É onde se tem a
comunicação propriamente dita, a transmissão de uma cadeia de bits. É um dos níveis na estrutura básica de comunicação de dados estabelecidos pelo Padrão
ISO/OSI.
No nível 1 que é o Físico compreende os componentes físico de uma rede(cabos, conectores e acessório). Ao especificar o limite de comprimento de diversos tipos de cabos utilizados em rede de
dados, determinando as taxas de transmissão e distribuição que podem ser atingidas. Havendo uma transmissão de uma cadeia de bits que podem ser serial ou paralela ( com N bits), half duplex ou full duplex, não se preocupando com o seu significado ou com a forma como esses bits são agrupados.
Nesse mesmo nível pode-se usar um único circuito de transmissão para transmitir dados de duas ou mais
conexões físicas multiplicando o acesso a esse circuito. O mesmo não trata de erros de transmissão.
Existe algumas características observadas:Mecânica: Define o tamanho e a forma de conectores, pinos, cabos que compõe o circuito de transmissão.
Elétricas: Especificam valores dos sinais elétricos usado para representar bits. Determina as taxas de transmissão e distancia que podem ser atingido. Funcionais (ou de procedimento):Para ativar, manter e desativar conexões físicas para a transmissão de bits entre entidade de nível de enlace através de
sistema intermediário. Sendo que os procedimentos especificam a seqüência de sinais que devem ocorrer para que uma interface do nível físico cumpra o seu papel de transmitir bits.
Função: É transmitir uma cadeia de bits pela rede sem se preocupar com o seu significado ou com a forma como esses bits são agrupados. Não trata de erros de transmissão.
As entidade de nível físico são interligadas pôr circuito de transmissão de dados que define um caminho para comunicação em um meio físico. Utiliza sistema intermediário que atuam retransmitindo bits.
Meios de Transmissão
Como foi dito anteriormente que a função primordial da camada física é a transmissão de bits de uma máquina para outra. Os meios de transmissão mais comumente utilizados são:
O meio é conectado por equipamentos transmissores e receptores. As conexões vão depender das topologias (ponto a ponto e multiponto) e do meio físico que diz como as ligações podem ser implementadas.
Ligação ponto-a-ponto
A conexão apresenta impedância igual a das características do meio de transmissão, de forma a evitar reflexões. O segmento de cabo não deve ultrapassar o tamanho da atenuação total do sinal transmitido, cai abaixo das especificações do receptor.
As topologias mais utilizadas são: anel, estrela, e parcialmente conectada. Na topologia anel contem um repetidor que tem dois objetivos:
- Contribuir para o funcionamento correto do anel deixando fluir todos os dados;
- Fornece um ponto de acesso para envio e recebimento dos dados por uma estação a ele conectada;
- Isolamento a estação em caso de falha.
Existe três estado de funcionamento: Escuta - Transmissão e by-pass. Na topologia estrela há utilização de Hub e switches, tendência nas
redes em anel e em barra, correspondendo a instalação física em estrela. A ligação ponto a ponto apresenta algumas vantagens em relação à multiponto: menos dificuldades logo não tem múltiplas reflexões nem a possibilidade de múltiplas transmissões simultâneas.
Ligações Multiponto
O meio de transmissões deve ser casado com seus extremos. O problema é introduzir o transceptor, sendo que a função básica é transmitir e receber sinais do meio, conhecendo a presença desses sinais no meio. Essas ligações de transceptores geram reflexões, assim o transceptor deve apresentar alta impediência para o cabo, de forma que sua ligação a este altere o mínimo possível suas características.
Em se tratando das estações, os transceptores podem estar localizados junto a elas ou não. Se o transceptores estiver localizado fora da estação traz como principal vantagem a flexibilidade maior para o sistema. O transcepto pode estar ligado a uma estação afastada do meio de comunicação ligada por uma linha de comunicação em qualquer ponto conveniente distante do meio comum. Já a localização do transceptor junto à estação traz algumas simplificações como a eliminações da necessidade do meio de transmissão com os respectivos circuitos para a transmissão e recepção entre a estação e o transceptor. Logo a estação tem de estar localizado o mais perto possível do meio de transmissão, pois o problema de reflexões e atenuações do sinal é evitado pelo transceptor.
