Скрытая сила физического уровня: почему он является краеугольным камнем работы сети?

<р> В семиуровневой модели OSI компьютерных сетей физический уровень является первым и самым низким уровнем. Наиболее тесно он связан с физическим соединением между устройствами. Физический уровень обеспечивает электрические, механические и программные интерфейсы для среды передачи. Этот уровень отвечает за определение низкоуровневых параметров, таких как форма и характеристики электрического разъема, частота передачи, используемое линейное кодирование и т. д. Сегодня физический уровень часто реализуется в виде специализированного чипа PHY или в виде конструкторского модуля в системе автоматизации проектирования электронных устройств (EDA).

Физический уровень определяет, как необработанный поток битов передается по физическим каналам передачи данных, соединяющим сетевые узлы.

<р> В области мобильных вычислений широко используется протокол взаимодействия семейства *-PHY альянса MIPI. Исторический контекст модели OSI тесно связан с набором протоколов Интернета и Ethernet. Эти технологии развивались в один и тот же период и изначально имели схожие идеи, хотя и различались в некоторых абстракциях. Абстракция OSI может применяться не только в интернет-приложениях, но и во всех формах взаимодействия устройств, будь то передача данных или вычислительная электроника.

Роль физического уровня

<р> Основная функция физического уровня — определить, как передавать необработанные потоки битов между подключенными сетевыми узлами. Эти потоки битов могут быть сгруппированы в кодовые слова или символы и преобразованы в сигналы, которые затем передаются по среде передачи. Физический уровень включает в себя технологию передачи данных по электронным цепям сети и является базовым уровнем, поддерживающим функции высокого уровня. Этот уровень может быть реализован с помощью различных аппаратных технологий с различными характеристиками для обеспечения поддержки функций более высокого уровня.

В контексте модели OSI физический уровень преобразует логические коммуникационные запросы канального уровня в аппаратно-специфические операции, что приводит к передаче или приему электронных сигналов.

Физический сигнальный подуровень

<р> В сетях, использующих архитектуру взаимодействия открытых систем (OSI), физический подуровень сигнализации является частью физического уровня и взаимодействует с подуровнем управления доступом к среде (MAC) канального уровня. Этот подуровень отвечает за кодирование, передачу, прием и декодирование символов, а также выполняет функции электрической изоляции.

Связь с набором протоколов Интернета

<р> Набор протоколов Интернета, определенный в RFC 1122 и RFC 1123, представляет собой высокоуровневое описание сети Интернет и аналогичных сетей. Напротив, модель не определяет слой, специально занимающийся спецификациями и интерфейсами на уровне оборудования, поскольку модель не имеет прямого отношения к физическим интерфейсам.

Услуги

<р> Основные функции и услуги, выполняемые физическим уровнем, включают побитовую или посимвольную доставку данных и предоставление стандартизированного интерфейса для среды передачи. Он включает в себя механические характеристики электрических соединителей и кабелей, электрические характеристики сигналов линий передачи и т. д. Физический уровень отвечает за электромагнитную совместимость, включая распределение электромагнитного спектра и определение мощности сигнала. Средой передачи данных может быть электрическое или оптоволокно, а также беспроводная линия связи.

Физический уровень поддерживает более высокие уровни и отвечает за генерацию логических пакетов.

<р> С точки зрения управления потоками данных физический уровень может реализовывать битовую синхронизацию и выполнять управление потоками как в синхронных, так и в асинхронных последовательных коммуникациях. Совместное использование среды передачи несколькими участниками сети может осуществляться посредством простой коммутации каналов или мультиплексирования, или более сложных протоколов управления доступом к среде, таких как множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD) Ethernet, которые позволяют более эффективно управлять каналом.

Определение PHY

<р> PHY — это аббревиатура от «физический уровень», который обычно представляет собой полупроводниковую схему, реализующую функцию физического уровня в модели OSI. PHY подключает устройство канального уровня (часто называемое MAC, что означает управление доступом к среде) к физической среде, например, оптоволоконному или медному кабелю. Устройство PHY обычно включает в себя функции физического подуровня кодирования (PCS) и уровня, зависящего от физической среды (PMD).

Физические трансиверы в Ethernet

<р> Ethernet PHY — это компонент, работающий на физическом уровне сетевой модели OSI. Он реализует часть физического уровня Ethernet и его цель — обеспечить физический доступ к аналоговым сигналам для канала связи. Обычно он взаимодействует с микроконтроллером или другим независимым от среды интерфейсом (MII) в системе для обработки функций более высокого уровня.

Другие приложения

<р> Для беспроводной локальной сети (LAN) или Wi-Fi раздел PHY включает в себя разделы RF, смешанного сигнала и аналоговый раздел, которые часто называют приемопередатчиком. Обычно эти части PHY интегрированы со слоем управления доступом к среде (MAC) в реализации системы на кристалле (SOC). Аналогичные беспроводные приложения включают 3G, 4G, LTE, 5G, WiMAX и UWB. Микросхема PHY в контроллере USB используется для обеспечения моста между цифровой частью и частью модуляции. <р> Эти технологии обеспечивают поддержку услуг физического уровня, от беспроводной связи до технологий хранения данных, и все они реализованы с использованием специальных спецификаций PHY. Физический уровень играет важнейшую роль во всей сети, но многие ли действительно понимают его внутреннюю работу?

Trending Knowledge

Знаете ли вы, как физический уровень влияет на нашу повседневную работу в Интернете?
В семиуровневой модели компьютерной сети OSI физический уровень (уровень 1) является первым и наиболее важным уровнем для физических соединений между устройствами. Физический уровень обеспечивает элек
Помимо данных: какую роль играет физический слой в беспроводной связи?
В семислойной модели компьютерных сетей OSI физический слой, то есть первый слой, наиболее тесно связан с фактической связью между устройствами.Физический слой обеспечивает электрический, механически
От потока битов к физическому сигналу: как на физическом уровне реализуется волшебная передача данных?
<р> В мире информационных технологий передача данных является незаменимой базовой функцией. Физический уровень, являющийся самым низким уровнем семиуровневой модели OSI, отвечает за физическую

Responses