En el modelo OSI de siete capas de redes informáticas , la capa física o capa 1 es la primera y la más baja. Esta capa puede implementarse mediante un chip PHY .
La capa física define los medios para transmitir bits en bruto [1] a través de un enlace de datos físico que conecta los nodos de la red . El tren de bits puede agruparse en palabras de código o símbolos y convertirse en una señal física que se transmite a través de un medio de transmisión . La capa física proporciona una interfaz eléctrica, mecánica y de procedimiento al medio de transmisión. Las formas y propiedades de los conectores eléctricos , las frecuencias para transmitir, el código de línea a usar y parámetros similares de bajo nivel, son especificados por la capa física.
Papel
La capa física consiste en las tecnologías de transmisión de circuitos electrónicos de una red. [2] Es una capa fundamental que subyace a las funciones de nivel superior en una red, y se puede implementar a través de una gran cantidad de tecnologías de hardware diferentes con características muy diversas. [3]
Dentro de la semántica del modelo OSI, la capa física traduce las solicitudes de comunicaciones lógicas de la capa de enlace de datos en operaciones específicas del hardware para provocar la transmisión o recepción de señales electrónicas (u otras). [4] [5] La capa física admite capas superiores responsables de la generación de paquetes de datos lógicos .
Subcapa de señalización física
En una red que utiliza la arquitectura de interconexión de sistemas abiertos (OSI), la subcapa de señalización física es la parte de la capa física que [6] [7]
- interfaces con la subcapa de control de acceso al medio (MAC) de la capa de enlace de datos ,
- realiza la codificación, transmisión , recepción y decodificación de símbolos y,
- realiza aislamiento galvánico .
Relación con el conjunto de protocolos de Internet
El conjunto de protocolos de Internet , como se define en RFC 1122 y RFC 1123, es una descripción de red de alto nivel utilizada para Internet y redes similares. No define una capa que se ocupe exclusivamente de las especificaciones y las interfaces a nivel de hardware, ya que este modelo no se ocupa directamente de las interfaces físicas.
Servicios
Las principales funciones y servicios que realiza la capa física son: La capa física realiza la entrega de datos bit a bit o símbolo por símbolo a través de un medio de transmisión físico . [8] Proporciona una interfaz estandarizada para el medio de transmisión, que incluye [9] [10] una especificación mecánica de conectores y cables eléctricos , por ejemplo, la longitud máxima del cable, una especificación eléctrica del nivel e impedancia de la señal de la línea de transmisión . La capa física es responsable de la compatibilidad electromagnética, incluida la asignación de frecuencia del espectro electromagnético y la especificación de la intensidad de la señal , el ancho de banda analógico , etc. El medio de transmisión puede ser eléctrico u óptico sobre fibra óptica o un enlace de comunicación IR inalámbrico.
La codificación de línea se utiliza para convertir datos en un patrón de fluctuaciones eléctricas que se pueden modular en una onda portadora o luz infrarroja . El flujo de datos se gestiona con sincronización de bits en comunicación serial síncrona o señalización start-stop y control de flujo en comunicación serial asíncrona . La compartición del medio de transmisión entre múltiples participantes de la red puede manejarse mediante una simple conmutación o multiplexación de circuitos . Los protocolos de control de acceso al medio más complejos para compartir el medio de transmisión pueden utilizar la detección de portadora y la detección de colisiones , como en el acceso múltiple con detección de portadora de Ethernet con detección de colisiones (CSMA / CD).
Para optimizar la confiabilidad y la eficiencia, se pueden utilizar técnicas de procesamiento de señales tales como ecualización , secuencias de entrenamiento y modelado de pulsos . Pueden aplicarse códigos y técnicas de corrección de errores , incluida la corrección de errores hacia adelante [11] , para mejorar aún más la fiabilidad.
