Introducción a la capa física en redes informaticas

La capa física en el modelo OSI juega el papel de interactuar con el hardware real y el mecanismo de señalización.

La capa física es la única capa del modelo de red OSI que en realidad se ocupa de la conectividad física de dos estaciones diferentes. Esta capa define el equipo de hardware, cableado, cableado, frecuencias, pulsos utilizados para representar señales binarias, etc.

La capa física proporciona sus servicios a la capa de enlace de datos. La capa de enlace de datos entrega los marcos a la capa física. La capa física los convierte en pulsos eléctricos, que representan datos binarios. Luego, los datos binarios se envían a través de medios cableados o inalámbricos.

Señales

Cuando los datos se envían a través de un medio físico, primero deben convertirse en señales electromagnéticas. Los datos en sí pueden ser analógicos, como la voz humana, o digitales, como un archivo en el disco. Tanto los datos analógicos como los digitales se pueden representar en señales digitales o analógicas.

Señales digitales Las señales digitales son de naturaleza discreta y representan una secuencia de pulsos de voltaje. Las señales digitales se utilizan dentro de los circuitos de un sistema informático.
Señales análogas Las señales analógicas están en forma de onda continua por naturaleza y están representadas por ondas electromagnéticas continuas.

Deterioro de la transmisión

Cuando las señales viajan a través del medio, tienden a deteriorarse. Esto puede tener muchas razones como se indica:

Atenuación Para que el receptor interprete los datos con precisión, la señal debe ser lo suficientemente fuerte. Cuando la señal atraviesa el medio, tiende a debilitarse. A medida que cubre la distancia, pierde fuerza.
Dispersión A medida que la señal viaja a través de los medios, tiende a propagarse y superponerse. La cantidad de dispersión depende de la frecuencia utilizada.
Distorsión de retardo Las señales se envían a través de medios con velocidad y frecuencia predefinidas. Si la velocidad y la frecuencia de la señal no coinciden, existen posibilidades de que la señal llegue a su destino de manera arbitraria. En medios digitales es muy crítico que algunos bits lleguen antes que los enviados anteriormente.

Ruido Se dice que la perturbación aleatoria o la fluctuación en la señal analógica o digital es ruido en la señal, lo que puede distorsionar la información real que se transmite. El ruido se puede caracterizar en una de las siguientes clases:

Ruido térmico El calor agita los conductores electrónicos de un medio que puede introducir ruido en el medio. Hasta cierto nivel, el ruido térmico es inevitable.
Intermodulación Cuando múltiples frecuencias comparten un medio, su interferencia puede causar ruido en el medio. El ruido de intermodulación ocurre si dos frecuencias diferentes comparten un medio y una de ellas tiene una fuerza excesiva o el componente en sí no funciona correctamente, es posible que la frecuencia resultante no se entregue como se esperaba.
Diafonía Este tipo de ruido ocurre cuando una señal extraña ingresa a los medios. Esto se debe a que la señal en un medio afecta la señal del segundo medio.
Impulso Este ruido se produce debido a perturbaciones irregulares, como rayos, electricidad, cortocircuitos o componentes defectuosos. Los datos digitales son los más afectados por este tipo de ruido.

Medios de transmisión

Los medios a través de los cuales se envía la información entre dos sistemas informáticos, denominados medios de transmisión. Los medios de transmisión vienen en dos formas.

Medios guiados

Todos los hilos/cables de comunicación son medios guiados, como UTP, cables coaxiales y fibra óptica. En este medio, el emisor y el receptor están directamente conectados y la información es enviada (guiada) a través de él.

Medios no guiados

Se dice que el espacio al aire libre o inalámbrico es un medio no guiado, porque no hay conectividad entre el emisor y el receptor. La información se transmite por el aire y cualquier persona, incluido el destinatario real, puede recopilar la información

Capacidad del canal

Se dice que la velocidad de transmisión de información es la capacidad del canal. Lo contamos como tasa de datos en el mundo digital. Depende de numerosos factores como:

Ancho de banda: la limitación física de los medios subyacentes.
Tasa de error: Recepción incorrecta de la información debido al ruido.
Codificación: El número de niveles utilizados para la señalización.

multiplexación

La multiplexación es una técnica para mezclar y enviar múltiples flujos de datos a través de un solo medio. Esta técnica requiere un hardware de sistema denominado multiplexor (MUX) para multiplexar los flujos y enviarlos por un medio, y un demultiplexor (DMUX) que toma la información del medio y la distribuye a diferentes destinos.

Traspuesta

La conmutación es un mecanismo mediante el cual se envían datos/información desde el origen hacia el destino que no están conectados directamente. Las redes tienen dispositivos de interconexión, que reciben datos de fuentes directamente conectadas, almacenan datos, los analizan y luego los reenvían al siguiente dispositivo de interconexión más cercano al destino.

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