DCN - Introdução à Camada Física

A camada física no modelo OSI desempenha o papel de interagir com o hardware real e o mecanismo de sinalização. A camada física é a única camada do modelo de rede OSI que realmente lida com a conectividade física de duas estações diferentes. Esta camada define o equipamento de hardware, cabeamento, fiação, frequências, pulsos usados ​​para representar sinais binários etc.

A camada física fornece seus serviços para a camada de enlace de dados. A camada de enlace de dados entrega frames à camada física. A camada física os converte em pulsos elétricos, que representam dados binários. Os dados binários são então enviados pela mídia com ou sem fio.

Sinais

Quando os dados são enviados por meio físico, eles precisam ser primeiro convertidos em sinais eletromagnéticos. Os dados em si podem ser analógicos, como voz humana, ou digitais, como arquivo no disco. Ambos os dados analógicos e digitais podem ser representados em sinais digitais ou analógicos.

• Digital Signals

  Os sinais digitais são discretos por natureza e representam a sequência de pulsos de tensão. Os sinais digitais são usados ​​dentro do circuito de um sistema de computador.

• Analog Signals

  Os sinais analógicos estão em forma de onda contínua na natureza e são representados por ondas eletromagnéticas contínuas.

Deficiência de transmissão

Quando os sinais viajam pelo meio, eles tendem a se deteriorar. Isso pode ter vários motivos:

• Attenuation

  Para que o receptor interprete os dados com precisão, o sinal deve ser suficientemente forte. Quando o sinal passa pelo meio, ele tende a ficar mais fraco. À medida que cobre a distância, ele perde força.

• Dispersion

  Conforme o sinal viaja pela mídia, ele tende a se espalhar e se sobrepor. A quantidade de dispersão depende da frequência usada.

• Delay distortion

  Os sinais são enviados pela mídia com velocidade e frequência predefinidas. Se a velocidade e a frequência do sinal não corresponderem, há possibilidades de que o sinal alcance o destino de maneira arbitrária. Em mídia digital, é muito crítico que alguns bits cheguem antes dos enviados anteriormente.

• Noise

  Perturbação aleatória ou flutuação no sinal analógico ou digital é chamada de ruído no sinal, que pode distorcer a informação real que está sendo transportada. O ruído pode ser caracterizado em uma das seguintes classes:

  • Thermal Noise

    O calor agita os condutores eletrônicos de um meio que pode introduzir ruído no meio. Até certo nível, o ruído térmico é inevitável.

  • Intermodulation

    Quando várias frequências compartilham um meio, sua interferência pode causar ruído no meio. O ruído de intermodulação ocorre se duas frequências diferentes estão compartilhando um meio e uma delas tem força excessiva ou o próprio componente não está funcionando corretamente, então a frequência resultante pode não ser entregue conforme o esperado.

  • Crosstalk

    Esse tipo de ruído acontece quando um sinal estranho entra na mídia. Isso ocorre porque o sinal em um meio afeta o sinal do segundo meio.

  • Impulse

    Este ruído é introduzido devido a distúrbios irregulares, como raios, eletricidade, curto-circuito ou componentes com defeito. Os dados digitais são afetados principalmente por esse tipo de ruído.

Meios de transmissão

Meio pelo qual as informações entre dois sistemas de computador são enviadas, chamado meio de transmissão. A mídia de transmissão vem em duas formas.

• Guided Media

  Todos os fios / cabos de comunicação são meios guiados, como UTP, cabos coaxiais e fibra óptica. Nessa mídia, emissor e receptor estão diretamente conectados e as informações são enviadas (guiadas) por meio dela.

• Unguided Media

  O espaço sem fio ou ao ar livre é considerado uma mídia não guiada, porque não há conectividade entre o emissor e o receptor. As informações são espalhadas pelo ar e qualquer pessoa, incluindo o destinatário real, pode coletar as informações.

Capacidade do Canal

A velocidade de transmissão de informações é considerada a capacidade do canal. Contamos isso como taxa de dados no mundo digital. Depende de vários fatores, como:

• Bandwidth:  A limitação física da mídia subjacente.

• Error-rate:  Recepção incorreta de informações devido ao ruído.

• Encoding:  O número de níveis usados ​​para sinalização.

Multiplexing

Multiplexação é uma técnica para misturar e enviar vários fluxos de dados em um único meio. Essa técnica requer um hardware de sistema chamado multiplexador (MUX) para multiplexar os fluxos e enviá-los em um meio, e um desmultiplexador (DMUX) que pega informações do meio e distribui para diferentes destinos.

Troca

A comutação é um mecanismo pelo qual os dados / informações são enviados da origem para o destino que não estão diretamente conectados. As redes têm dispositivos de interconexão, que recebem dados de fontes diretamente conectadas, armazena dados, os analisa e depois os encaminha para o próximo dispositivo de interconexão mais próximo do destino.

A troca pode ser categorizada como: