常用网络协议原理之V24接口.docx

1、常用网络协议原理之V24接口常用网络协议原理之V24接口-作者：-日期：V.24接口V.24接口协议属于OSI参考模型的物理层协议，它包括了接口电路的功能特性和过程特性。终端或计算机称为数据终端设备DTE（data teeminal equipment），调制解调器称为DCE（data circuit-terminating equipment）。1 功能特性ITU-T V.24建议定义了接口电路的名称和它们的功能，包括100系列接口线和200系列接线；前者适用于DTE与调制解调器（DCE）之间、DTE与串行自动呼叫/自动应答器（DCE）之间的接口电路；后者适用于DTE与并行自动呼叫器（DCE

2、）之间的接口电路。11 100系列接口线（与RS-232C对照）100系列接口线是V.24基本的通用接口线，它分为四部分：地线、数据线、控制线、定时线，RS-232C和V.24100系列相近，如表1所示。表1 V.24和RS 232对照接口线类型V.24接口线代码（针）RS 232接口线接口线名称方向DTEDCEDCEDTE地线101（1）102（7）AAAB保护地线 PG信号地线 SG数据线103（2）104（3）118（14）119（16）BABBSBASBB发送数据 TXD接收数据 RXD辅助发送数据 辅助接收数据控制线105（4）106（5）107（6）108/1（20）108/2（2

3、0）125（22）109（8）110（21）111（23）112（18）120（19）121（13）122（12）140141142CACBCC无CDCECFCGCHCISCASCBSCFRLLLTM请求发送 RTS允许发送 CTS数据设备准备 DSR把数据设备接至线路 数据终端准备 DTR振铃指示（呼叫指示） CI（RI）接收线路信号检测 DCD信号质量检测数据信号速率选择（DTE）数据信号速率选择（DCE）辅助请求发送辅助允许发送辅助接收线路信号检测远地环回本地环回测试方式定时线113（24）114（15）115（17）DADBDD发送信号码元定时（DTE） TXC发送信号码元定时（DCE

4、） TXC接收信号码元定时（DCE） RXC111 地线 101线（AA）保护地线 PG这条线连在设备机壳上，也可以与外部大地相连。 102线（AB）公共信号地线 SG该线为所有除了101线以外的100系列接口电路提供一个基准电位。在数据通信设备中，信号地线连到一点，通常用跨接线的方法把这点连到101线上。112 数据线 103线（BA）发送数据线 TXD DTEDCE该线是DTE向DTE发送数据的接口电路。当103线保持OFF状态时，不能发送数据。只有当105线、106线、107线、108/l或108/2线处于接通状态（ON状态）时，103线才能接通，DTE才能把要发送的数据送到此线上。 l

5、04线（BB）接收数据线 RXD DCEDTE该线是DCE把从线路上收到的模拟信号变成数据信号后送给DTE的接口电路。为了防止把强噪声当作信号送给DTE，由109线先检查输入信号的电平范围，检查合格后109线接通，这时104线才能接通接收数据。若109线处于OFF状态，104线也必须处于OFF状态。113 控制线 105线（CA）请求发送线 RTS DTEDCE该线用于DTE对DCE发送功能的控制。105线接通（ON状态）时， DCE处于发送方式，若有调制器，将发送载频信号； 105线断开（OFF状态）时，表明DTE不想发送数据。当DTE要求发数据或正在发送数据时，105线都要保持ON状态。

6、106线（CB）允许发送线 CTS DCEDTE该线上的信号是DCE发出的，它是DCE收到DTE的RTS信号后延迟一段给定时间后对DTE的回答，响应105请求发送信号，ON状态表明DCE已准备好发送数据，可以接收来自DTE的数据并发送出去；OFF状态表明DCE不能发送数据。 107线（CC）数据设备准备 DSR DCEDTE这个信号是DCE送给终端设备的，告诉终端本地通信设备的状态。当它处于ON时，表明本地DCE已和通信信道接通，处于数传模式，不处于测试、对话或拨号方式。自动拨号MODEM 在拨通对方的DTE时给本地DTE发此信号。107线处于OFF状态时时，表示MODEM准备工作没完成，在这

