Hvad er det fysiske lag?

I computernetværk er en kernemodel at forstå OSI-modellen. Den konceptuelle OSI- eller Open Sources Interconnection-model beskriver en række af syv kommunikationslag. Hvert lag har sin funktionalitet og egenskaber. OSI-modellen foreskriver ikke nogen specifik protokol. I stedet definerer den en standard kommunikationsramme, som protokoller kan designes omkring.

OSI-modellen i den moderne verden er lidt unøjagtig, med adskillige standardprotokoller, der spænder over to lag, og nogle lag kombineres eller opdeles yderligere. På trods af dette er det stadig et godt udgangspunkt for at forstå netværkskoncepter.

Det laveste lag defineret i OSI-modellen, lag 1, det fysiske lag, er ret forskelligt fra de andre lag. Det fysiske lag er den grundlæggende kommunikationsplatform. Det betyder, at det ikke kun involverer indkodning og afkodning af signaler, men også standardisering af de faktiske transmissionsmedier og transmissionsmetoder.

Hvad er kernen i det fysiske lag?

Kernen i ethvert fysisk lag skal standarden være et pålideligt transmissionsmedie. Afhængigt af standarden kan dette være et elektrisk eller elektromagnetisk system. Teoretisk set er andre kommunikationsmedier mulige, såsom lyd. Langt de fleste systemer bruger dog elektriske eller elektromagnetiske medier. Dette skyldes transmissionshastigheden, rækkevidden og høje signaleringsfrekvenser, de tilbyder.

Som et eksempel kan et kommunikationssystem være designet til at bruge mennesker, der vifter med flag til at kommunikere. Selvom dette er muligt, er frekvensen, hvormed flag kan flyttes eller skiftes, langsom, hvilket begrænser båndbredden. Funktionaliteten er yderligere begrænset af sigtelinje, hvilket begrænser rækkevidden, især i ikke-åbne miljøer.

Når først det egentlige kommunikationsmedie er besluttet, skal kompleksiteten, der skal bestemmes, og antallet af ledninger i kablet standardiseres for kablede forbindelser. Det er også nødvendigt at standardisere, hvordan de er arrangeret ( dvs. snoede par, afskærmning osv. ). De fysiske stik skal designes, både de elektriske hun- og hanstik. Standardspændingsniveauer skal defineres, ligesom signaleringsmetoder, timing og acceptable signal-til-støj-forhold. De fleste af disse påvirker den endelige båndbredde af den fysiske forbindelse.

For trådløse systemer er designvalg relaterede, men forskellige. Den nøjagtige frekvens eller frekvenser af lys, der skal bruges, skal standardiseres. Den præcise metode til indkodning af data i lyset skal standardiseres. Hvis et fiberoptisk kabel skal bruges, skal det også standardiseres. Der er mange flere ligheder med standardisering af kablede forbindelser. Når frekvensen eller frekvenserne er blevet normaliseret, er det vigtigt at designe systemer, der er i stand til at skabe og modtage disse signaler.

Hvordan interagerer det fysiske lag med de andre lag?

Når først selve kommunikationsmediet og systemet er designet, er det også nødvendigt at lave chips, der kan kode og afkode de signaler, der sendes over det fysiske medie. Disse chips omtales generelt som PHY-chips. Disse chips er ansvarlige for signalbehandlingen og videregivelse af disse data til niveau 2, Data Link-laget, hardware til behandling.

Data Link-laget og netværkslaget over det er ansvarlige for at dirigere data rundt om og mellem netværk. Det behøver det fysiske lag ikke at være opmærksom på. Det behøver kun at kunne kommunikere pålideligt fra et punkt til det næste, eller endda fra et punkt til mange punkter.

Afhængigt af brugen af ​​kablede eller trådløse medier, og hvis forbindelsen er delt mellem flere enheder, kan det være nødvendigt at implementere kollisionsundgåelse og kollisionsdetektionssystemer for at sikre pålidelig kommunikation.

Konklusion

Det fysiske lag er lag et i OSI-modellen. Den dækker standarderne for faktisk transmission af data fra et sted til et andet. OSI-modellen dækker kun netværk, men konceptet med det fysiske lag er identisk for intern kommunikation i en computer, såsom over en PCIe-, USB- eller SATA-forbindelse.

Det fysiske lag dækker ikke kun hardwaredesign, men også signalerings- og signalafkodningsmetoderne til at videregive meningsfulde data til resten af ​​computeren. Ethernet og Wi-Fi er sandsynligvis de mest kendte fysiske lagstandarder, dog langt fra de eneste. Glem ikke at dele dine tanker i kommentarerne nedenfor.