Die physikalische Schicht ist die unterste Schicht des OSI-Modells und die Grundlage, auf der alle anderen Netzwerkschichten erstellt werden. Seine Aufgabe ist es, die physischen Mittel zur Übertragung von Rohdatenbits in einem Netzwerk bereitzustellen. Es geht nicht um die Bedeutung oder Organisation der Daten; Es konzentriert sich nur auf die zuverlässige Übertragung der elektrischen, optischen oder Funksignale, die diese Bits darstellen. So unterstützt es die Kommunikation:
1. Übertragungsmedium: Die physikalische Schicht definiert die Eigenschaften des für die Kommunikation verwendeten physikalischen Mediums. Dies beinhaltet:
* Verkabelung: Verschiedene Arten von Kabeln (z. B. Twisted-Pair, Koaxial, Faseroptikum) haben unterschiedliche Eigenschaften, die Geschwindigkeit, Abstand und Interferenzanfälligkeit beeinflussen. Die physische Schicht gibt an, welche Art von Kabel verwendet werden soll und wie Geräte angeschlossen werden sollen.
* drahtlos: Für drahtlose Netzwerke (Wi-Fi, Bluetooth, Cellular) definiert die physikalische Schicht die Funkfrequenzen, Modulationstechniken und Leistungsniveaus, die für die Übertragung und den Empfang verwendet werden. Es verwaltet die Signalstärke und -interferenz.
* Anschlüsse: Die physikalische Schicht gibt die Arten von Steckverbinder (z. B. RJ-45, SC usw.) an, mit denen Geräte physikalisch mit dem Netzwerk angeschlossen werden.
2. Signalcodierung und Dekodierung: Die physische Schicht übersetzt die digitalen Daten (Bits:0s und 1s) in physikalische Signale und umgekehrt. Es werden unterschiedliche Codierungsschemata verwendet, um die Bits darzustellen und sich an die Eigenschaften des Übertragungsmediums anzupassen. Beispiele sind:
* Amplitudenverschiebungstasten (fragen): Repräsentiert Bits, indem die Amplitude des Signals variiert.
* Frequenzverschiebungstaste (FSK): Repräsentiert Bits durch Variation der Frequenz des Signals.
* Phasenverschiebungstaste (PSK): Repräsentiert Bits durch Variation der Phase des Signals.
3. Datenrate (Bitrate): Die physikalische Schicht bestimmt die Geschwindigkeit, mit der Daten übertragen werden, gemessen in Bit pro Sekunde (BPS). Diese Geschwindigkeit wird durch das Übertragungsmedium und das Codierungsschema beeinflusst.
4. Physische Adressierung: Obwohl die logische Adressierung von höheren Schichten behandelt wird, kann die physische Schicht physikalische Adressen (wie MAC -Adressen in Ethernet) für die lokale Adressierung innerhalb eines Netzwerksegments verwenden. Auf diese Weise kann die Ebene das Ziel von Datenrahmen in einem begrenzten Bereich bestimmen.
5. Signalzeitpunkt und Synchronisation: Die physische Schicht verwaltet das Timing und die Synchronisation der Datenübertragung. Dies stellt sicher, dass der Absender und der Empfänger zustimmen, wann Daten gesendet und empfangen werden, wodurch Datenverlust oder Korruption verhindert werden.
6. Fehlererkennung (grundlegend): Während eine umfassende Fehlererkennung und Korrektur in der Regel in der Verantwortung höherer Schichten sind, kann die physikalische Schicht rudimentäre Überprüfungen wie die Überwachung der Signalstärke liefern, um Bruttoübertragungsfehler zu erkennen.
im Wesentlichen: Die physische Schicht fungiert als Schnittstelle zwischen den Netzwerkgeräten und dem Übertragungsmedium. Es legt die Grundlage für eine zuverlässige Kommunikation, indem digitale Daten in physikalische Signale übertragen und die physischen Aspekte der Datenübertragung verwaltet werden. Ohne eine funktionierende physische Schicht können höhere Schichten keine Daten übertragen oder empfangen, unabhängig davon, wie gut sie sind.
