DCN - физический уровень Введение

Физический уровень в модели OSI играет роль взаимодействия с фактическим оборудованием и механизмом сигнализации. Физический уровень является единственным уровнем сетевой модели OSI, который фактически имеет дело с физическим соединением двух разных станций. Этот уровень определяет аппаратное оборудование, кабели, проводку, частоты, импульсы, используемые для представления двоичных сигналов и т. Д.

Физический уровень предоставляет свои услуги уровню передачи данных. Уровень передачи данных передает кадры на физический уровень. Физический уровень преобразует их в электрические импульсы, которые представляют двоичные данные. Затем двоичные данные передаются по проводной или беспроводной среде.

сигналы

Когда данные отправляются через физический носитель, они должны быть сначала преобразованы в электромагнитные сигналы. Сами данные могут быть аналоговыми, такими как человеческий голос, или цифровыми, такими как файлы на диске. Аналоговые и цифровые данные могут быть представлены в виде цифровых или аналоговых сигналов.

  • Цифровые сигналы

    Цифровые сигналы имеют дискретный характер и представляют собой последовательность импульсов напряжения. Цифровые сигналы используются в схемах компьютерной системы.

  • Аналоговые сигналы

    Аналоговые сигналы имеют непрерывную волновую форму и представлены непрерывными электромагнитными волнами.

Ухудшение передачи

Когда сигналы проходят через среду, они имеют тенденцию ухудшаться. Это может иметь много причин, как указано:

  • ослабление

    Чтобы получатель мог правильно интерпретировать данные, сигнал должен быть достаточно сильным. Когда сигнал проходит через среду, он имеет тенденцию становиться слабее. Когда он преодолевает расстояние, он теряет силу.

  • рассеивание

    Когда сигнал проходит через средства массовой информации, он имеет тенденцию распространяться и перекрываться. Количество дисперсии зависит от используемой частоты.

  • Задержка искажения

    Сигналы передаются через носитель с заранее заданной скоростью и частотой. Если скорость и частота сигнала не совпадают, есть вероятность, что сигнал достигает пункта назначения произвольным образом. На цифровых носителях очень важно, чтобы некоторые биты достигли ранее отправленных.

  • Шум

    Говорят, что случайное возмущение или колебание в аналоговом или цифровом сигнале является шумом в сигнале, который может искажать фактическую передаваемую информацию. Шум можно охарактеризовать в одном из следующих классов:

    • Тепловой шум

      Тепло возбуждает электронные проводники среды, что может создавать шум в среде. До определенного уровня тепловой шум неизбежен.

    • интермодуляция

      Когда несколько частот совместно используют среду, их помехи могут вызывать шум в среде. Интермодуляционный шум возникает, если две разные частоты совместно используют среду, и одна из них имеет чрезмерную силу, или сам компонент не функционирует должным образом, тогда результирующая частота может быть доставлена не так, как ожидалось.

    • Перекрестная

      Этот вид шума возникает, когда в носитель поступает посторонний сигнал. Это связано с тем, что сигнал в одной среде влияет на сигнал второй среды.

    • Импульс

      Этот шум возникает из-за нерегулярных помех, таких как освещение, электричество, короткое замыкание или неисправные компоненты. Цифровые данные в основном подвержены шуму такого рода.

Средства передачи

Носитель, по которому передается информация между двумя компьютерными системами, называется носителем передачи. Передача СМИ происходит в двух формах.

  • Управляемые СМИ

    Все коммуникационные провода / кабели являются управляемыми средами, такими как UTP, коаксиальные кабели и волоконная оптика. На этом носителе отправитель и получатель напрямую связаны, и информация передается (направляется) через него.

  • Неуправляемые СМИ

    Говорят, что беспроводное или открытое пространство является неуправляемой средой, поскольку между отправителем и получателем отсутствует связь. Информация распространяется по воздуху, и любой, включая фактического получателя, может собирать информацию.

Емкость канала

Скорость передачи информации называется пропускной способностью канала. Мы считаем это скоростью передачи данных в цифровом мире. Это зависит от множества факторов, таких как:

  • Пропускная способность: физическое ограничение базовых носителей.

  • Частота появления ошибок: неправильный прием информации из-за шума.

  • Кодировка: количество уровней, используемых для сигнализации.

мультиплексирование

Мультиплексирование - это метод смешивания и отправки нескольких потоков данных на одном носителе. Этот метод требует системного аппаратного обеспечения, называемого мультиплексором (MUX), для мультиплексирования потоков и отправки их на среду, и демультиплексора (DMUX), который берет информацию со среды и распределяет по разным адресатам.

коммутация

Коммутация - это механизм, с помощью которого данные / информация отправляются из источника в пункт назначения, которые не связаны напрямую. В сетях есть соединительные устройства, которые получают данные из напрямую подключенных источников, сохраняют данные, анализируют их и затем пересылают к следующему соединительному устройству, ближайшему к месту назначения.

Переключение может быть классифицировано как:

коммутация