7、种情况下，只有125线（呼叫指示）可以动作，进行自动呼叫接收，并进行自动应答，107线信号的ON状态是由108/l或108/2的ON送到MODEM后，由MODEM产生的。为了使107保持ON状态， 108/l或108/2必须处于ON状态。 108/l线把数据设备线路（RS-232C标准中无对应接口线） DTEDCE该线上信号控制DCE接到线路或与线路断开。108/l变为ON状态，则MODEM立即和通信线路接通，同时使107线变为ON；108/l变为OFF状态，则103线上所送的数据发送完后，MODEM和通信线路断开连接， 但125线可以动作，也就是说MODEM可以接收从线路发来的呼叫信号，并由

8、125线送到DTE。108/l一旦变成OFF状态，则在107变成OFF以前，它不能再转入0N状态。 108/2线（CD）数据终端准备 DTR DTEDCE该线也是对DCE接通或断开线路进行控制。108/2处于ON状态表示DTE已做好准备，但不能命令DCE连接到线路上，要使DCE连接到线路上，必须有一个辅助信号。DCE对于呼叫能自动应答，当收到远端来的振铃信号或收到自动呼叫设备发来的成功信号时，DCE才能和线路接通。108/2变为OFF状态时，在103线传送的数据传送完毕后，DCE和通信线路断开。108/1和108/2这两条接口线只能用其中一条。当108/l或108/2一旦转变为OFF状态时，在

9、107变成OFF状态之前，它不能转变为ON状态。从DTE的角度来看，用108/l或108/2来控制DCE与线路接通与否的方法是有区别的。108/l从OFF变成ON，DCE就自动和线路接通，而108/2接通时，如果没有辅助信号，DCE并不与线路接通。在用交换线路进行数据通信时，使用108/l要特别注意。通信结束，108/l变成OFF状态，若在线路被切断后，又错误地变成ON状态，则这条线路就成为占线状态，其它数据终端设备发的呼叫信号就不能通过。为了防止这种情况发生，通常希望使用108/2。如果交换线路所用的MODEM是自动工作的则某个交换机一发出呼叫信号，125线就变成QN状态，这时108/2若是

10、ON状态，MODEM就和线路接通，可以进行通信了。 109线（CF）一一接收线路信号检测（数据载波检测）DCD DCEDTE该线信号表示从通信线路收到的载波电平是否在合适的规定范围内。109线为ON状态，表示接收信号在规定范围内，DCE已正确接收到远程DCE传来的载波信号，此时104线的数据是有效的；109线为OFF状态时，表示接收到的载波信号不在规定的范围，此时不能接收）104线上的数据。 110线（CG）一一信号质量检测SQD DCEDTE 该线信号处于OFF状态时，表示传输中有较高的错误概率；当该线信号处于ON状态时，表示错误概率较低。 l1l线（CH）数据信号速率选择（DTE） DTE

11、DCE该线用于从双速率同步或异步DCE的两个数据信号速率中选择一个速率。当111线被DTE置成ON状态时，选择较高的速率，置成OFF时选择较低的速率。 112线（CE）数据信号速率选择（DCE） DCEDTEll2线的功能与111线基本相同。不同之处在于112线由DCE来设置，用来选择DTE的两个基本点信号速率，以便与DCE的速率相一致。它们在接口中使用同一脚号，只能由一个电路起作用。 125线（DCE）一一振铃指示CI DCEDTE该线信号表示DCE是否正在接收远程站的呼叫。ON状态表示呼叫信号正在被接收， OFF状态表示不在接收呼叫信号，它的操作不受108/2线OFF状态影响。这一信号通常

12、只在交换网上传输时使用，交换网上的MODEM都设计成带有振铃指示电路。在人工呼叫和应答下125线不用。 140线（RL）一一环测/维护测试 DTEDCE该线上信号用来启动、释放DCE中的LOOP2或其它维护测试状态。ON状态表示建立LOOP2或维护测试，OFF状态将使LOOP2或维护测试状态释放。 141线（LL）一一本地环测试 DTEDCE该线上信号用来控制DCE的LOOP3测试状态。ON状态表示建立LOOP3的测试状态，OFF状态表示不处于维护测试状态，可以传输数据。114 定时线定时线在同步方式时用，是传送数据信号定时信息的信号线，此信号线有发送端控制和接收端控制两种。在异步方式时，定时

