Физический уровень OSI. Сигналы передачи данных

физическом уровне не описывается среда передачи данных (виды кабеля и беспроводная связь). Однако протоколы физического уровня предусматривают определенную среду передачи данных. К физическому уровню OSI относится следующее соединительное оборудование.

- Концентраторы (пассивные и активные) и повторители, которые регенерируют электрические сигналы.

- Разъемы носителя для передачи данных, обеспечивающие аппаратный интерфейс между носителем и устройствами.

- Модемы и кодеки, которые осуществляют цифровые и аналоговые преобразования.

Тип связи

В компьютерных сетях используются одноточечные (point-to-point) и многоточечные (multipoint) типы связи. Тип связи описывает, какое количество сетевых устройств может быть подключено к одному сегменту кабеля или к одной среде передачи.

Одноточечная связь

Одноточечная связь – это прямое соединение двух устройств. Например, это соединение принтера и компьютера. Другой пример – микроволновая наземная связь между двумя антеннами. Сегодня такой вид связи наиболее часто ассоциируется с модемными соединениями, но одноточечная связь – это прямая связь любых двух устройств. Так как в процессе связи участвуют два устройства, каждому устройству гарантируется необходимая ширина полосы пропускания частот или пропускная способность.

Многоточечная связь

Многоточечная связь (также называемая multidrop) используется для соединения трех и более устройств. Исторически, многоточечная связь была реализована в централизованных вычислительных системах (один главный компьютер соединялся с  несколькими терминалами). В современных сетях топологии шина и сотовая также опираются на многоточечное соединение.

Многоточечная связь разделяет общую полосу пропускания частот на все устройства, участвующие в соединении.

Физическая топология

Все компьютерные сети используют либо многоточечную либо одноточечную связь. Однако в сети выделяют физическую структуру среды передачи данных и называют ее физической топологией.

При выборе той или иной физической топологии необходимо оценивать сложность следующих операций: установки, изменения конфигурации, нахождения неисправностей в сети и отказоустойчивость сети.

Топология шина (bus)

Физическая топология шина как правило использует один длинный кабель, называемый магистралью (backbone). В разрыв магистрали могут быть присоединены отводки (drop cables), которые подводятся к компьютерам. Второй вариант - компьютеры напрямую подсоединяются к магистрали используя T-соединитель. Чтобы предотвратить отражения сигнала, на концах магистрали должны быть установлены терминаторы.

Обычно сигналы передаются от устройства в двух направлениях.

Произведем оценку шинной топологии по четырем параметрам.

Установка. Шинную топологию сравнительно несложно устанавливать. Нужно проложить магистральный кабель через выбранные точки. Так как обычно магистраль прокладывается при условии максимально кратчайшего расстояния до каждого устройства, расход кабеля получается меньше чем в других топологиях. Однако физические и электрические свойства кабеля накладывают свои ограничения.

Например, при прохождении сигнала через T-соединитель часть сигнала остается на магистрали, другая часть направляется к компьютеру и небольшое количество сигнала отражается обратно. Поэтому в шинной топологии ограничено максимальное число