Camada física - Physical layer

Para outros usos, consulte PHY (desambiguação) .
Modelo OSI
por camada
7.  Camada de aplicação
6.  Camada de apresentação
5.  Camada de sessão
4.  Camada de transporte
3.  Camada de rede
2.  Camada de enlace de dados
1.  Camada física

No modelo OSI de sete camadas de rede de computadores , a camada física ou camada 1 é a primeira e a mais baixa; A camada mais intimamente associada à conexão física entre os dispositivos. Esta camada pode ser implementada por um chip PHY .

A camada física define os meios de transmissão de um fluxo de bits brutos por meio de um link de dados físicos que conecta os nós da rede . O fluxo de bits pode ser agrupado em palavras de código ou símbolos e convertido em um sinal físico que é transmitido por meio de transmissão . A camada física fornece uma interface elétrica, mecânica e processual para o meio de transmissão. As formas e propriedades dos conectores elétricos , as frequências de transmissão, o código de linha a ser usado e parâmetros de baixo nível semelhantes são especificados pela camada física.

Função

A camada física consiste nas tecnologias de transmissão de circuitos eletrônicos de uma rede. É uma camada fundamental subjacente às funções de nível superior em uma rede e pode ser implementada por meio de um grande número de tecnologias de hardware diferentes com características amplamente variadas.

Dentro da semântica do modelo OSI, a camada física traduz as solicitações de comunicações lógicas da camada de enlace de dados em operações específicas de hardware para causar a transmissão ou recepção de sinais eletrônicos (ou outros). A camada física oferece suporte a camadas superiores responsáveis ​​pela geração de pacotes de dados lógicos .

Subcamada de sinalização física

Em uma rede que usa a arquitetura Open Systems Interconnection (OSI), a subcamada de sinalização física é a parte da camada física que

Relação com o pacote de protocolo da Internet

O conjunto de protocolos da Internet , conforme definido no RFC 1122 e no RFC 1123 , é uma descrição de rede de alto nível usada para a Internet e redes semelhantes. Ele não define uma camada que lida exclusivamente com especificações e interfaces de nível de hardware, pois este modelo não se preocupa diretamente com interfaces físicas.

Serviços

As principais funções e serviços executados pela camada física são: A camada física executa a entrega de dados bit a bit ou símbolo a símbolo em um meio de transmissão físico . Ele fornece uma interface padronizada para o meio de transmissão, incluindo uma especificação mecânica de conectores elétricos e cabos , por exemplo, comprimento máximo do cabo, uma especificação elétrica do nível de sinal da linha de transmissão e impedância . A camada física é responsável pela compatibilidade eletromagnética, incluindo alocação de frequência do espectro eletromagnético e especificação da intensidade do sinal , largura de banda analógica , etc. O meio de transmissão pode ser elétrico ou óptico sobre fibra óptica ou um link de comunicação sem fio, como comunicação óptica de espaço livre ou rádio .

A codificação de linha é usada para converter dados em um padrão de flutuações elétricas que podem ser moduladas em uma onda portadora ou luz infravermelha . O fluxo de dados é gerenciado com sincronização de bits em comunicação serial síncrona ou sinalização start-stop e controle de fluxo em comunicação serial assíncrona . O compartilhamento do meio de transmissão entre vários participantes da rede pode ser feito por simples comutação de circuito ou multiplexação . Protocolos de controle de acesso ao meio mais complexos para compartilhar o meio de transmissão podem usar detecção de portadora e detecção de colisão , como no acesso múltiplo com detecção de portadora da Ethernet com detecção de colisão (CSMA / CD).

Para otimizar a confiabilidade e eficiência, técnicas de processamento de sinal, como equalização , sequências de treinamento e modelagem de pulso podem ser usadas. Códigos e técnicas de correção de erros , incluindo correção de erros direta, podem ser aplicados para melhorar ainda mais a confiabilidade.

Outros tópicos associados à camada física incluem: taxa de bits ; configuração de linha ponto a ponto , multiponto ou ponto a multiponto ; topologia de rede física , por exemplo rede de barramento , anel , malha ou estrela ; comunicação serial ou paralela ; modo de transmissão simplex , half duplex ou full duplex ; e autonegociação

PHY

Chip RTL8201 Ethernet PHY
Texas Instruments DP83825 - Chip PHY de 3 mm x 3 mm 3,3 V

Um PHY , uma abreviatura de "camada física", é um circuito eletrônico , geralmente implementado como um circuito integrado , necessário para implementar funções de camada física do modelo OSI em um controlador de interface de rede .

Um PHY conecta um dispositivo de camada de link (geralmente chamado de MAC como um acrônimo para controle de acesso ao meio ) a um meio físico, como uma fibra óptica ou cabo de cobre . Um dispositivo PHY normalmente inclui a subcamada de codificação física (PCS) e a funcionalidade da camada dependente do meio físico (PMD).

-PHY também pode ser usado como um sufixo para formar um nome curto referenciando um protocolo de camada física específico, por exemplo M-PHY .

Transceptores modulares para comunicação de fibra óptica (como a família SFP ) complementam um chip PHY e formam a subcamada PMA .

Transceptor físico Ethernet

Micrel KS8721CL - Fonte de alimentação simples de 3,3 V 10 / 100BASE-TX / FX MII Transceptor de camada física

O Ethernet PHY é um componente que opera na camada física do modelo de rede OSI . Ele implementa a parte da camada física da Ethernet. Seu objetivo é fornecer acesso físico de sinal analógico ao link. Geralmente, faz interface com uma interface independente de mídia (MII) para um chip MAC em um microcontrolador ou outro sistema que cuida das funções da camada superior.

Mais especificamente, o Ethernet PHY é um chip que implementa a função de envio e recebimento de hardware de quadros Ethernet ; ele faz interface entre o domínio analógico da modulação de linha da Ethernet e o domínio digital da sinalização de pacotes da camada de enlace . O PHY geralmente não lida com o endereçamento MAC, pois esse é o trabalho da camada de link . Da mesma forma, a funcionalidade Wake-on-LAN e Boot ROM é implementada na placa de interface de rede (NIC), que pode ter PHY, MAC e outras funcionalidades integradas em um chip ou como chips separados.

As interfaces Ethernet comuns incluem fibra ou dois a quatro pares de cobre para comunicação de dados. No entanto, agora existe uma nova interface, chamada Single Pair Ethernet (SPE), que é capaz de utilizar um único par de fios de cobre enquanto se comunica nas velocidades pretendidas. Texas Instruments DP83TD510E é um exemplo de um PHY que usa SPE.

Os exemplos incluem a família Microsemi SimpliPHY e SynchroPHY VSC82xx / 84xx / 85xx / 86xx, Marvell Alaska 88E1310 / 88E1310S / 88E1318 / 88E1318S transceptores Gigabit Ethernet, família Texas Instruments DP838xx e ofertas da Intel e ICS.

Outras aplicações


Tecnologias

As seguintes tecnologias fornecem serviços de camada física:

Veja também

Referências

links externos