13、线未定义。 113线（DA）发送信号码元定时（DTE） TXC DTEDCE该线是把发送数据的码元定时信号送给MODEM。使用此线时，对MODEM来说叫外同步。该线上的定时信号是占空比为1的方波，从ON状态至OFF状态的跃变应对准103线上信号元的中点，如图1（a）所示。因此，码元定时的周期决定了数据传输的速度。在107线为ON状态时，113线必须不断地提供定时信号；107线为OFF时，113线可以提供定时信号，也可以个提供。 114线（DB）一发送信号码元定时（DCE） TXC DCEDTE该线是把发送数据的码元定时信号送给DTE。对MODEM来说是内同步。114线和113线基本相同，区别在

14、于113上的定时信号由DTE产生，送给DCE；而114上的定时信号由DCE产生，送给DTE。此外，114从ON到OFF的变化点表示103上信号码元的终了，如图1(b)所示。113线和114线只能选用其中的一条。 115线（DD）接收信号码元定时RXC DCEDTEMODEM用该线把它产生的接收信号码元定时送给DTE，该定时信号也是方波。由ON到OFF状态的跃变点对准104线上每个码元信号的中点，如图1(c)所示。图1 发、收定时和数据关系109线处于ON状态时，MODEM要不断向115线提供定时信号。109线变为OFF状态后，这个定时信号可以保留一段时间。 以上100系列接口线是V.24建议接

15、口线的主要部分，另外V.24建议还有一些反向信道信号线。118线（SBA）辅助发送数据 DTE DCEll9线（SBB）辅助接收数据 DCE DTE120线（SCA）辅助请求发送 DTE DCE121线（SCB）辅助允许发送 DCE DTE122线（SCF）辅助接收线路信号检测 DCE DTE以上反向信道信号线的意义和正向信道对应信号线的意义相同.一般情况下，接口电路经常使用的有12条信号线，其中发送码元定时长采用内同步，为一般的MODEM中都有发送时钟。对于异步通信不使用定时信号线，常用的借口线只有8条。例如，IBM PC机通过MODEM进行异步通信时，PC机异步口和MODEM的典型连接如图

16、2所示。图2 PC机异步口和MODEM的连接 12 200系接口线200系列接口线专用于DTE和包含并行自动呼叫器的DCE之间的接口电路。如图3示。 图3 V.24 200系列接口线其中，206、207、208、209线由DTE向DCE发送拨号号码（十进制）和控制字符，它的编码组合如表2所示。表中控制字符EDN用于表示拨号号码结束，使DCE等待被叫数据站的应当。控制字符SEP用于使自动呼叫设备插入适当大时间间隔。比如，在电话交换网络、中，经内部小交换机外线时，在拨“0”之后往往需要一个停顿时间，才能拨后面的一串电话号码，此时可利用插入SEP来实现。210、211线用于控制自动发送拨号数字的快慢

17、，211线由DTE通知DCE，拨号数字已经是现在206-209上，DCE可以读取该数字。210线由DCE同志DTE，自动呼叫设备已经作好接收下一个数字的准备。表2 呼叫数字编码接口线1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 EDN SEP206（20）207（21）208（22）209（23）1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 10 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 00 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 10 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 12 过程特性V.24建议不但定义了接口电路的名称、功能，而且定义了各借口电路之间的相互关系和操作要求，即过程特性。在V.24

18、接口电路中、107和108l或1082是一组控制电路，用于控制MODEM与通信线路的接续。108l或1082是由DTE发送控制命令，107是由DCE对108/l或108/2的响应。通常，对于采用人工呼叫和人工应答的数据站，DTE采用108l进行控制，而对于自动呼叫和自动应答的数据站，DTE采用1082进行控制。此时要求1082和125线都成为ON状态才能导致MODEM与线路接续。125线成为0N状态表示自动呼叫和应答站已经做好准备。当DCE将107线置成ON状态时，DCE就可能向线路发送必要的线路信号（载频），以便对数据信号进行调整（如均衡、同步等）。当l07线成为ON状态，而且142线也成为

19、ON状态时，表示DCE已做好准备，允许DTE发送数据信号进行维护测试。在某些使用专用线路的场合，在DTE和DCE接口电路中可以不提供1081、1082和107线，此时可分别在DTE和DCE中将108l或1082和107固定接成ON状态。V.24建议中的另一组控制电路是105和106。它们是在线路接续完成之后用于控制DTE和DCE之间数据的发送和接收过程。尤其是在半双工数据通信和分支数据电路的情况下，需要它们来分别实现数据传输方向的转换和探询选择的转换。DTE将105线置成ON状态。表明它要求发送数据，DCE检测到105为ON状态之后就进入发送方式，准备好发送数据，而且它也通知远程DCE调态到可

