لایه فیزیکی شبکه کامپیوتری در مدل OSI نقش تعامل با سخت‌افزار واقعی و مکانیسم ارسال سیگنال را ایفا می‌کند. لایه فیزیکی تنها لایه‌ای از مدل شبکه OSI است که در واقع به اتصال فیزیکی دو ایستگاه مختلف می‌پردازد. این لایه تجهیزات سخت‌افزاری، کابل کشی، سیم کشی، فرکانس‌ها، پالس‌های مورد استفاده برای نشان دادن سیگنال‌های باینری و غیره را تعریف می‌کند.

لایه فیزیکی خدمات خود را به لایه پیوند داده (Data-link) ارائه می‌دهد. لایه پیوند داده، فریم‌ها را به لایه فیزیکی منتقل می‌کند. لایه فیزیکی آنها را به پالس‌های الکتریکی تبدیل می‌کند، که نشان دهنده داده‌های باینری هستند. داده‌های باینری سپس از طریق رسانه سیمی یا بی‌سیم ارسال می‌شوند. فروش تجهیزات شبکه در شبکه گستر ساینا با بهترین کیفیت و قیمت‌هایی مناسب، از برندهای معروف و باکیفیت.

سیگنال‌ها در شبکه کامپیوتری

هنگامی که داده‌ها از طریق محیط فیزیکی ارسال می‌شوند، ابتدا باید آنها را به سیگنال‌های الکترومغناطیسی تبدیل کنید. داده‌ها می‌توانند آنالوگ مانند صدای انسان یا دیجیتالی مانند فایل‌های بر روی دیسک باشند. داده‌های دیگر آنالوگ و دیجیتال می‌توانند در سیگنال‌های دیجیتال یا آنالوگ نمایش داده شوند.

سیگنال‌های دیجیتال

سیگنال‌های دیجیتال از نظر ماهیت گسسته هستند و توالی پالس‌های ولتاژ را نشان می‌دهند. سیگنال‌های دیجیتالی در مدارهای سیستم‌های کامپیوتری استفاده می‌شوند.

سیگنال‌های آنالوگ

سیگنال‌های آنالوگ در طبیعت به صورت موج مداوم هستند و توسط امواج الکترومغناطیسی متوالی نشان داده می‌شوند.

اختلال در انتقال سیگنال‌ها

هنگامی که سیگنال‌ها در یک شبکه کامپیوتری از طریق محیط انتقال عبور می‌کنند، روند رو به زوال می‌رود. این ممکن است دلایل زیادی داشته باشد.

تضعیفی

در گیرنده برای تفسیر دقیق داده‌ها، سیگنال باید به اندازه کافی قوی باشد. وقتی سیگنال از محیط انتقال عبور می‌کند، ضعیف‌تر می‌شود. هر قدر به فاصله دورتری برود، قدرت خود را از دست می‌دهد.

پراکندگی

با عبور سیگنال از طریق محیط انتقال، سیگنال‌ها تمایل به گسترش و همپوشانی یکدیگر را دارند. میزان پراکندگی به فرکانس استفاده شده بستگی دارد.

اعوجاج تاخیر

سیگنال‌ها از طریق محیط انتقال با سرعت و فرکانس از پیش تعریف شده ارسال می‌شوند. اگر سرعت و فرکانس سیگنال مطابقت نداشته باشد، امکان این امر وجود دارد که سیگنال به صورت دلخواه به مقصد برسد. در رسانه‌های دیجیتال، این بسیار حیاتی است که بیت‌ها به صورت صحیح به مقصد برسند و توالی آنها حفظ شود.

نویز

اختلال تصادفی یا نوسان در سیگنال آنالوگ یا دیجیتال به نویز در سیگنال گفته می‌شود، که می‌تواند اطلاعات واقعی موجود را تحریف کند. نویز را می‌توان در یکی از کلاس‌های زیر مشخص کرد:

نویز حرارتی

گرما بر روی محیط انتقال سیگنال‌ها در شبکه کامپیوتری تاثیرگذار بوده و ممکن است در رسانه‌ها نویز ایجاد کند. تا حد معینی، نویز حرارتی اجتناب ناپذیر است.

تلفیق

هنگامی که چندین فرکانس از طریق یک رسانه به اشتراک گذاشته می‌شوند، تداخل آنها می‌تواند باعث ایجاد نویز در محیط انتقال شود. نویز intermodulation در صورتی اتفاق می‌افتد که دو فرکانس متفاوت در یک رسانه به اشتراک گذاشته شوند و یکی از آنها دارای قدرت بیش از حد باشد یا خود مولفه به طور صحیح کار نکند، ممکن است فرکانس حاصل مطابق پیش‌بینی، تحویل داده نشود.

متقاطع

این نوع نویز وقتی اتفاق می‌افتد که یک سیگنال خارجی وارد محیط انتقال شود. این امر به این دلیل است که یک سیگنال در یک محیط انتقال بر روی سیگنال محیط دوم تاثیر می‌گذارد.

تشدید ناگهانی جریان

این نویز به دلیل اختلالات نامنظم مانند جریان برق اضافه، اتصال کوتاه یا اجزای معیوب تجهیزات شبکه کامپیوتری وارد می‌شود. داده‌های دیجیتال بیشتر تحت تاثیر این نوع نویز قرار دارند.

محیط انتقال

محیطی که اطلاعات بین دو سیستم رایانه‌ای توسط آن ارسال می‌شود به نام محیط انتقال معروف است. محیط انتقال به دو شکل ارائه می‌شود.

رسانه هدایت شده

کلیه سیم‌ها و کابل‌های ارتباطی رسانه هدایت شده مانند UTP، کابل‌های کواکسیال و فیبر نوری هستند. در این رسانه، فرستنده و گیرنده به طور مستقیم متصل شده و اطلاعات از طریق آن ارسال می‌شود (هدایت می‌شود).

رسانه‌های نامحدود

گفته می‌شود فضای بی‌سیم یا هوای آزاد رسانه‌ای بدون کنترل است، زیرا هیچ ارتباطی بین فرستنده و گیرنده وجود ندارد. اطلاعات از طریق هوا پخش می‌شوند و هرکسی از جمله گیرنده واقعی ممکن است اطلاعات را جمع‌آوری کند.

ظرفیت کانال

گفته می‌شود سرعت انتقال اطلاعات ظرفیت کانال است. ما آن را به عنوان نرخ داده در دنیای دیجیتال حساب می‌کنیم. ظرفیت کانال بستگی به عوامل متعددی از قبیل موارد زیر دارد.

  • پهنای باند: محدودیت فیزیکی سخت‌افزار و محیط انتقال.
  • میزان خطا: دریافت نادرست اطلاعات به دلیل نویز.
  • رمزگذاری: تعداد بیت‌هایی که به سیگنال برای رمزگذاری اضافه می‌شود.

Multiplexing

Multiplexing روشی برای مخلوط کردن و ارسال چندین جریان داده از طریق یک رسانه واحد است. این روش به سخت‌افزار مخصوصی به نام multiplexer (MUX) برای ترکیب اطلاعات و چند برابر کردن فرکانس و ارسال آنها بر روی یک رسانه، و de-multiplexer (DMUX) نیاز دارد که اطلاعات را از محیط انتقال دریافت می‌کند و در مقصد، اطلاعات مختلف را جدا می‌کند.

سوئیچینگ

سوئیچینگ مکانیسمی است که توسط آن، داده‌ها یا اطلاعاتی که از منبع به مقصد منتقل می‌شوند، مستقیم به یکدیگر وصل نمی‌شوند. شبکه‌ها دارای دستگاه‌های به هم پیوسته هستند، که داده‌ها را از منابع مستقیم متصل دریافت کرده، داده‌ها را ذخیره و آنالیز می‌کنند و سپس به دستگاه اتصال متقابل بعدی نزدیک به مقصد در شبکه کامپیوتری انتقال می‌دهند.

فهرست