Физический уровень состоит из электронных схем, сред передачи данных и разъемов, разрабатываемых инженерами.
Стандарты физического уровня регламентируют три функциональные области:
1. Физические компоненты;
2. Кодирование;
3. Способы передачи сигналов.
Физические компоненты – это электронные устройства, среды передачи данных, а также другие соединители и разъемы, обеспечивающие передачу сигналов, с помощью которых представлены биты информации. Все аппаратные компоненты, в том числе сетевые карты, интерфейсы и соединители, а также материалы и конструкция кабелей описаны в стандартах, относящихся к физическому уровню.
Кодирование – это способ преобразования потока битов в определенный «код». Коды – это группы битов, используемые для формирования предсказуемых комбинаций, которые могут распознаваться как отправителем, так и получателем. В сети под кодированием понимаются изменения напряжения или тока согласно заданным правилам с целью представления значений битов: нулей и единиц. Пример изображен на рисунке 14.
Рисунок 14 – Пример манчестерского кода, при котором происходит кодировка информации
Способы передачи сигналов. Для представления значений битов «1» и «0» в среде подключения физический уровень должен генерировать электрические, оптические или радиосигналы. Метод представления битов с помощью сигналов называется способом передачи сигналов. Стандарты физического уровня должны определять, какой тип сигнала соответствует единице («1»), а какой нулю («0»). Для передачи сигнала можно использовать простое изменение длительности электрического или оптического импульса. Например, длинный импульс может обозначать 1, а короткий – 0.
Основными характеристиками передачи данных являются пропускная способность и производительность.
Пропускная способность – объем данных, который можно передать из одной точки в другую за определенное время. Обычно пропускная способность измеряется в килобитах в секунду (Кбит/с), мегабитах в секунду (Мбит/с) или гигабитах в секунду (Гбит/с).
Производительность – это количество битов, передаваемых по средам передачи данных за определенный период времени.
2.1.2 Среды передачи данных
Типы физических сред передачи данных:
1. Медный кабель;
2. Оптоволоконный кабель;
3. Беспроводная связь.
Медные кабели используются в сетях из-за их невысокой стоимости, простоты монтажа и низкого электрического сопротивления. Однако при передаче сигналов по медным кабелям имеются ограничения по дальности передачи и помехоустойчивости. Данные по медным кабелям передаются в виде электрических импульсов.
Виды медных кабелей:
1. Неэкранированная витая пара (UTP);
2. Экранированная