DCN - Introduzione al livello fisico

Il livello fisico nel modello OSI svolge il ruolo di interagire con l'hardware effettivo e il meccanismo di segnalazione. Il livello fisico è l'unico livello del modello di rete OSI che si occupa effettivamente della connettività fisica di due diverse stazioni. Questo livello definisce l'attrezzatura hardware, il cablaggio, il cablaggio, le frequenze, gli impulsi utilizzati per rappresentare i segnali binari ecc.

Il livello fisico fornisce i suoi servizi al livello di collegamento dati. Il livello di collegamento dati passa i frame al livello fisico. Il livello fisico li converte in impulsi elettrici, che rappresentano dati binari. I dati binari vengono quindi inviati tramite il supporto cablato o wireless.

Segnali

Quando i dati vengono inviati su un supporto fisico, devono essere prima convertiti in segnali elettromagnetici. I dati stessi possono essere analogici come la voce umana o digitali come i file sul disco. Sia i dati analogici che quelli digitali possono essere rappresentati in segnali digitali o analogici.

• Digital Signals

  I segnali digitali sono di natura discreta e rappresentano la sequenza di impulsi di tensione. I segnali digitali vengono utilizzati all'interno dei circuiti di un sistema informatico.

• Analog Signals

  I segnali analogici sono in forma d'onda continua in natura e rappresentati da onde elettromagnetiche continue.

Compromissione della trasmissione

Quando i segnali viaggiano attraverso il mezzo tendono a deteriorarsi. Ciò può avere molte ragioni come indicato:

• Attenuation

  Affinché il ricevitore possa interpretare i dati in modo accurato, il segnale deve essere sufficientemente forte. Quando il segnale passa attraverso il mezzo, tende a indebolirsi e poiché copre la distanza, perde forza.

• Dispersion

  Quando il segnale viaggia attraverso i media, tende a diffondersi e sovrapporsi. La quantità di dispersione dipende dalla frequenza utilizzata.

• Delay distortion

  I segnali vengono inviati sui media con velocità e frequenza predefinite. Se la velocità e la frequenza del segnale non corrispondono, è possibile che il segnale raggiunga la destinazione in modo arbitrario. Nei media digitali, è molto importante che alcuni bit arrivino prima di quelli inviati in precedenza.

• Noise

  Si dice che il disturbo casuale o la fluttuazione nel segnale analogico o digitale sia rumore nel segnale, che può distorcere le informazioni effettive trasportate. Il rumore può essere caratterizzato in una delle seguenti classi:

  • Thermal Noise

    Il calore agita i conduttori elettronici di un mezzo che può introdurre rumore nel mezzo. Fino a un certo livello il rumore termico è inevitabile.

  • Intermodulation

    Quando più frequenze condividono un mezzo, la loro interferenza può causare rumore nel mezzo. Il rumore di intermodulazione si verifica se due frequenze diverse condividono un mezzo e una di esse ha una forza eccessiva o il componente stesso non funziona correttamente, quindi la frequenza risultante potrebbe non essere fornita come previsto.

  • Crosstalk

    Questo tipo di rumore si verifica quando un segnale estraneo entra nei media. Questo perché il segnale in un mezzo influenza il segnale del secondo mezzo.

  • Impulse

    Questo rumore viene introdotto a causa di disturbi irregolari come fulmini, elettricità, cortocircuito o componenti difettosi. I dati digitali sono principalmente influenzati da questo tipo di rumore.

Mezzi di trasmissione

Il supporto su cui vengono inviate le informazioni tra due sistemi informatici, chiamato supporto di trasmissione. I supporti di trasmissione sono disponibili in due forme.

• Guided Media

  Tutti i fili / cavi di comunicazione sono supporti guidati, come UTP, cavi coassiali e fibre ottiche. In questo supporto, il mittente e il destinatario sono collegati direttamente e le informazioni vengono inviate (guidate) attraverso di esso.

• Unguided Media

  Si dice che lo spazio wireless o all'aperto sia un supporto non guidato, perché non c'è connettività tra il mittente e il destinatario. Le informazioni vengono diffuse via etere e chiunque, compreso il destinatario effettivo, può raccogliere le informazioni.

Capacità del canale

Si dice che la velocità di trasmissione delle informazioni sia la capacità del canale. Lo consideriamo come velocità dati nel mondo digitale. Dipende da numerosi fattori come:

• Bandwidth:  La limitazione fisica dei supporti sottostanti.

• Error-rate:  Ricezione delle informazioni errata a causa del rumore.

• Encoding:  Il numero di livelli utilizzati per la segnalazione.

Multiplexing

Il multiplexing è una tecnica per combinare e inviare più flussi di dati su un unico supporto. Questa tecnica richiede hardware di sistema chiamato multiplexer (MUX) per multiplexare i flussi e inviarli su un supporto, e de-multiplexer (DMUX) che prende le informazioni dal supporto e le distribuisce a diverse destinazioni.

Commutazione

La commutazione è un meccanismo mediante il quale dati / informazioni inviati dalla sorgente verso la destinazione che non sono direttamente collegati. Le reti hanno dispositivi di interconnessione, che riceve i dati da sorgenti connesse direttamente, memorizza i dati, li analizza e quindi li inoltra al dispositivo di interconnessione successivo più vicino alla destinazione.

La commutazione può essere classificata come: