工作方式：
——(直接方式(Direct Mode)：在直接方式(异步或同步)下，调制解调器不使用差错控制及数据压缩规程，
数据接受无缓冲，数据接口速率等于线路传输速率。
——(通常方式(Normal Model)：在通常方式(异步)下，调制解调器不使用差错控制和数据压缩规程，但
调制解调器的数据接收有缓冲，数据接口的速率与线路传输的速率可以不同，所以需要流量控制机制。
——(可靠方式(Reliable Model)：在可靠方式(异步)下，调制解调器与对端的调制解调器相连必须使用
差错控制规程，它不能与一个无相同差错控制规程的调制解调器互通；可靠方式下，数据接口速率与传输
接口速率也可不同，也需要流量控制机制。
——(自动可靠方式(Auto Reliable Model)：在自动可靠方式(异步)下，本地调制解调器试图与远端调
制解调器建立有差错控制的连接，若不能建立，则调制解调器复原到通常方式状态。自动可靠方式下，数
据接口速率与线路传输速率可以不同，需要流量控制机制工作。
差错控制和数据压缩规程常用的一般有两种：
MNP 协议：差错控制规程MNP4，数据压缩规程MNP5 数据压缩率可达2:1；
CCITT 协议：差错控制规程V.42，数据压缩规程V.42bis 数据压缩率可达4:1。
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10.CODEX 调制解调器的主要参数分类
①调制解调/线路工作参数线路类型：拨号、专线使用协议：使用的协议决定了线路上的最高传输速
率工作方式：呼叫、应答线路信号电平：0dbm ~ -15dbm 线路方式：二线方式、四线方式(3265
/3267 无四线工作方式)
②差错控制与数据压缩参数工作模式：直接模式、通常模式、可靠模式、自动可靠模式差错控制协议：
MNP 协议、V.42 协议数据压缩：打开、关闭
③终端接口参数数据接口速率：数据接口速率与线路接口速率的区分数据接口工作方式：同步、异
步流量控制：字符流控、硬件流控、关闭流控数据接口信号的工作方式：DTR、RTS、CTS、DCD、DSR
等信号的工作方式
④时钟工作方式内时钟、外时钟、接收时钟
⑤杂项扬声器声音控制、声音大小网管控制允许的打开、关闭

                               
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