DCN-物理層の紹介

OSIモデルの物理層は、実際のハードウェアおよびシグナリングメカニズムと相互作用する役割を果たします。物理層は、2つの異なるステーションの物理接続を実際に処理するOSIネットワークモデルの唯一の層です。この層は、ハードウェア機器、ケーブル、配線、周波数、バイナリ信号を表すために使用されるパルスなどを定義します。

物理層は、データリンク層にサービスを提供します。データリンク層は、フレームを物理層に渡します。物理層はそれらを電気パルスに変換し、バイナリデータを表します。バイナリデータは有線または無線メディアを介して送信されます。

シグナル

データが物理媒体を介して送信される場合、最初に電磁信号に変換する必要があります。データ自体は、人間の声などのアナログ、またはディスク上のファイルなどのデジタルにすることができます。アナログデータとデジタルデータはどちらも、デジタル信号またはアナログ信号で表すことができます。

Digital Signals

デジタル信号は本質的に離散的であり、電圧パルスのシーケンスを表します。デジタル信号は、コンピュータシステムの回路内で使用されます。
Analog Signals

アナログ信号は本質的に連続波形であり、連続電磁波で表されます。

伝送障害

信号が媒体を通過すると、劣化する傾向があります。これには、次のような多くの理由が考えられます。

Attenuation

受信機がデータを正確に解釈するためには、信号が十分に強い必要があります。信号が媒体を通過するとき、信号は弱くなる傾向があります。距離をカバーするため、強度が失われます。
Dispersion

信号がメディアを通過すると、拡散してオーバーラップする傾向があります。分散の量は、使用する周波数によって異なります。
Delay distortion

信号は、事前定義された速度と周波数でメディアを介して送信されます。信号の速度と周波数が一致しない場合、信号が任意の方法で宛先に到達する可能性があります。デジタルメディアでは、これは、以前に送信されたビットよりも早く到達するビットがあることが非常に重要です。
Noise

アナログまたはデジタル信号のランダムな乱れまたは変動は、信号のノイズと呼ばれ、実際に運ばれる情報を歪める可能性があります。ノイズは、次のクラスのいずれかで特徴付けることができます。
- Thermal Noise
  
  熱は媒体の電子導体を攪拌し、媒体にノイズを導入する可能性があります。ある程度までは、熱雑音は避けられません。
- Intermodulation
  
  複数の周波数が媒体を共有する場合、それらの干渉によって媒体にノイズが発生する可能性があります。相互変調ノイズは、2つの異なる周波数が媒体を共有していて、そのうちの1つに過度の強度がある場合、またはコンポーネント自体が適切に機能していない場合に発生し、結果の周波数が期待どおりに配信されない場合があります。
- Crosstalk
  
  この種のノイズは、外部信号がメディアに入るときに発生します。これは、1つの媒体の信号が2番目の媒体の信号に影響を与えるためです。
- Impulse
  
  このノイズは、落雷、電気、短絡、コンポーネントの故障などの不規則な障害が原因で発生します。デジタルデータは、主にこの種のノイズの影響を受けます。

伝送メディア

2つのコンピュータシステム間で情報が送信されるメディアは、伝送メディアと呼ばれます。伝送メディアには2つの形式があります。

Guided Media

すべての通信ワイヤ/ケーブルは、UTP、同軸ケーブル、光ファイバーなどのガイド付きメディアです。このメディアでは、送信者と受信者が直接接続され、情報がメディアを介して送信（ガイド）されます。
Unguided Media

送信者と受信者の間に接続がないため、ワイヤレスまたはオープンエアスペースはガイドなしメディアと呼ばれます。情報は無線で拡散され、実際の受信者を含む誰でも情報を収集できます。