Quest-ce que la couche physique ?

Dans les réseaux informatiques, un modèle de base à comprendre est le modèle OSI. Le modèle conceptuel OSI ou Open Sources Interconnection décrit une série de sept couches de communication. Chaque couche a ses fonctionnalités et ses caractéristiques. Le modèle OSI ne proscrit aucun protocole spécifique. Au lieu de cela, il définit un cadre de communication standard autour duquel les protocoles peuvent être conçus.

Le modèle OSI dans le monde moderne est légèrement imprécis, avec plusieurs protocoles standard chevauchant deux couches et certaines couches étant combinées ou divisées davantage. Malgré cela, cela reste un bon point de départ pour comprendre les concepts de réseautage.

La couche la plus basse définie dans le modèle OSI, la couche 1, la couche physique, est assez différente des autres couches. La couche physique est la plate-forme de communication fondamentale. Cela signifie qu'il implique non seulement le codage et le décodage des signaux, mais également la normalisation des supports de transmission et des méthodes de transmission proprement dits.

Qu'y a-t-il au cœur de la couche physique ?

Au cœur de toute couche physique, la norme doit être un support de transmission fiable. Selon la norme, il peut s'agir d'un système électrique ou électromagnétique. Théoriquement, d'autres supports de communication sont possibles, comme l'audio. Cependant, la grande majorité des systèmes utilisent des supports électriques ou électromagnétiques. Cela est dû à la vitesse de transmission, à la portée et aux fréquences de signalisation élevées qu'ils offrent.

Par exemple, un système de communication pourrait être conçu pour utiliser des humains agitant des drapeaux pour communiquer. Bien que cela soit faisable, la fréquence à laquelle les drapeaux peuvent être déplacés ou commutés est lente, ce qui limite la bande passante. La fonctionnalité est en outre limitée par la ligne de mire, limitant la portée, en particulier dans les environnements non ouverts.

Une fois que le support de communication réel est décidé, les complexités qui doivent être déterminées et le nombre de fils dans le câble doivent être normalisés pour les connexions filaires. Il est également nécessaire de normaliser leur disposition ( c'est-à-dire les paires torsadées, le blindage, etc. ). Les connecteurs physiques doivent être conçus, à la fois les connecteurs électriquement femelles et mâles. Les niveaux de tension standard doivent être définis, tout comme les méthodes de signalisation, les délais et les rapports signal/bruit acceptables. La plupart d'entre eux affectent la bande passante finale de la connexion physique.

Pour les systèmes sans fil, les choix de conception sont liés mais différents. La ou les fréquences exactes de la lumière à utiliser doivent être normalisées. La méthode précise d'encodage des données dans la lumière doit être normalisée. Si un câble à fibre optique doit être utilisé, celui-ci doit également être normalisé. Il existe de nombreuses autres similitudes avec la normalisation des connexions filaires. Une fois la fréquence ou les fréquences normalisées, il est important de concevoir des systèmes capables de créer et de recevoir ces signaux.

Comment la couche physique interagit-elle avec les autres couches ?

Une fois que les supports et le système de communication proprement dits ont été conçus, il est également nécessaire de créer des puces capables d'encoder et de décoder les signaux envoyés sur les supports physiques. Ces puces sont généralement appelées puces PHY. Ces puces sont responsables du traitement des signaux et de la transmission de ces données au niveau 2, couche de liaison de données, matériel de traitement.

La couche Liaison de données et la couche Réseau au-dessus sont responsables du routage des données autour et entre les réseaux. La couche physique n'a pas besoin d'en être consciente. Il doit seulement pouvoir communiquer de manière fiable d'un point à l'autre, voire d'un point à plusieurs points.

Selon l'utilisation de supports filaires ou sans fil et si la connexion est partagée entre plusieurs appareils, il peut être nécessaire de mettre en œuvre des systèmes d'évitement et de détection de collision pour assurer des communications fiables.

Conclusion

La couche physique est la première couche du modèle OSI. Il couvre les normes de transmission des données d'un endroit à un autre. Le modèle OSI ne couvre que la mise en réseau, mais le concept de couche physique est identique pour les communications internes au sein d'un ordinateur, par exemple via une connexion PCIe, USB ou SATA.

La couche physique ne couvre pas seulement la conception du matériel, mais également les méthodes de signalisation et de décodage du signal pour transmettre des données significatives au reste de l'ordinateur. Ethernet et Wi-Fi sont probablement les normes de couche physique les plus connues, bien qu'elles soient loin d'être les seules. N'oubliez pas de partager vos réflexions dans les commentaires ci-dessous.