Учебное пособие "Протоколы и стандарты Физического уровня"

2/24     Протоколы и стандарты физического уровня. Способы подключения к сети

Физический уровень описывает то, как будут передаваться данные между устройствами в той или иной среде. Единицей измерения на физическом уровне является бит. Поэтому, можно сказать, что физический уровень описывает способы передачи битов между устройствами по различным линиям связи. Физический уровень описывает параметры сигналов, которые передаются в той или иной среде, например: частоту, уровень нуля и единицы, амплитуду сигнала, тип модуляции сигнала и другие параметры.

Физический уровень модели OSI – это фундамент, на котором держится передача данных, так как на этом уровне происходит манипуляция естественными характеристиками, такими как: напряжение, сила тока, время и прочее. Мы сейчас не будем вдаваться в детали передачи электросигналов, но стоит заметить, что данный процесс описывается в математике при помощи рядов Фурье.

Отметим, что в основе многих протоколов передачи данных лежит архитектура взаимодействия клиент-сервер. Так, например, протокол HTTP явно реализует данную модель. Мы можем утверждать, что на физическом уровне уже происходит разделение на клиент и сервер. Это видно из того, что передающее устройство и принимающее устройство ведут себя по-разному (происходит разделение задач), а в некоторых случаях используются разные коннекторы для оконечных устройств и устройств предоставляющих услугу.

Протоколы и стандарты физического уровня модели OSI

Стоит заметить, что на физическом уровне очень много стандартов и протоколов. Например, есть несколько стандартов, которые описывают способы «обжимки» витой пары. Мы рекомендуем вам искать необходимый стандарт в рамках ваших задач, так как даже их полное перечисление без описания займет очень много время и места. Перечислим лишь некоторые протоколы физического уровня модели OSI, которые сейчас на слуху:

·                      IEEE15. IEEE 802.15 или Bluetooth – это стандарт или стек протоколов, описывающих передачу данных, где в качестве среды распространения используются радиоволны. Протоколы Bluetooth описывают передачу данных, как на физическом уровне, так и на канальном, сетевом и транспортном уровнях модели OSI;

·                      IRDA. IRDA представляет собой группу стандартов и протоколов логического и физического уровня модели сетевого взаимодействия, описывающих передачу данных в инфракрасном диапазоне световых волн;

·                      RS-232 или последовательный порт персонального компьютера – это стандарт физического уровня модели OSI;

·                      11. 802.11, как и предыдущие, является набором протоколов и стандартов канального и физического уровней модели OSI, которые описывают передачу данных по радиоканалу. 802.11 знаком нам по термину Wi-Fi и зачастую Wi-Fi используется, как синоним 802.11, хотя по сути Wi-Fi является торговой маркой;

·                      GSM – это еще один стандарт, описывающий передачу данных на канальном и физическом уровнях по средствам радиоэфира;

·                      DSL – это целое семейство технологий, которые описывают передачу данных на физическом уровне, средой распространения сигнала в различных стандартах DSL является медная линия.

На самом деле протоколов и стандартов, которые можно было бы отнести к первому уровню модели OSI гораздо больше, поэтому рекомендуем вам для более детального изучения обращаться к специализированной литературе, описывающую ту или иную технологию передачи данных.

Оборудование физического уровня модели OSI

Помимо того, что на физическом уровне описываются естественные характеристики сигналов и среда, в которой эти сигналы распространяются, есть еще и оборудование, которое можно отнести к физическому уровню. Обычно оборудование физического уровня модели OSI используется для изменения основных характеристик сигнала:

1.                Медиаконвертер, который преобразует электрический сигнал в оптический и наоборот.

2.                SFP модуль выполняется те же самые функции, что и медиаконвертер.

3.                Концентратор. Концентратор – типичное устройство первого уровня модели OSI, которое на данный момент практически везде вытеснено коммутаторами. Принцип действия концентраторам очень прост: сигнал, приходящий на один из портов концентратора, ретранслируется на все порты, кроме того порта, откуда пришел сигнал.

4.                Повторитель (усилитель сигнала). Наш мир не идеален, не идеальна и среда передачи данных и ее окружения, в следствии чего могут возникать всевозможные помехи как внутренние, так и внешние, которые уменьшают дальность передачи сигналов. Повторители используется, чтобы увеличить дальность передачи физического сигнала.

5.                POE-инжектор. POE-инжектор не совсем правильно относить к физическому уровню модели OSI, но всё же мы его сюда отнесем, так как POE-инжектор используется для того, чтобы вместе с данными была возможность запитать устройство по одной физической линии.

6.                Всевозможные разъемы, коннекторы, розетки и делители сигнала.