Algumas funções do transceptor: alem da conectividade com o cabo, ele realizar o isolamento entre os “terras” locais de cada estação e o terra do cabo, também faz o isolamento entre os sinais da estação e os sinais do cabo. A conexão de vários “terras” locais ao meio comum causaria um fluxo de corrente na malha externa do cabo coaxial, introduzindo assim ruídos e criando um risco de segurança. Esse é um dos objetivos para se aterra o cabo em um único ponto.
Algumas técnicas de isolamento: Isolamento por transformador, Isolamento ótico, e Isolamento capacitativo. O isolamento ótico não é muito utilizado devido ao custo e a pouca disponibilidade deste componente para freqüência de operação alta. O isolamento de capacitância já é uma técnica de isolamento mais barata que as duas anteriores, mais possuem uma baixa rejeição de modo comum. Há outro problema com a configuração multiponto é no que diz respeito ao balanceamento de sinais, logo quando dois dispositivos trocam dados através do canal, a potência do sinal do transmissor deve ser ajustada dentro de certo limite, por outro lado se o sinal tiver uma potência muito grande vai sobrecarregar o circuito do transmissor, o que acarretará a criação de harmônicos e outros sinais espúrios. Se qualquer dispositivo pode transmitir para outro ligado a rede, então o balanceamento do sinal deve ser realizado para todas as permutações duas a duas das estações. A solução para esse problema pode ser dividir o meio em segmento dentro do qual o balanceamento possa ser realizado. Repetidores são usado para a ligação entre segmentos quando é necessário estender o tamanho da rede.
Alem de todas as funções mencionadas os transceptores possuem outras funções que vão depender do protocolo de acesso à barra utilizada na rede, como a função especial de detecção de colisão e detecção de portadora (presença de sinal no meio). Essa detecção da portadora consiste em detectar um trem de pulsos, uma vez que se utiliza transmissão síncrona.
Nas rede de banda básica existem duas maneira de detectar colisões, a primeira é a utilização de qualquer técnica de sinalização, que consiste na comparação de sinal transmitido com o sinal recebido, sendo que essa comparação é realizado no transceptor. A Segunda é detectarmos as colisões, baseando-se em técnicas de sinalização que mantém o nível do DC do sinal transmitido constante, o transmissor pode detectar a colisão se o nível DC do sinal recebido é maior que o nível DC que a transceptor pode produzir quando só ele transmite.
Os modems são os transceptores, pois já trabalha nas redes de banda larga, com funções especiais para realizar o acesso a canais adicionais. A detecção de colisões é a comparação entre os dados transmitidos e recebidos. Há um problema que é o perigo de que diferenças no nível de sinal, entre sinais em colisões, façam com que o receptor trate um sinal fraco como um ruído e não como uma colisão. Alternativa para redes de banda larga é a detecção de colisões, não no receptor mais na central repetidora, logo vai diminuir o problema de sincronização e fazer com que todas as estações produzam o mesmo nível de sinal na central repetidora.
Fibra Ótica ligadas em Redes
A utilização de fibra ótica tanto pode ser em ponto a ponto quanto multiponto. Na utilização de ligação multiponto deve ser levada em consideração a característica unidirecional da fibra ótica. Na topologia em barra existe o uso de duas fibras, já na utilização em anel a fibra ótica nas redes se dá pela substituição dos elementos de transmissão e recepção porem componentes óticos.
Já na rede em estrela com repetidores existem desvantagem de possuir um repetidor ativa, em rede estrela transmissiva oferece um meio de transmissão passiva que tem como vantagem possuir um meio de comunicação unidirecional e passivo e a desvantagem de impor perdas de energia no sinal, devido a dispersão no nó central.
Instalação Física e Cabeamento Estruturado
A seleção de cabos para a instalação de uma rede é a parte vital para o seu bom funcionamento. Existem padrões que especificam que cabos devem ser utilizados e em que situação, devido essa grande variedade a instalação torna uma tarefa bastante complexa. A organização e compilação das opções de instalação de forma a fornecer um conjunto básico de configurações para os tipos de instalação mais comum é o que definimos cabeamento estruturado.
Há uma preocupação com o layout físico das redes que especifica a infra-estrutura de telecomunicações em instalações prediais, definindo a presença de elementos concentradores em sala de equipamentos e nos armários de telecomunicação. Existe também a escolha do tipo de cabo, conectores, distancias tomada. As considerações técnicas levam em conta tão somente os aspectos físicos das linhas de transmissão, cabo deixando de lado qualquer aspecto em relação ao acesso ou topologia lógica a ser utilizada.
