3.3 Capa Física
3.3.1. INTRODUCCIÓN
La función de la capa física de OSI es la de codificar en señales los dígitos binarios que representan las tramas de la capa de Enlace de datos, además de transmitir y recibir estas señales a través de los medios físicos (alambres de cobre, fibra óptica o medio inalámbrico) que conectan los dispositivos de la red.
La capa física de OSI proporciona los medios de transporte para los bits que conforman la trama de la capa de Enlace de datos a través de los medios de red. Esta capa acepta una trama completa desde la capa de Enlace de datos y lo codifica como una secuencia de señales que se transmiten en los medios locales. Un dispositivo final o un dispositivo intermedio recibe los bits codificados que componen una trama.
El envío de tramas a través de medios de transmisión
requiere los siguientes elementos de la capa física:
Medios físicos y conectores asociados.
Una representación de los bits en los medios.
Codificación de los datos y de la información de control.
Sistema de circuitos del receptor y transmisor en los
dispositivos de red.
En este momento del proceso de comunicación, la capa de transporte ha segmentado los datos del usuario, la capa de red los ha colocado en paquetes y luego la capa de enlace de datos los ha encapsulado como tramas. El objetivo de la capa física es crear la señal óptica, eléctrica o de microondas que representa a los bits en cada trama. Luego, estas señales se envían por los medios una a la vez.
Existen tres tipos básicos de medios de red en los cuales se
representan los datos:
Cable de cobre
Fibra
Inalámbrico
La presentación de los bits -es decir, el tipo de señal-
depende del tipo de medio. Para los medios de cable de cobre, las señales son
patrones de pulsos eléctricos. Para los medios de fibra, las señales son
patrones de luz. Para los medios inalámbricos, las señales son patrones de
transmisiones de radio.
3.3.2.3. ESTÁNDARES
Por el contrario, las operaciones y los protocolos de las
capas superiores de OSI se llevan a cabo mediante un software y están diseñados
por especialistas informáticos e ingenieros de software. Como vimos en el
capítulo anterior, el grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) define
los servicios y protocolos del conjunto TCP/IP en las RFC.
Al igual que otras tecnologías asociadas con la capa de
Enlace de datos, las tecnologías de la capa física se definen por diferentes
organizaciones, tales como:
La Organización Internacional para la Estandarización (ISO)
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE)
El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI)
La Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU)
La Asociación de Industrias Electrónicas/Asociación de la
Industria de las Telecomunicaciones (EIA/TIA)
Autoridades de las telecomunicaciones nacionales, como la
Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) en EE.UU.
Hardware y tecnologías de la Capa física
Las tecnologías definidas por estas organizaciones incluyen
cuatro áreas de estándares de la capa física:
Propiedades físicas y eléctricas de los medios
Propiedades mecánicas (materiales, dimensiones, diagrama de
pines) de los conectores
Representación de los bits por medio de las señales
(codificación)
Definición de las señales de la información de control
Las tres funciones esenciales de la capa física son:
Los componentes físicos
Codificación de datos
Señalización
Los elementos físicos son los dispositivos electrónicos de
hardware, medios y conectores que transmiten y transportan las señales para
representar los bits.
Codificación
La codificación es un método utilizado para convertir un
stream de bits de datos en un código predefinido. Los códigos son grupos de
bits utilizados para ofrecer un patrón predecible que pueda reconocer tanto el
emisor como el receptor. La utilización de patrones predecibles permite
distinguir los bits de datos de los bits de control y ofrece una mejor
detección de errores en los medios.
Además de crear códigos para los datos, los métodos de
codificación en la capa física también pueden proporcionar códigos para
control, como la identificación del comienzo y el final de una trama. El host
que realiza la transmisión transmitirá el patrón específico de bits o un código
para identificar el comienzo y el final de la trama.
Señalización
La capa física debe generar las señales inalámbricas,
ópticas o eléctricas que representan el "1" y el "0" en los
medios. El método de representación de bits se denomina método de señalización.
Los estándares de capa física deben definir qué tipo de señal representa un
"1" y un "0". Esto puede ser tan sencillo como un cambio en
el nivel de una señal eléctrica, un impulso óptico o un método de señalización
más complejo.
3.3.2.5. REPRESENTACIÓN
3.3.3. MEDIOS DE TRANSMISIÓN
3.3.3.1. CONEXIÓN DE LA COMUNICACIÓN
Por ejemplo, los estándares para los medios de cobre se
definen según lo siguiente:
Tipo de cableado de cobre utilizado.
Ancho de banda de la comunicación.
Tipo de conectores utilizados.
Diagrama de pines y códigos de colores de las conexiones a
los medios.
Distancia máxima de los medios.
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