Standardele layer-ului fizic se referă la trei zone funcționale:
Componente fizice
Componentele fizice sunt echipamentele hardware electronice și alți conectori care transmit semnale pentru a reprezenta biții. Componentele hardware precum plăcile de rețea, interfețele și conectorii, materialele de cablu și design-ul cablului sunt toate specificate în standardele asociate cu layer-ul fizic. Diferitele porturi și interfețe de pe un router Cisco 1941 sunt exemple de componente fizice cu conectori specifici ce rezultă din standarde.
Codificarea
Codificarea este o metodă de convertire a streamului de biți de date într-un cod predefinit. Codurile sunt grupuri de biți folosiți pentru a furniza un model predictibil ce poate fi recunoscut atât de expeditor, cât și de destinatar. În cazul rețelisticii, codificarea este un model de voltaj folosit pentru a reprezenta biți; cifrele de 0 și 1.
În plus, pentru a crea coduri pentru date, metodele de codificare ale layer-ului fizic ar putea furniza și coduri în scopuri de control, precum identificarea începutului sau sfârșitului unui frame.
Metodele obișnuite de codificare de rețea includ:
- Codificarea ManchesterUn 0 este reprezentat de o tranziție de tensiune de la crescută la scăzută, iar 1 este reprezentat de o tranziție de tensiune de la crescută la scăzută. Acest tip de codificare este utilizat în versiunile mai vechi pentru Ethernet, RFID sau Comunicarea de tip Near Field (NFC).
- Non-Return to Zero (NRZ)Este o metodă obișnuită de codificare a datelor și are două stări “zero” și “unu” și nici o poziție neutră. Un 0 ar putea fi reprezentat în mediu ca un nivel de tensiune iar un 1 ca un nivel diferit de tensiune.
Notă:Ratele datelor mai rapide necesită codificare mai complexă, precum 4B/5B, în orice caz, explicarea acestor metode depășește scopul acestui curs.
Semnalizarea
Layer-ul fizic trebuie să genereze semnale electrice, optice sau wireless care reprezintă "1" și "0" în mediu. Metoda de reprezentare a biților este denumită metoda de semnalizare. Standardele layer-ului fizic definește ce tip de semnal reprezintă un 1 și ce tip de semnal reprezintă un 0. Acest lucru poate fi la fel de simplu ca modificarea nivelului pentru un semnal electric sau puls optic. De exemplu, un puls lung poate fi reprezentat ca un 1, în timp ce unul scurt ca un 0.
Acest lucru este similar cu modul în care codul Morse este utilizat pentru comunicație. Codul Morse este o altă metodă de semnalizare care folosește o serie de tonuri, lumini sau click-uri pentru a trimite texte prin firele de telefonie sau între navele de pe o mare.
Semnalele pot fi transmise prin una din cele două metode:
- AsincronSemnalele de date sunt transmise fără un semnal de ceas asociat. Intervalul de timp dintre caractere și blocuri de date pot avea durată arbitrară, ceea ce înseamnă că intervalul nu este standardizat. Așadar, frame-urile necesită flag-uri de start și stop.
- SincronSemnalele de date sunt trimise împreună cu un semnal de ceas care apare la durate de timp egale denumite ”bit time”.
Există mai multe modalități de a transmite semnale. O metodă obișnuită pentru a trimite datele sunt tehnicile de modulare. Modularea este procesul prin care caracteristica unui semnal modifică un alt semnal. Următoarele tehnici de modulare au fost utilizate în întreaga lume în transmiterea datelor în mediu:
- Modularea frecvenței (FM)O metodă de transmisie în care frecvența de transport variază în conformitate cu semnalul.
- Modularea Amplitudinii (AM)O tehnică de transmisie în care amplitudinea variază în conformitate cu semnalul.
- Modulare codificată pe bază de puls (PCM)O tehnică prin care un semnal analogic, precum vocea, este convertit într-un semnal digital prin compararea amplitudinii semnalului și exprimarea diferitelor amplitudini sub forma unui număr binar. Rata de eșantionare trebuie să fie de cel puțin două ori mai mare decât frecvența cea mai mare a semnalului.
Natura actualelor semnale care reprezintă biții din mediu vor depinde de metoda de semnalizare în utilizare. Unele metode pot folosi un atribut al semnalului pentru a reprezenta un singur 0 și pot folosi un aly atribut al semnalului pentru a reprezenta un singur 1.
Figura 2 ilustrează modul în care tehnicile AM și FM sunt utilizate pentru a trimite un semnal.