20、以接收数据的状态。DCE将106置成ON状态向DTE表示它已做好了发送数据的准备。当105被DTE置成OFF状态，表明它要求停止发送数据，DCE将106置成OFF状态予以响应。在半双工的MODEM中，当107处于ON状态后，如果105也处于ON状态，MODEM就开始发送载频，经过一段时延将106置成ON状态，DTE就可以发送数据了。当107处于ON状态，105处于OFF状态，则开始检测输入的载频信号，一旦检测到载频信号，表示远程DTE要求发送数据，由DCE将109置成ON状态，通知DTE准备从104线上接收数据。在全双工的MODEM中，由于通信双方随时都可以发送和接收数据，不需要倒换数据传输方

21、向，因此DTE和DCE接口电路中可以不提供105线，而在DCE中将105线固定接成ON状态，这时将由107线代替105线的作用，控制载频的发送，并经过时延后，DCE使106处于ON状态。当l06接通之后，就允许DTE通过103线发送数据。当105和106都处于OFF状态时，DTE在103线上保持二进制“1”状态。在105和106都有处于ON状态，但是103线上无数据可发送时（空闲时间），DTE可以发送连续二进制“1”或“0”和“1”交替或保持定时同步的其它序列，如SYN字符或帧标志（Flag）等。例：半双工异步通信方式中接口线操作顺序描述。其操作过程如图4所示。图4 DTEDCE接口的半双工异

22、步操作叙述如下：（1）接续过程：当DTE A要求接到线路上时，先使108l线成为ON状态，通知DCE A 接至线路。DCE A收到108l后，使107线成为ON状态，表示DCE A已作好准备。然后DCE A呼叫远方，向DCE B拨号呼叫，DCE B的125线置成ON状态，DTE B若响应，则置1082成ON状态，DCE B以107为ON状态响应。（2）启动传输控制，DCE间实现同步：DTE B有数据要发送，则置105为0N状态，DCE B收到105的请求后，向DCE A发送载波，DCE A检测到合格的载波后，将109线置为ON状态，同时使104线有效，经过一段延迟后，DCE B将106线置ON

23、，表示允许DTE B发送数据。（3）数据传输：DTE B在103线上发送数据，当发完一个字符或一帧后，使105变成OFF，106随之也变成OFF，表示DTE B变为接收状态或准备下一次发送。（4）另一个传输方向上重复（2）、（3）。（5）线路拆断。3 电气特性（V.28协议）DTEDCE接口的电气特性，主要规定了发送端驱动器和接收器的电平关系、负载要求及连接距离等。V.24RS-232C接口的电气特性符合V.28建议，其接口电路如图5所示。其电平与TTL和MOS电路电平完全个同，电压对地是对称的，逻辑“0”至少为3V，作用“ON”；逻辑“1”小于-3V，作用为“OFF”。实际中，电平由12V或

24、15V的电源供给，“ON”、“OFF”间的电压差能达到20V或更大。图5 V.24RS-232C接口电路V.28建议规定的电气特性有一些不足之处，首先是参考地线（信号线）问题。所有信号的回线共用一根地线，所以串音较大。这是一种不平衡的电气特性。另一个电气问题是电缆电容。V.28建议规定在数据信号速率为20kbs时，被驱动电路的电容，包括所连电缆电容必须小于2500pf，对于一个多芯电缆来说，每英尺4550pf电容是很平常的，所以满足电容特性电缆长度为50英尺（15.24米）。实际上可以正常工作的距离远远大于给出的距离，但由于电缆电容等因素的影响，会使工作不可靠。当数据信号速率降低时，可增加传输距离，如速率为1200bs时，传输距离可达30英尺，速率9600bs时，传输距离为200英尺。4 机械特性V.24建议未对机械特性作规定，使用ISO的标准，与ISO 2100兼容。连接器使用25针的D型插头与插座，常称为DB-25连接器，一般插头与DTE相连，插座与DCE相连。图6给出了V.24接口引线分配。RS-232C接口的机械特性同V.24接口。图6 V.24引线分配图