Учебники

DCN – Введение в физический уровень

Физический уровень в модели OSI играет роль взаимодействия с фактическим оборудованием и механизмом сигнализации. Физический уровень является единственным уровнем сетевой модели OSI, который фактически имеет дело с физическим соединением двух разных станций. Этот уровень определяет аппаратное оборудование, кабели, проводку, частоты, импульсы, используемые для представления двоичных сигналов и т. Д.

Физический уровень предоставляет свои услуги уровню передачи данных. Уровень передачи данных передает кадры на физический уровень. Физический уровень преобразует их в электрические импульсы, которые представляют двоичные данные. Затем двоичные данные передаются по проводной или беспроводной среде.

сигналы

Когда данные отправляются через физический носитель, они должны быть сначала преобразованы в электромагнитные сигналы. Сами данные могут быть аналоговыми, такими как человеческий голос, или цифровыми, такими как файл на диске. Аналоговые и цифровые данные могут быть представлены в виде цифровых или аналоговых сигналов.

  • Цифровые сигналы

    Цифровые сигналы имеют дискретный характер и представляют собой последовательность импульсов напряжения. Цифровые сигналы используются в схемах компьютерной системы.

  • Аналоговые сигналы

    Аналоговые сигналы имеют непрерывную волновую форму и представлены непрерывными электромагнитными волнами.

Цифровые сигналы

Цифровые сигналы имеют дискретный характер и представляют собой последовательность импульсов напряжения. Цифровые сигналы используются в схемах компьютерной системы.

Аналоговые сигналы

Аналоговые сигналы имеют непрерывную волновую форму и представлены непрерывными электромагнитными волнами.

Ухудшение передачи

Когда сигналы проходят через среду, они имеют тенденцию ухудшаться. Это может иметь много причин, как указано:

  • ослабление

    Чтобы получатель мог правильно интерпретировать данные, сигнал должен быть достаточно сильным. Когда сигнал проходит через среду, он имеет тенденцию становиться слабее. Когда он преодолевает расстояние, он теряет силу.

  • рассеивание

    Когда сигнал проходит через средства массовой информации, он имеет тенденцию распространяться и перекрываться. Количество дисперсии зависит от используемой частоты.

  • Задержка искажения

    Сигналы передаются через носитель с заранее заданной скоростью и частотой. Если скорость и частота сигнала не совпадают, есть вероятность, что сигнал достигает пункта назначения произвольным образом. На цифровых носителях очень важно, чтобы некоторые биты достигли ранее отправленных.

  • Шум

    Говорят, что случайное возмущение или колебание в аналоговом или цифровом сигнале является шумом в сигнале, который может искажать фактическую передаваемую информацию. Шум можно охарактеризовать в одном из следующих классов:

    • Тепловой шум

      Тепло возбуждает электронные проводники среды, что может создавать шум в среде. До определенного уровня тепловой шум неизбежен.

    • интермодуляция

      Когда несколько частот совместно используют среду, их помехи могут вызвать шум в среде. Интермодуляционный шум возникает, если две разные частоты совместно используют среду, и одна из них имеет чрезмерную силу, или сам компонент не функционирует должным образом, тогда результирующая частота может быть доставлена ​​не так, как ожидалось.

    • Перекрестная

      Этот вид шума возникает, когда в носитель поступает посторонний сигнал. Это связано с тем, что сигнал в одной среде влияет на сигнал второй среды.

    • Импульс

      Этот шум возникает из-за нерегулярных помех, таких как освещение, электричество, короткое замыкание или неисправные компоненты. Цифровые данные в основном подвержены шуму такого рода.

ослабление

Чтобы получатель мог правильно интерпретировать данные, сигнал должен быть достаточно сильным. Когда сигнал проходит через среду, он имеет тенденцию становиться слабее. Когда он преодолевает расстояние, он теряет силу.

рассеивание

Когда сигнал проходит через средства массовой информации, он имеет тенденцию распространяться и перекрываться. Количество дисперсии зависит от используемой частоты.

Задержка искажения

Сигналы передаются через носитель с заранее заданной скоростью и частотой. Если скорость и частота сигнала не совпадают, есть вероятность, что сигнал достигает пункта назначения произвольным образом. На цифровых носителях очень важно, чтобы некоторые биты достигли ранее отправленных.

Шум

Говорят, что случайное возмущение или колебание в аналоговом или цифровом сигнале является шумом в сигнале, который может искажать фактическую передаваемую информацию. Шум можно охарактеризовать в одном из следующих классов:

Тепловой шум

Тепло возбуждает электронные проводники среды, что может создавать шум в среде. До определенного уровня тепловой шум неизбежен.

интермодуляция

Когда несколько частот совместно используют среду, их помехи могут вызвать шум в среде. Интермодуляционный шум возникает, если две разные частоты совместно используют среду, и одна из них имеет чрезмерную силу, или сам компонент не функционирует должным образом, тогда результирующая частота может быть доставлена ​​не так, как ожидалось.

Перекрестная

Этот вид шума возникает, когда в носитель поступает посторонний сигнал. Это связано с тем, что сигнал в одной среде влияет на сигнал второй среды.

Импульс

Этот шум возникает из-за нерегулярных помех, таких как освещение, электричество, короткое замыкание или неисправные компоненты. Цифровые данные в основном подвержены шуму такого рода.

Средства передачи

Носитель, по которому передается информация между двумя компьютерными системами, называется носителем передачи. Передача СМИ происходит в двух формах.

  • Управляемые СМИ

    Все коммуникационные провода / кабели являются управляемыми средами, такими как UTP, коаксиальные кабели и оптоволокно. На этом носителе отправитель и получатель напрямую связаны, и информация передается (направляется) через него.

  • Неуправляемые СМИ

    Говорят, что беспроводное или открытое пространство является неуправляемой средой, поскольку между отправителем и получателем отсутствует связь. Информация распространяется по воздуху, и любой, включая фактического получателя, может собирать информацию.

Управляемые СМИ

Все коммуникационные провода / кабели являются управляемыми средами, такими как UTP, коаксиальные кабели и оптоволокно. На этом носителе отправитель и получатель напрямую связаны, и информация передается (направляется) через него.

Неуправляемые СМИ

Говорят, что беспроводное или открытое пространство является неуправляемой средой, поскольку между отправителем и получателем отсутствует связь. Информация распространяется по воздуху, и любой, включая фактического получателя, может собирать информацию.

Емкость канала

Скорость передачи информации называется пропускной способностью канала. Мы считаем это скоростью передачи данных в цифровом мире. Это зависит от множества факторов, таких как:

  • Пропускная способность: физическое ограничение базовых носителей.

  • Частота ошибок: неправильный прием информации из-за шума.

  • Кодировка: количество уровней, используемых для сигнализации.

Пропускная способность: физическое ограничение базовых носителей.

Частота ошибок: неправильный прием информации из-за шума.

Кодировка: количество уровней, используемых для сигнализации.

мультиплексирование

Мультиплексирование – это метод смешивания и отправки нескольких потоков данных на одном носителе. Этот метод требует системного аппаратного обеспечения, называемого мультиплексором (MUX) для мультиплексирования потоков и отправки их на среду, и демультиплексора (DMUX), который берет информацию со среды и распределяет по разным адресатам.

Переключение

Коммутация – это механизм, посредством которого данные / информация отправляются из источника в пункт назначения, которые не связаны напрямую. Сети имеют соединительные устройства, которые получают данные из напрямую подключенных источников, сохраняют данные, анализируют их и затем пересылают к следующему соединяющему устройству, ближайшему к месту назначения.

Переключение может быть классифицировано как: