Физический уровень

На самом нижнем уровне модели OSI — физическом (physical) — оп­ределяются характеристики элементов оборудования сети — сетевая среда, способ установки, тип сигналов, используемых для передачи по сети двоичных данных. Кроме того, на физическом уровне опре­деляется, какой тип сетевого адаптера нужно установить на каждом компьютере и какой использовать концентратор (если это нужно). На физическом уровне мы имеем дело с медным или оптоволоконным

кабелем или с каким-либо беспроводным соединением. В ЛВС спе­цификации физического уровня напрямую связаны с используемым в сети протоколом канального уровня. Выбрав протокол канального уровня, Вы должны использовать одну из спецификаций физическо­го уровня, поддерживаемую этим протоколом.

Например, протокол канального уровня Ethernet поддерживает несколько различных вариантов физического уровня — один из двух типов коаксиального кабеля, любой кабель типа «витая пара» или оптоволоконный кабель. Параметры каждого из этих вариантов фор­мируются из многочисленных сведений о требованиях физического уровня, например, к типу кабеля и разъемов, допустимой длине кабе­лей, числу концентраторов и др. Соблюдение этих требований необ­ходимо для нормальной работы протоколов. Например, в чересчур длинном кабеле система Ethernet может не заметить коллизию паке­тов, а если система не в состоянии обнаружить ошибки, она не может и исправить их, результат — потеря данных.

Стандартом протокола канального уровня определяются не все аспекты физического уровня. Некоторые из них определяются от­дельно. Одна из наиболее часто используемых спецификаций физи­ческого уровня описана в документе «Commercial Building Telecom­munications Cabling Standard», известном как EIA/TIA 568A. Он опуб­ликован совместно Американским национальным институтом стан­дартов (American National Standards Institute, ANSI), Ассоциацией от­раслей электронной промышленности (Electronics Industry Association, EIA) и Ассоциацией промышленности средств связи (Telecommunica­tions Industry Association, TIA). В этот документ включено подробное описание кабелей для сетей передачи данных в промышленных усло­виях, в том числе минимальное расстояние от источников электро­магнитных помех и другие правила прокладки кабеля. Сегодня про­кладку кабеля в больших сетях чаще всего поручают специализиро­ванным фирмам. Нанятый подрядчик должен быть хорошо знаком с EIA/TIA 568A и другими подобными документами, а также с прави­лами эксплуатации зданий в городе.

Другой коммуникационный элемент, определяемый на физичес­ком уровне, — тип сигнала для передачи данных по сетевой среде. Для кабелей с медной основой таким сигналом является электричес­кий заряд, для оптоволоконного кабеля — световой импульс. В сете­вых средах других типов могут использоваться радиоволны, инфра­красные импульсы и другие сигналы. Помимо природы сигналов, на физическом уровне устанавливается схема их передачи, т. е. комби­нация электрических зарядов или световых импульсов, используемая

для кодирования двоичной информации, которая сгенерирована вы­шестоящими уровнями. В системах Ethernet применяется схема пе­редачи сигналов, известная как манчестерская кодировка (Manchester encoding), а в системах Token Ring используется дифференциальная манчестерская (Differential Manchester) схема.