Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В семислойном OSI модели в области компьютерных сетей , то физический уровень или слой 1 является первым и нижним слоем. Этот уровень может быть реализован посредством микросхемы PHY .

Физический уровень определяет средства передачи необработанных битов [1] по физическому каналу данных, соединяющему узлы сети . Битовый поток может быть сгруппирован в кодовые слова или символы , и преобразуется в физический сигнал , который передается через среду передачи . Физический уровень обеспечивает электрический, механический и процедурный интерфейс для среды передачи. Формы и свойства электрических разъемов , частоты для вещания, линейный код для использования и аналогичные параметры низкого уровня определяются физическим уровнем.

Роль [ править ]

Физический уровень состоит из технологий передачи электронных схем сети. [2] Это фундаментальный уровень, лежащий в основе функций более высокого уровня в сети, и может быть реализован с помощью большого количества различных аппаратных технологий с сильно различающимися характеристиками. [3]

В рамках семантики модели OSI физический уровень преобразует запросы логической связи с уровня канала данных в аппаратно-зависимые операции, чтобы вызвать передачу или прием электронных (или других) сигналов. [4] [5] Физический уровень поддерживает более высокие уровни, отвечающие за создание пакетов логических данных .

Подуровень физической сигнализации [ править ]

В сети, использующей архитектуру взаимодействия открытых систем (OSI), подуровень физической сигнализации является той частью физического уровня, которая [6] [7]

  • взаимодействует с подуровнем управления доступом к среде (MAC) уровня канала передачи данных ,
  • выполняет символ кодирования, передачи , приема и декодирования и,
  • выполняет гальваническую развязку .

Связь с набором Интернет-протоколов [ править ]

Набор Интернет-протоколов , как определено в RFC 1122 и RFC 1123, представляет собой сетевое описание высокого уровня, используемое для Интернета и подобных сетей. Он не определяет уровень, который имеет дело исключительно со спецификациями и интерфейсами аппаратного уровня, поскольку эта модель не имеет прямого отношения к физическим интерфейсам.

Услуги [ править ]

Основными функциями и услугами, выполняемыми на физическом уровне, являются: Физический уровень выполняет побитовую или посимвольную доставку данных по физической среде передачи . [8] Он обеспечивает стандартизованный интерфейс для среды передачи, включая [9] [10] механическую спецификацию электрических разъемов и кабелей , например максимальную длину кабеля, электрические характеристики уровня сигнала линии передачи и импеданса . Физический уровень отвечает за электромагнитную совместимость, включая распределение частот электромагнитного спектра. и спецификация мощности сигнала , аналоговой полосы пропускания и т. д. Среда передачи может быть электрической или оптической по оптическому волокну или по беспроводной ИК-линии связи.

Линейное кодирование используются для преобразования данных в схему электрических колебаний , которые могут быть модулированной на несущую волну или инфракрасный свет . Поток данных управляется битовой синхронизацией при синхронной последовательной связи или сигнализацией старт-стоп и управлением потоком при асинхронной последовательной связи . Совместное использование среды передачи между несколькими участниками сети может осуществляться путем простого переключения каналов или мультиплексирования . Более сложные протоколы управления доступом к среде для совместного использования среды передачи могут использоватьКонтроль несущей и обнаружение коллизий, например, в многостанционном доступе Ethernet с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA / CD).

Для оптимизации надежности и эффективности могут использоваться такие методы обработки сигналов, как выравнивание , обучающие последовательности и формирование импульсов . Коды и методы исправления ошибок , включая прямое исправление ошибок [11], могут применяться для дальнейшего повышения надежности.

