Kas ir fiziskais slānis?

Datortīklos galvenais modelis, kas jāsaprot, ir OSI modelis. Konceptuālais OSI jeb Open Sources Interconnection modelis apraksta septiņu saziņas slāņu sēriju. Katram slānim ir sava funkcionalitāte un īpašības. OSI modelis neaizliedz nevienu konkrētu protokolu. Tā vietā tas nosaka standarta saziņas sistēmu, ap kuru var izstrādāt protokolus.

OSI modelis mūsdienu pasaulē ir nedaudz neprecīzs, jo vairāki standarta protokoli aptver divus slāņus un daži slāņi tiek apvienoti vai sadalīti tālāk. Neskatoties uz to, tā joprojām ir laba sākuma vieta, lai izprastu tīkla koncepcijas.

Zemākais slānis, kas definēts OSI modelī, slānis 1, fiziskais slānis, ir diezgan atšķirīgs no citiem slāņiem. Fiziskais slānis ir pamata saziņas platforma. Tas nozīmē, ka tas ietver ne tikai signālu kodēšanu un dekodēšanu, bet arī faktisko pārraides datu nesēju un pārraides metožu standartizāciju.

Kas ir fiziskā slāņa pamatā?

Jebkura fiziskā slāņa pamatā standartam ir jābūt uzticamam pārraides datu nesējam. Atkarībā no standarta tā var būt elektriskā vai elektromagnētiskā sistēma. Teorētiski ir iespējami citi saziņas līdzekļi, piemēram, audio. Tomēr lielākajā daļā sistēmu tiek izmantoti elektriskie vai elektromagnētiskie datu nesēji. Tas ir saistīts ar pārraides ātrumu, diapazonu un augstām signālu frekvencēm, ko tie piedāvā.

Piemēram, sakaru sistēmu varētu izveidot tā, lai saziņai izmantotu cilvēkus, kas vicina karogus. Lai gan tas ir iespējams, karogu pārvietošanas vai pārslēgšanas biežums ir lēns, ierobežojot joslas platumu. Funkcionalitāti vēl vairāk ierobežo redzamības līnija, ierobežojot darbības rādiusu, īpaši neatvērtās vidēs.

Kad faktiskais saziņas līdzeklis ir izlemts, sarežģītība, kas ir jānosaka, un vadu skaits kabelī ir jāstandartizē vadu savienojumiem. Ir arī nepieciešams standartizēt to izvietojumu ( ti, vīti pāri, vairogs utt. ). Jāprojektē fiziskie savienotāji — gan elektriskie, gan vīrišķie savienotāji. Jādefinē standarta sprieguma līmeņi, kā arī signalizācijas metodes, laiki un pieņemamas signāla un trokšņa attiecības. Lielākā daļa no tiem ietekmē fiziskā savienojuma galīgo joslas platumu.

Bezvadu sistēmām dizaina izvēle ir saistīta, bet atšķirīga. Precīzai izmantojamās gaismas frekvencei vai frekvencēm jābūt standartizētām. Precīzai datu kodēšanas metodei gaismā jābūt standartizētai. Ja ir jāizmanto optisko šķiedru kabelis, tam arī jābūt standartizētam. Vadu savienojumu standartizēšanai ir daudz vairāk līdzību. Kad frekvence vai frekvences ir normalizētas, ir svarīgi izstrādāt sistēmas, kas spēj radīt un saņemt šos signālus.

Kā fiziskais slānis mijiedarbojas ar citiem slāņiem?

Kad faktiskie saziņas līdzekļi un sistēma ir izstrādāti, ir arī jāizveido mikroshēmas, kas var kodēt un atšifrēt signālus, kas tiek nosūtīti pa fizisko datu nesēju. Šīs mikroshēmas parasti tiek sauktas par PHY mikroshēmām. Šīs mikroshēmas ir atbildīgas par signālu apstrādi un šo datu nodošanu 2. līmenim, datu saites slānim, aparatūrai apstrādei.

Datu saites slānis un virs tā esošais tīkla slānis ir atbildīgi par datu maršrutēšanu ap tīkliem un starp tiem. Fiziskajam slānim tas nav jāapzinās. Tam tikai jāspēj droši sazināties no viena punkta uz otru vai pat no viena punkta uz daudziem punktiem.

Atkarībā no vadu vai bezvadu datu nesēju izmantošanas un, ja savienojums tiek koplietots starp vairākām ierīcēm, var būt nepieciešams ieviest sadursmju novēršanas un sadursmju noteikšanas sistēmas, lai nodrošinātu uzticamus sakarus.

Secinājums

Fiziskais slānis ir pirmais slānis OSI modelī. Tas aptver standartus faktiskai datu pārsūtīšanai no vienas vietas uz citu. OSI modelis attiecas tikai uz tīklu, bet fiziskā slāņa jēdziens ir identisks iekšējai komunikācijai datorā, piemēram, izmantojot PCIe, USB vai SATA savienojumu.

Fiziskais slānis attiecas ne tikai uz aparatūras dizainu, bet arī uz signalizācijas un signālu dekodēšanas metodēm, lai nodotu nozīmīgus datus pārējam datoram. Ethernet un Wi-Fi, iespējams, ir vispazīstamākie fiziskā slāņa standarti, lai gan nebūt nav vienīgie. Neaizmirstiet dalīties savās domās zemāk esošajos komentāros.