Physikalische Schicht

Definition - Was bedeutet physikalische Schicht?

Die physikalische Schicht ist die erste und unterste Schicht des Open System Interconnection Model (OSI-Modell).

Die physikalische Schicht (auch als Schicht 1 bekannt) befasst sich mit der Übertragung auf Bitebene zwischen verschiedenen Geräten und unterstützt elektrische oder mechanische Schnittstellen, die für die synchronisierte Kommunikation mit dem physikalischen Medium verbunden sind.

Diese Schicht spielt mit den meisten physischen Verbindungen des Netzwerks - drahtlose Übertragung, Verkabelung, Verkabelungsstandards und -typen, Anschlüsse und Typen, Netzwerkschnittstellenkarten und mehr - gemäß den Netzwerkanforderungen.

Die physikalische Schicht befasst sich nicht mit dem tatsächlichen physikalischen Medium (wie Kupfer, Faser usw.)

Technische.me erklärt die physikalische Schicht

Die physische Schicht zielt darauf ab, die Hardwareanforderungen eines Netzwerks zu konsolidieren, um die erfolgreiche Übertragung von Daten zu ermöglichen. Netzwerktechniker können verschiedene Bitübertragungsmechanismen für die Ebene der physischen Schicht definieren, einschließlich der Formen und Typen von Anschlüssen, Kabeln und Frequenzen für jedes physische Medium.

Schicht 1 ist die erste Schicht des OSI-Modells und daher die Grundlage, auf der alle übergeordneten Funktionen basieren. Es übersetzt die Informationen, die von der Datenverbindungsschicht (Schicht 2) empfangen werden, in elektromagnetische Signale (Binärdaten), um sie über das physikalische Medium (drahtgebundene oder drahtlose Medien) zu senden. Diese Signale können entweder aus digitalen Signalen (elektrische Impulse) oder analogen Signalen (kontinuierliche elektromagnetische Wellen) bestehen.

Abhängig von der Art und Qualität der physikalischen Schicht können diese Signale aufgrund verschiedener Phänomene wie Rauschen, Dämpfung, Dispersion und Verzerrung verschlechtert werden. Die inhärenten physischen Einschränkungen der Übertragungsmedien berücksichtigen auch die maximale Bandbreite und Fehlerrate.

Übertragungsmedien können entweder geführt (wie Kabel, Glasfaser oder UTP) oder nicht geführt werden, wenn keine physische Verbindung zwischen Sender und Empfänger hergestellt ist (wie bei drahtlosen Verbindungen).

Da die Luft selbst das Medium darstellt, über das Daten in nicht geführten Medien gesendet werden, kann jeder außer dem tatsächlichen Empfänger der Informationen diese Daten sammeln.

Die physische Schicht spielt manchmal eine wichtige Rolle bei der effektiven gemeinsamen Nutzung verfügbarer Kommunikationsressourcen und hilft, Konflikte zwischen mehreren Benutzern zu vermeiden. Es übernimmt auch die Übertragungsrate, um den Datenfluss zwischen Sender und Empfänger zu verbessern.

Die physische Schicht bietet die folgenden Dienste:

  • Moduliert den Prozess der Umwandlung eines Signals von einer Form in eine andere, so dass es physisch über einen Kommunikationskanal übertragen werden kann.
  • Stück für Stück.
  • Leitungscodierung, mit der Daten von Hardwaregeräten gesendet werden können, die für die digitale Kommunikation optimiert sind und möglicherweise ein diskretes Timing auf der Übertragungsstrecke aufweisen.
  • Bitsynchronisation für synchrone serielle Kommunikation.
  • Start-Stopp-Signalisierung und Flusskontrolle bei asynchroner serieller Kommunikation.
  • Schaltungsumschaltung und Multiplexing-Hardwaresteuerung von gemultiplexten digitalen Signalen.
  • Carrier Sensing und Kollisionserkennung, wobei die physikalische Schicht die Carrier-Verfügbarkeit erkennt und die durch nicht zustellbare Pakete verursachten Überlastungsprobleme vermeidet.
  • Signalausgleich, um zuverlässige Verbindungen zu gewährleisten und das Multiplexen zu erleichtern.
  • Vorwärtsfehlerkorrektur / Kanalcodierung wie Fehlerkorrekturcode.
  • Bitverschachtelung zur Verbesserung der Fehlerkorrektur.
  • Auto-Negotiation.
  • Steuerung des Übertragungsmodus.

Beispiele für Protokolle, die physikalische Schichten verwenden, sind:

  • Digitale Teilnehmerleitung.
  • Digitales Netzwerk für integrierte Dienste.
  • Infrarot-Datenassoziation.
  • Universal Serial Bus (USB.)
  • Bluetooth.
  • Controller Area Network.
  • Ethernet.