Que é a capa física?

En redes informáticas, un modelo básico a comprender é o modelo OSI. O modelo conceptual OSI ou de interconexión de fontes abertas describe unha serie de sete capas de comunicación. Cada capa ten a súa funcionalidade e características. O modelo OSI non proscribe ningún protocolo específico. Pola contra, define un marco de comunicación estándar arredor do cal se poden deseñar protocolos.

O modelo OSI no mundo moderno é lixeiramente impreciso, con varios protocolos estándar a cabalo entre dúas capas e algunhas capas que se combinan ou se dividen máis. A pesar diso, segue sendo un bo punto de partida para comprender os conceptos de rede.

A capa máis baixa definida no modelo OSI, a capa 1, a capa física, é bastante diferente das outras capas. A capa física é a plataforma de comunicación fundamental. Isto significa que implica non só a codificación e decodificación de sinais, senón tamén a estandarización dos medios de transmisión e métodos de transmisión reais.

Que hai no núcleo da capa física?

No núcleo de calquera capa física, o estándar debe ser un medio de transmisión fiable. Dependendo do estándar, este pode ser un sistema eléctrico ou electromagnético. Teoricamente, son posibles outros medios de comunicación, como o audio. Non obstante, a gran maioría dos sistemas utilizan medios eléctricos ou electromagnéticos. Isto débese á velocidade de transmisión, o alcance e as altas frecuencias de sinalización que ofrecen.

Como exemplo, poderíase deseñar un sistema de comunicación para que os humanos axiten bandeiras para comunicarse. Aínda que isto é factible, a frecuencia coa que se poden mover ou cambiar as bandeiras é lenta, o que limita o ancho de banda. A funcionalidade está aínda máis limitada pola liña de visión, restrinxindo o alcance, especialmente en ambientes non abertos.

Unha vez que se decide o medio de comunicación real, hai que estandarizar as complexidades que hai que determinar e o número de fíos do cable para as conexións por cable. Tamén é necesario estandarizar como están dispostos ( É dicir, pares trenzados, blindaxe, etc. ). Hai que deseñarse os conectores físicos, tanto os conectores eléctricos femininos como os machos. Débense definir niveis de tensión estándar, así como os métodos de sinalización, os tempos e as relacións sinal-ruído aceptables. A maioría destes afectan ao ancho de banda final da conexión física.

Para os sistemas sen fíos, as opcións de deseño están relacionadas pero diferentes. A frecuencia ou frecuencias exactas da luz que se vai utilizar debe ser normalizada. O método preciso de codificación dos datos á luz debe ser estandarizado. Se se usa un cable de fibra óptica, tamén debe estar estandarizado. Hai moitas máis semellanzas coa estandarización das conexións por cable. Unha vez normalizadas a frecuencia ou as frecuencias, é importante deseñar sistemas capaces de crear e recibir eses sinais.

Como interactúa a capa física coas outras capas?

Unha vez deseñados os medios de comunicación e o sistema reais, tamén é necesario crear chips que poidan codificar e decodificar os sinais enviados polos medios físicos. Estes chips denomínanse xeralmente chips PHY. Estes chips son os responsables do procesamento dos sinais e entregar os datos ao nivel 2, capa de enlace de datos, hardware para o procesamento.

A capa de enlace de datos e a capa de rede situada enriba dela son responsables do enrutamento de datos entre as redes e entre elas. A capa física non ten que ser consciente diso. Só ten que poder comunicarse de forma fiable dun punto a outro, ou incluso dun punto a moitos.

Dependendo do uso de medios con cable ou sen fíos e se a conexión se comparte entre varios dispositivos, pode ser necesario implementar sistemas de prevención e detección de colisións para garantir comunicacións fiables.

Conclusión

A capa física é a capa un no modelo OSI. Abarca os estándares para transmitir datos dun lugar a outro. O modelo OSI só abarca as redes, pero o concepto da capa física é idéntico para as comunicacións internas dentro dunha computadora, como a través dunha conexión PCIe, USB ou SATA.

A capa física non só cobre o deseño de hardware, senón tamén os métodos de sinalización e decodificación de sinal para pasar datos significativos ao resto do ordenador. Ethernet e Wi-Fi son probablemente os estándares de capa física máis coñecidos, aínda que lonxe dos únicos. Non esquezas compartir os teus pensamentos nos comentarios a continuación.