DCN - Giới thiệu lớp vật lý

Lớp vật lý trong mô hình OSI đóng vai trò tương tác với phần cứng thực tế và cơ chế báo hiệu. Lớp vật lý là lớp duy nhất của mô hình mạng OSI thực sự xử lý kết nối vật lý của hai trạm khác nhau. Lớp này xác định thiết bị phần cứng, hệ thống cáp, hệ thống dây điện, tần số, xung được sử dụng để biểu diễn tín hiệu nhị phân, v.v.

Lớp vật lý cung cấp các dịch vụ của nó cho lớp liên kết dữ liệu. Lớp liên kết dữ liệu chuyển giao các khung cho lớp vật lý. Lớp vật lý chuyển đổi chúng thành các xung điện, biểu thị dữ liệu nhị phân. Dữ liệu nhị phân sau đó được gửi qua phương tiện có dây hoặc không dây.

Tín hiệu

Khi dữ liệu được gửi qua phương tiện vật lý, trước tiên nó cần được chuyển đổi thành tín hiệu điện từ. Dữ liệu tự nó có thể là tương tự như giọng nói của con người hoặc kỹ thuật số như tệp trên đĩa. Cả dữ liệu tương tự và kỹ thuật số đều có thể được biểu diễn dưới dạng tín hiệu kỹ thuật số hoặc tương tự.

• Digital Signals

  Tín hiệu số có bản chất là rời rạc và biểu diễn chuỗi các xung điện áp. Tín hiệu kỹ thuật số được sử dụng trong mạch của hệ thống máy tính.

• Analog Signals

  Tín hiệu tương tự có bản chất ở dạng sóng liên tục và được biểu diễn bằng sóng điện từ liên tục.

Suy giảm đường truyền

Khi tín hiệu truyền qua môi trường, chúng có xu hướng xấu đi. Điều này có thể có nhiều lý do như đã đưa ra:

• Attenuation

  Để máy thu có thể giải thích dữ liệu chính xác, tín hiệu phải đủ mạnh, khi tín hiệu đi qua môi trường, nó có xu hướng yếu hơn, vì nó bao phủ khoảng cách, nó sẽ mất cường độ.

• Dispersion

  Khi tín hiệu truyền qua các phương tiện truyền thông, nó có xu hướng lan truyền và chồng chéo lên nhau. Lượng phân tán phụ thuộc vào tần số sử dụng.

• Delay distortion

  Tín hiệu được gửi qua phương tiện với tốc độ và tần số được xác định trước. Nếu tốc độ và tần số tín hiệu không khớp, có khả năng tín hiệu đến đích theo kiểu tùy ý. Trong phương tiện kỹ thuật số, điều này rất quan trọng là một số bit đạt sớm hơn các bit đã gửi trước đó.

• Noise

  Nhiễu hoặc dao động ngẫu nhiên trong tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số được cho là nhiễu tín hiệu, có thể làm sai lệch thông tin thực tế đang được truyền tải. Tiếng ồn có thể được đặc trưng ở một trong các lớp sau:

  • Thermal Noise

    Nhiệt làm kích động các dây dẫn điện tử của môi trường có thể tạo ra tiếng ồn trong môi trường. Đến một mức nhất định, tiếng ồn nhiệt là khó tránh khỏi.

  • Intermodulation

    Khi nhiều tần số chia sẻ một phương tiện, sự giao thoa của chúng có thể gây ra tiếng ồn trong phương tiện đó. Nhiễu xuyên điều chế xảy ra nếu hai tần số khác nhau đang chia sẻ một phương tiện và một trong số chúng có cường độ quá mức hoặc bản thân thành phần không hoạt động đúng, thì tần số thu được có thể không được phân phối như mong đợi.

  • Crosstalk

    Loại nhiễu này xảy ra khi một tín hiệu ngoại lai xâm nhập vào phương tiện. Điều này là do tín hiệu trong một phương tiện ảnh hưởng đến tín hiệu của phương tiện thứ hai.

  • Impulse

    Tiếng ồn này được tạo ra do các nhiễu loạn bất thường như ánh sáng, điện, ngắn mạch hoặc các thành phần bị lỗi. Dữ liệu kỹ thuật số hầu hết bị ảnh hưởng bởi loại nhiễu này.

Phương tiện truyền dẫn

Phương tiện mà thông tin giữa hai hệ thống máy tính được gửi, được gọi là phương tiện truyền. Phương tiện truyền dẫn có hai dạng.

• Guided Media

  Tất cả các dây / cáp truyền thông đều là phương tiện truyền dẫn, chẳng hạn như UTP, cáp đồng trục và cáp quang. Trong phương tiện này, người gửi và người nhận được kết nối trực tiếp và thông tin được gửi (hướng dẫn) qua nó.

• Unguided Media

  Không gian không dây hoặc không gian mở được cho là phương tiện không có hướng dẫn, vì không có kết nối giữa người gửi và người nhận. Thông tin được lan truyền trong không khí và bất kỳ ai kể cả người nhận thực sự đều có thể thu thập thông tin.

Dung lượng kênh

Tốc độ truyền thông tin được cho là dung lượng của kênh. Chúng tôi tính đó là tốc độ dữ liệu trong thế giới kỹ thuật số. Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

• Bandwidth:  Giới hạn vật lý của phương tiện cơ bản.

• Error-rate:  Tiếp nhận thông tin không chính xác vì nhiễu.

• Encoding:  Số mức được sử dụng để báo hiệu.

Ghép kênh

Ghép kênh là một kỹ thuật trộn và gửi nhiều luồng dữ liệu trên một phương tiện duy nhất. Kỹ thuật này yêu cầu phần cứng hệ thống được gọi là bộ ghép kênh (MUX) để ghép kênh và gửi chúng trên một phương tiện, và bộ khử ghép kênh (DMUX) lấy thông tin từ phương tiện và phân phối đến các đích khác nhau.

Chuyển mạch

Chuyển mạch là một cơ chế mà dữ liệu / thông tin được gửi từ nguồn đến đích không được kết nối trực tiếp. Mạng có các thiết bị kết nối với nhau, nhận dữ liệu từ các nguồn được kết nối trực tiếp, lưu trữ dữ liệu, phân tích dữ liệu và sau đó chuyển tiếp đến thiết bị kết nối tiếp theo gần đích nhất.

Chuyển đổi có thể được phân loại là: