Φυσικό επίπεδο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Το φυσικό επίπεδο ή επίπεδο 1 είναι το πρώτο (χαμηλότερο) επίπεδο του μοντέλο OSI επτά επιπέδων για την δικτύωση υπολογιστών.

Το φυσικό επίπεδο καθορίζει τα μέσα μετάδοσης ακατέργαστων (raw) bits πληροφορίας και όχι λογικών πακέτων πάνω στο φυσικό μέσο, που συνδέει κόμβους του δικτύου. Σαν μέσα μετάδοσης χρησιμοποιούνται χάλκινα καλώδια (ομοαξονικά, ή συνεστραμμένων ζευγών, οπτικές ίνες) ή ο αέρας.

Η ακολουθία των bit μπορεί να ομαδοποιηθεί σε λέξεις κώδικα ή σύμβολα και να μετατραπεί στο φυσικό σήμα (ηλεκτρικό, οπτικό, ραδιοκύμα), το οποίο διαδίδεται πάνω στο φυσικό μέσο μετάδοσης.

Οι κύριες λειτουργίες του φυσικού επιπέδου είναι:

  • Καθορισμός των χαρακτηριστικών του υλικού:
    • Το φυσικό επίπεδο καθορίζει τα μηχανικά και ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της διασύνδεσης του σταθμού εργασίας με το μέσο μετάδοσης. Έτσι καθορίζει των τύπο των συνδετήρων που χρησιμοποιούνται, το ρόλο του κάθε ακροδέκτη, τις διαστάσεις τους, τις χρησιμοποιούμενες τάσεις, τον τύπο και τα χαρακτηριστικά των καλωδίων (π.χ την χαρακτηριστική τους αντίσταση), τους συγκεντρωτές, επαναλήπτες, κάρτες δικτύου κ.λ.π.
  • Κωδικοποίηση και σηματοδότηση:
    • Διαμόρφωση και αποδιαμόρφωση των ψηφιακών δεδομένων κατά τη μετάδοση από συσκευή σε συσκευή. Για παράδειγμα, τα ψηφιακά ηλεκτρικά σήματα μπορεί να ταξιδέψουν ως αναλογικά σε χάλκινο καλώδιο, μετά σαν φως σε μία οπτική ίνα, μετά να μεταδοθούν από ραδιοζεύξη ή δορυφορικά, να μεταδοθούν πάλι αναλογικά σε χάλκινο καλώδιο και να γίνουν ψηφιακά στον παραλήπτη.
  • Εκπομπή και λήψη δεδομένων:
    • Ανίχνευση φορέα και εντοπισμός συγκρούσεων
    • Αντιστάθμιση του σήματος, έτσι ώστε να εξασφαλιστούν αξιόπιστες συνδέσεις και να διευκολυνθεί η πολυπλεξία
    • Συγχρονισμός των bit σε σύγχρονες σειριακές επικοινωνίες.
    • Έναρξη και τερματισμός της ηλεκτρικής σύνδεσης μιας μετάδοσης.
    • Συμμετοχή σε διαδικασίες, όπου οι επικοινωνιακές συσκευές εξυπηρετούν πολλούς χρήστες (πολυπλεξία). Επιλύονται προβλήματα προτεραιότητας πρόσβασης και ελέγχου ροής δεδομένων.
  • Τοπολογία και φυσικός σχεδιασμός του δικτύου


Ανακεφαλαιώνοντας: οι τεχνολογίες του φυσικού επιπέδου είναι αυτές που βρίσκονται στο χαμηλότερο επίπεδο και ασχολούνται με τα πραγματικά 0 και 1 που αποστέλλονται στο δίκτυο. Για παράδειγμα όταν εξετάζουμε συσκευές διασύνδεσης στα δίκτυα υπολογιστών, οι απλούστερες από αυτές εργάζονται στο φυσικό επίπεδο. Τέτοιες είναι οι επαναλήπτες, οι παραδοσιακοί συγκεντρωτές, οι πομποδέκτες. Αυτές οι συσκευές δεν έχουν καμία γνώση του περιεχομένου του μηνύματος. Απλώς παίρνουν τα bit στην είσοδό τους και τα εκπέμπουν στην έξοδό τους, μετατρέποντας τα στην κατάλληλη μορφή για το μέσο μετάδοσης και εκτελώντας την κατάλληλη κωδικοποίηση, όπου αυτό είναι απαραίτητο. Αντίθετα συσκευές που εργάζονται σε υψηλότερα επίπεδα του μοντέλου OSI, όπως π.χ οι δρομολογητές, οι μεταγωγείς κ.α. δεν αντιμετωπίζουν τα δεδομένα που λαμβάνουν σαν απλούς παλμούς φωτός ή τάσεις που αντιπροσωπεύουν 0 ή 1.


Παραδείγματα πρωτοκόλλων που χρησιμοποιούν φυσικά επίπεδα: