Физический уровень.
Физический уровень - самый низкий в модели OSI.На физическом уровне определяются электрические, механические, функциональные и иные параметры реализации физической связи. Физический уровень описывает процесс прохождения сигналов через среду передачи между сетевыми устройствами. Ею может быть медный кабель (коаксиальный кабель, витая пара и т. д.), оптоволокно,радиоканал. Поэтому к физическому уровню относятся характеристики сред передачи: полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и др. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов: фронты импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, типы кодирования, скорости передачи сигналов. Кроме того, стандартизуются типы разъемов, и определяется назначение каждого контакта. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. В компьютере физический уровень поддерживается сетевым адаптером. Единственным типом оборудования, которое работает только на физическом уровне, являются повторители. Ethernet * Большинство базовых технологий локальных сетей допускают использование различных спецификаций физического уровня водной сети. Эти спецификации отличаются средой передачи и способами представления сигналов в среде. Например, технология Ethernet, обеспечивающая передачу со скоростью 10 Мбит/с, имеет шесть вариантов реализации физического уровня: 10BASE-5, 10BASE-2, 10BASE-T, FOIRL, 10BASE-FL и 10BASE-FB. Согласование физических уровней выполняют специальныеустройства, имеющие интерфейсы с трансиверами различных типов. Новые технологии опираются на стандарты, делящие физический уровень на две части: часть, зависящую от физической среды, и часть, не зависящую от физической среды. Связь между этими подуровнями детально описывают стандарты. Такое разбиение позволяет с большей точностью описать процессы физического уровня. Как уже было отмечено, технология Fast Ethernet является эволюционным развитием Ethernet. Ввиду необходимости значительно повысить функционал ные возможности новой технологии в спецификацию стандарта 802.3 в некоторые главы были внесены существенные добавления. Таблица 4.2 показывает, что основные отличия Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне (о подуровнях LLC и MAC канального уровня см. ниже раздел "Канальный o уровень"). Более сложная структура физического уровня в технологии Fast Ethernet объясняется тем, что в ней используются три среды передачи: оптоволоконный кабель, неэкранированная витая пара категории 5 (задействуются две пары) и неэкранированная витая пара категории 3 (задействуются четыре пары), причем по сравнению с вариантами физической реализации Ethernet (их насчитывается шесть) здесь отличия каждого варианта от других глубже (меняются, например, методы кодирования сигналов). Детально определены те подуровни физического уровня, которые не зависят от среды, и выделены остальные подуровни, специфические для каждого варианта. Для технологии Fast Ethernet разработаны различные варианты физического уровня, которые отличаются не только типом физической среды и электрическими характеристиками, но и способом кодирования сигналов и количеством используемых проводников. В результате, физический уровень Fast Ethernet имеет более сложную структуру, чем классический Ethernet (рис. 4.4) Уровни модели OSI Физический уровень состоит из трех подуровней: согласования, интерфейса Mil (Media Independent Interface - интерфейса, независящего от среды) и физического уровня (Physical Layer Device, PHY). Последний обеспечивает кодирование данных, поступающих от подуровня MAC, для передачи их но физической среде определенного типа, синхронизацию передаваемых данных, а также их прием и декодирование. Интерфейс Mil поддерживает независимый от используемой физической среды способ обмена данными между подуровнем MAC и подуровнем PHY. Подуровень согласования нужен для того, чтобы согласовать работу подуровня MAC с интерфейсом МП. Дальнейшим эволюционным развитием Ethernet стала технология Gigabit Ethernet. Как и в стандарте Fast Ethernet, в Gigabit Ethernet не существует единой универсальной схемы кодирования сигнала, которая подходила бы для всех физических интерфейсов. Так, для стандартов 1000BASE-LX/SX/CX используется схема кодирования, отличная от схемы кодирования в стандарте 1000BASE-T. Функцию кодирования выполняет подуровень кодирования, размещенный ниже интерфейса GMII (Gigabit Media Independent Interface), который обеспечивает взаимодействие между уровнем MAC и физическим уровнем. Этот интерфейс является расширением интерфейса МП и может поддерживать скорости передачи 10, 100 и 1000 Мбит/с. FDDI Физический уровень разделен на два подуровня:, независящий от среды подуровень PHY (Physical Media Independent) и зависящий от среды подуровень PMD (Physical Media Dependent). Работу всех уровней контролирует протокол управления станциейSMT (Station Management). Подуровень PMD обеспечивает передачу данных от одной станции к другой по конкретной физической среде, а подуровень PHY выполняет кодирование и декодирование данных, циркулирующих между подуровнем MAC и подуровнем PMD, а также обеспечивает тактирование информационных сигналов. АТМ Применительно к технологии АТМ физический уровень делится на два подуровня: подуровень согласования с системой передачи (Transmission Convergence, ТС) и подуровень физической среды (Physical Medium - РМ). Подуровень согласования с системой передачи выполняет упаковку ячеек, поступающих с верхнего уровня модели АТМ, в передаваемые транспортные кадры. Например, если ячейки АТМ передаются через канал ЕЗ (34 Мбит/с), они должны упаковываться в поле данных кадра ЕЗ. В случае, когда ячейки передаются напрямую по физической линии без использования транспортных кадров, упаковка ячеек не требуется. На этом уровне выполняется также подсчет контрольной суммы и т.д. Подуровень физической среды регламентирует скорость передачи данных и отвечает за синхронизацию между передачей и приемом. В табл. 4.4 перечислены подуровни физического уровня АТМ.