Другие темы, связанные с физическим уровнем, включают: скорость передачи данных ; конфигурация линии точка-точка , многоточечная или многоточечная связь; топология физической сети , например шина , кольцо , ячеистая или звездообразная сеть ; последовательная или параллельная связь; симплексный , полудуплексный или полнодуплексный режим передачи; и автосогласование [12]

Технологии [ править ]

Следующие технологии предоставляют услуги физического уровня:

  • 1-проводной
  • Цифровая видеошина ARINC 818 Avionics
  • Физический уровень Bluetooth
  • CAN-шина (сеть контроллеров) физический уровень
  • DSL
  • EIA RS-232 , EIA-422 , EIA-423 , RS-449 , RS-485
  • Etherloop
  • Физический уровень Ethernet Включая 10BASE-T , 10BASE2 , 10BASE5 , 100BASE-TX , 100BASE-FX , 100BASE-T , 1000BASE-T , 1000BASE-SX и другие варианты
  • Физический уровень G.hn / G.9960
  • Физический уровень радиоинтерфейса GSM Um
  • Физические уровни IEEE 802.15.4
  • Интерфейс IEEE 1394
  • Физический уровень IRDA
  • ISDN
  • Рекомендации МСЭ : см. МСЭ-Т
  • I²C , I²S
  • LoRa
  • Низковольтная дифференциальная сигнализация
  • Физический уровень интерфейса процессора мобильной связи
  • Модулированный ультразвук
  • Оптическая транспортная сеть (OTN)
  • SMB
  • SONET / SDH
  • SPI
  • T1 и другие каналы связи T-carrier , а также каналы E1 и другие каналы связи E-carrier
  • Модемы телефонной сети  - V.92
  • Физический уровень TransferJet
  • Физический уровень USB
  • Физический уровень PCI Express
  • Физический уровень 802.11 Wi-Fi
  • Связь в видимом свете, согласованная в соответствии с IEEE 802.15.7
  • X10

См. Также [ править ]

  • Модель канала
  • Восстановление часов
  • Передача информации
  • Искробезопасность
  • СерДес

Ссылки [ править ]

  1. ^ Горри Фэрхерст (2001-01-01). «Физический уровень» . Архивировано из оригинала на 2009-06-18.
  2. ^ Айенгар, Шишарама (2010). Основы программирования сенсорных сетей . Вайли. п. 136. ISBN. 978-1423902454.
  3. ^ "Физический уровень | InterWorks" . InterWorks . 2011-07-30 . Проверено 14 августа 2018 .
  4. ^ Шоу, Кит (2018-10-22). «Объяснение модели OSI: как понять (и запомнить) 7-уровневую сетевую модель» . Сетевой мир . Проверено 15 февраля 2019 .
  5. ^ "ОБМЕН ДАННЫМИ И СЕТЬ" . ResearchGate . Проверено 15 февраля 2019 .
  6. ^  Эта статья включает  материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа Управления общих служб : «Федеральный стандарт 1037C» .
  7. ^ "физический подуровень сигнализации (PLS)" . Архивировано из оригинала на 2010-12-27 . Проверено 29 июля 2011 .
  8. Перейти ↑ Shekhar, Amar (2016-04-07). «Физический уровень модели OSI: рабочие функции и протоколы» . Fossbytes . Проверено 15 февраля 2019 .
  9. ^ Бейлисс, Колин Р .; Бейлисс, Колин; Харди, Брайан (14 февраля 2012 г.). Электротехника передачи и распределения . Эльзевир. ISBN 9780080969121.
  10. ^ «Сертификация CCNA / Физический уровень - Викиучебники, открытые книги для открытого мира» . en.wikibooks.org . Проверено 15 февраля 2019 .
  11. ^ Bertsekas Димитрий; Галлагер, Роберт (1992). Сети передачи данных . Прентис Холл. п. 61 . ISBN 0-13-200916-1.
  12. ^ Forouzan, Behrouz A .; Феган, София Чанг (2007). Передача данных и создание сетей . Huga Media. ISBN 9780072967753.

Внешние ссылки [ править ]

  • Физический уровень (уровень 1)
  • Пошаговое руководство уровня 1 10G