ชั้นทางกายภาพคืออะไร?

ในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โมเดลหลักที่ต้องทำความเข้าใจคือโมเดล OSI โมเดลการเชื่อมต่อโครงข่าย OSI หรือโอเพ่นซอร์สเชิงแนวคิดอธิบายชุดของชั้นการสื่อสารเจ็ดชั้น แต่ละเลเยอร์มีฟังก์ชันและคุณสมบัติต่างๆ แบบจำลอง OSI ไม่ได้กำหนดโปรโตคอลเฉพาะใดๆ แต่จะกำหนดกรอบการสื่อสารมาตรฐานที่สามารถออกแบบโปรโตคอลได้

แบบจำลอง OSI ในโลกสมัยใหม่มีความคลาดเคลื่อนเล็กน้อย โดยมีโปรโตคอลมาตรฐานหลายตัวที่คร่อมสองชั้น และบางชั้นจะถูกรวมหรือแยกเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ยังคงเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีในการทำความเข้าใจแนวคิดเกี่ยวกับเครือข่าย

เลเยอร์ต่ำสุดที่กำหนดไว้ในแบบจำลอง OSI เลเยอร์ 1 ซึ่งเป็นเลเยอร์กายภาพนั้นค่อนข้างแตกต่างจากเลเยอร์อื่นๆ ชั้นทางกายภาพเป็นแพลตฟอร์มการสื่อสารพื้นฐาน ซึ่งหมายความว่าไม่เพียงเกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสและถอดรหัสสัญญาณเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการสร้างมาตรฐานของสื่อการส่งจริงและวิธีการส่งสัญญาณด้วย

แกนกลางของชั้นกายภาพคืออะไร?

ที่แกนกลางของชั้นทางกายภาพใดๆ มาตรฐานต้องเป็นสื่อการส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้ อาจเป็นระบบไฟฟ้าหรือแม่เหล็กไฟฟ้าก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับมาตรฐาน ในทางทฤษฎี สื่ออื่นๆ ที่เป็นไปได้ เช่น เสียง ระบบส่วนใหญ่ใช้สื่อไฟฟ้าหรือแม่เหล็กไฟฟ้า นี่เป็นเพราะความเร็วในการรับส่งข้อมูล ระยะ และความถี่สัญญาณสูงที่มีให้

ในกรณีนี้ ระบบการสื่อสารสามารถออกแบบให้ใช้คนโบกธงในการสื่อสารได้ แม้ว่าสิ่งนี้จะเป็นไปได้ แต่ความถี่ที่สามารถย้ายหรือเปลี่ยนแฟล็กได้นั้นช้า ซึ่งเป็นการจำกัดแบนด์วิธ ฟังก์ชันการทำงานยังถูกจำกัดด้วยระยะการมองเห็น ระยะจำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่ไม่ได้เปิด

เมื่อตัดสินใจเลือกสื่อสื่อสารจริงแล้ว ความซับซ้อนที่ต้องพิจารณาและจำนวนสายในสายเคเบิลจะต้องมีการกำหนดมาตรฐานสำหรับการเชื่อมต่อแบบมีสาย นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องกำหนดมาตรฐานวิธีการจัดเรียง ( เช่น คู่บิด การบัง ฯลฯ ) จำเป็นต้องออกแบบขั้วต่อทางกายภาพ ทั้งขั้วต่อไฟฟ้าตัวเมียและตัวผู้ ต้องกำหนดระดับแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน เช่นเดียวกับวิธีการส่งสัญญาณ เวลา และอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ยอมรับได้ สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่ส่งผลต่อแบนด์วิธสุดท้ายของการเชื่อมต่อทางกายภาพ

สำหรับระบบไร้สาย ตัวเลือกการออกแบบจะเกี่ยวข้องกันแต่แตกต่างกัน ความถี่หรือความถี่ของแสงที่จะใช้ต้องได้มาตรฐาน วิธีการเข้ารหัสข้อมูลที่แม่นยำในแสงต้องได้รับมาตรฐาน หากจะใช้สายไฟเบอร์ออปติกต้องได้มาตรฐานด้วย มีความคล้ายคลึงกันอีกมากมายกับการสร้างมาตรฐานการเชื่อมต่อแบบมีสาย เมื่อปรับความถี่หรือความถี่ให้เป็นมาตรฐานแล���ว สิ่งสำคัญคือต้องออกแบบระบบที่สามารถสร้างและรับสัญญาณเหล่านั้นได้

ฟิสิคัลเลเยอร์โต้ตอบกับเลเยอร์อื่นอย่างไร

เมื่อสื่อและระบบการสื่อสารจริงได้รับการออกแบบแล้ว ก็จำเป็นต้องสร้างชิปที่สามารถเข้ารหัสและถอดรหัสสัญญาณที่ส่งผ่านสื่อกายภาพได้ โดยทั่วไปชิปเหล่านี้เรียกว่าชิป PHY ชิปเหล่านี้มีหน้าที่ในการประมวลผลสัญญาณและส่งข้อมูลนั้นไปยังระดับ 2 ซึ่งเป็นเลเยอร์ Data Link ซึ่งเป็นฮาร์ดแวร์สำหรับการประมวลผล

เลเยอร์ Data Link และ Network ด้านบนมีหน้าที่กำหนดเส้นทางข้อมูลรอบ ๆ และระหว่างเครือข่าย ชั้นทางกายภาพไม่จำเป็นต้องตระหนักถึงสิ่งนั้น จะต้องสามารถสื่อสารได้อย่างน่าเชื่อถือจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง หรือแม้แต่จากจุดหนึ่งไปยังหลายจุด

ขึ้นอยู่กับการใช้สื่อแบบใช้สายหรือไร้สาย และหากมีการแชร์การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์หลายเครื่อง อาจจำเป็นต้องใช้ระบบการหลีกเลี่ยงการชนกันและการตรวจจับการชนกันเพื่อให้แน่ใจว่าการสื่อสารมีความน่าเชื่อถือ

บทสรุป

ฟิสิคัลเลเยอร์เป็นเลเยอร์หนึ่งในโมเดล OSI ครอบคลุมมาตรฐานสำหรับการส่งข้อมูลจริงจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โมเดล OSI ครอบคลุมเฉพาะเครือข่าย แต่แนวคิดของชั้นกายภาพจะเหมือนกันสำหรับการสื่อสารภายในภายในคอมพิวเตอร์ เช่น ผ่านการเชื่อมต่อ PCIe, USB หรือ SATA

เลเยอร์ทางกายภาพไม่เพียงแค่ครอบคลุมการออกแบบฮาร์ดแวร์ แต่ยังรวมถึงวิธีการส่งสัญญาณและถอดรหัสสัญญาณเพื่อส่งข้อมูลที่มีความหมายไปยังส่วนที่เหลือของคอมพิวเตอร์ อีเธอร์เน็ตและ Wi-Fi น่าจะเป็นมาตรฐานเลเยอร์ทางกายภาพที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด แม้ว่าจะไม่ใช่มาตรฐานเดียวก็ตาม อย่าลืมแบ่งปันความคิดของคุณในความคิดเห็นด้านล่าง