Otros temas asociados con la capa física incluyen: tasa de bits ; configuración de línea punto a punto , multipunto o punto a multipunto ; topología de red física , por ejemplo , bus , anillo , malla o red en estrella ; comunicación en serie o en paralelo ; modo de transmisión simplex , semidúplex o dúplex completo ; y negociación automática [12]
Tecnologias
Las siguientes tecnologías proporcionan servicios de capa física:
- 1 hilo
- Bus de video digital de aviónica ARINC 818
- Capa física de Bluetooth
- Capa física del bus CAN (red de área del controlador)
- DSL
- EIA RS-232 , EIA-422 , EIA-423 , RS-449 , RS-485
- Etherloop
- Capa física de Ethernet Incluye 10BASE-T , 10BASE2 , 10BASE5 , 100BASE-TX , 100BASE-FX , 100BASE-T , 1000BASE-T , 1000BASE-SX y otras variedades
- Capa física G.hn / G.9960
- Capa física de interfaz aérea GSM Um
- Capas físicas IEEE 802.15.4
- Interfaz IEEE 1394
- Capa física de IRDA
- RDSI
- Recomendaciones de la UIT : ver UIT-T
- I²C , I²S
- LoRa
- Señalización diferencial de baja tensión
- Capa física de la interfaz de procesador de la industria móvil
- Ultrasonido modulado
- Red de transporte óptico (OTN)
- SMB
- SONET / SDH
- SPI
- T1 y otros enlaces T-carrier , y E1 y otros enlaces E-carrier
- Módems de la red telefónica - V.92
- TransferJet capa física
- Capa física USB
- Capa física PCI Express
- Capa física de Wi-Fi 802.11
- Comunicación de luz visible coordinada según IEEE 802.15.7
- X10
Ver también
- Modelo de canal
- Recuperación del reloj
- Transmisión de datos
- Seguridad intrínseca
- SerDes
Referencias
- ↑ Gorry Fairhurst (1 de enero de 2001). "Capa física" . Archivado desde el original el 18 de junio de 2009.
- ^ Iyengar, Shisharama (2010). Fundamentos de la programación de redes de sensores . Wiley. pag. 136. ISBN 978-1423902454.
- ^ "La capa física | InterWorks" . InterWorks . 2011-07-30 . Consultado el 14 de agosto de 2018 .
- ^ Shaw, Keith (22 de octubre de 2018). "Explicación del modelo OSI: Cómo entender (y recordar) el modelo de red de 7 capas" . Mundo de la red . Consultado el 15 de febrero de 2019 .
- ^ "COMUNICACIÓN DE DATOS Y REDES" . ResearchGate . Consultado el 15 de febrero de 2019 .
- ^ Este artículo incorpora material de dominio público del documento de la Administración de Servicios Generales : "Norma Federal 1037C" .
- ^ "subcapa de señalización física (PLS)" . Archivado desde el original el 27 de diciembre de 2010 . Consultado el 29 de julio de 2011 .
- ^ Shekhar, Amar (7 de abril de 2016). "Capa física del modelo OSI: funcionalidades y protocolos de trabajo" . Fossbytes . Consultado el 15 de febrero de 2019 .
- ^ Bayliss, Colin R .; Bayliss, Colin; Hardy, Brian (14 de febrero de 2012). Ingeniería Eléctrica de Transmisión y Distribución . Elsevier. ISBN 9780080969121.
- ^ "Certificación CCNA / Capa física - Wikilibros, libros abiertos para un mundo abierto" . en.wikibooks.org . Consultado el 15 de febrero de 2019 .
- ^ Bertsekas, Dimitri; Gallager, Robert (1992). Redes de datos . Prentice Hall. pag. 61 . ISBN 0-13-200916-1.
- ^ Forouzan, Behrouz A .; Fegan, Sophia Chung (2007). Comunicaciones de datos y redes . Huga Media. ISBN 9780072967753.
enlaces externos
- Capa física (Capa 1)
- Tutorial de la capa 1 de 10G