Cosè lo strato fisico?

Nelle reti di computer, un modello fondamentale da comprendere è il modello OSI. Il modello concettuale OSI o Open Source Interconnection descrive una serie di sette livelli di comunicazione. Ogni livello ha le sue funzionalità e caratteristiche. Il modello OSI non prescrive alcun protocollo specifico. Al contrario, definisce un framework di comunicazione standard attorno al quale è possibile progettare i protocolli.

Il modello OSI nel mondo moderno è leggermente impreciso, con diversi protocolli standard a cavallo di due livelli e alcuni livelli combinati o ulteriormente divisi. Nonostante ciò, rimane un buon punto di partenza per comprendere i concetti di networking.

Il livello più basso definito nel modello OSI, il livello 1, il livello fisico, è molto diverso dagli altri livelli. Il livello fisico è la piattaforma di comunicazione fondamentale. Ciò significa che comporta non solo la codifica e la decodifica dei segnali, ma anche la standardizzazione degli effettivi mezzi di trasmissione e dei metodi di trasmissione.

Cosa c'è al centro dello strato fisico?

Al centro di qualsiasi livello fisico, lo standard deve essere un mezzo di trasmissione affidabile. A seconda dello standard, potrebbe trattarsi di un sistema elettrico o elettromagnetico. Teoricamente, sono possibili altri mezzi di comunicazione, come l'audio. Tuttavia, la stragrande maggioranza dei sistemi utilizza mezzi elettrici o elettromagnetici. Ciò è dovuto alla velocità di trasmissione, alla portata e alle alte frequenze di segnalazione che offrono.

Ad esempio, un sistema di comunicazione potrebbe essere progettato per utilizzare gli esseri umani che sventolano bandiere per comunicare. Sebbene ciò sia fattibile, la frequenza con cui i flag possono essere spostati o scambiati è lenta, limitando la larghezza di banda. La funzionalità è ulteriormente limitata dalla linea di vista, restringendo la portata, soprattutto in ambienti non aperti.

Una volta deciso il mezzo di comunicazione effettivo, le complessità da determinare e il numero di fili nel cavo devono essere standardizzati per le connessioni cablate. È inoltre necessario standardizzare il modo in cui sono disposti ( ad es. doppini intrecciati, schermatura, ecc. ). I connettori fisici devono essere progettati, sia i connettori elettrici femmina che maschio. È necessario definire i livelli di tensione standard, così come i metodi di segnalazione, i tempi e i rapporti segnale/rumore accettabili. La maggior parte di questi influisce sulla larghezza di banda finale della connessione fisica.

Per i sistemi wireless, le scelte progettuali sono correlate ma diverse. La frequenza o le frequenze esatte della luce da utilizzare devono essere standardizzate. Il metodo preciso di codifica dei dati alla luce deve essere standardizzato. Se deve essere utilizzato un cavo in fibra ottica, anche questo deve essere standardizzato. Ci sono molte altre somiglianze con la standardizzazione delle connessioni cablate. Una volta che la frequenza o le frequenze sono state normalizzate, è importante progettare sistemi in grado di creare e ricevere quei segnali.

In che modo il livello fisico interagisce con gli altri livelli?

Una volta progettati i mezzi e il sistema di comunicazione effettivi, è necessario anche creare chip in grado di codificare e decodificare i segnali inviati attraverso i mezzi fisici. Questi chip sono generalmente indicati come chip PHY. Questi chip sono responsabili dell'elaborazione dei segnali e della consegna dei dati al livello 2, livello di collegamento dati, hardware per l'elaborazione.

Il livello di collegamento dati e il livello di rete sopra di esso sono responsabili dell'instradamento dei dati intorno e tra le reti. Il livello fisico non ha bisogno di esserne consapevole. Deve solo essere in grado di comunicare in modo affidabile da un punto all'altro, o anche da un punto a molti punti.

A seconda dell'uso di mezzi cablati o wireless e se la connessione è condivisa tra più dispositivi, potrebbe essere necessario implementare sistemi di prevenzione e rilevamento delle collisioni per garantire comunicazioni affidabili.

Conclusione

Il livello fisico è il livello uno nel modello OSI. Copre gli standard per la trasmissione effettiva dei dati da un luogo all'altro. Il modello OSI copre solo la rete, ma il concetto di livello fisico è identico per le comunicazioni interne all'interno di un computer, ad esempio tramite una connessione PCIe, USB o SATA.

Il livello fisico non copre solo la progettazione dell'hardware, ma anche i metodi di segnalazione e decodifica del segnale per passare dati significativi al resto del computer. Ethernet e Wi-Fi sono probabilmente gli standard di livello fisico più noti, sebbene tutt'altro che gli unici. Non dimenticare di condividere i tuoi pensieri nei commenti qui sotto.