Warstwa fizyczna i nośniki transmisyjne

Rola warstwy fizycznej

  • Odpowiada za przesyłanie surowych bitów danych przez medium transmisyjne. Określa sygnały elektryczne, mechaniczne właściwości połączeń, typy złączy i urządzeń (kable, modemy, repeatery itp.).

Rodzaje mediów transmisyjnych:

  • Przewodowe: skrętka UTP/STP, kabel koncentryczny, światłowód. Światłowody oferują najwyższą przepustowość i odporność na zakłócenia.
  • Bezprzewodowe: WiFi, Bluetooth, 3G/4G/5G, komunikacja satelitarna. Zapewniają mobilność, ale są bardziej podatne na zakłócenia.

Technologie transmisyjne:

  • Ethernet: CSMA/CD, różne standardy (10BASE-T, 1000BASE-T, 10GBASE-T), używa kabli miedzianych lub światłowodów.
  • Fibre Optics: jednomodowe i wielomodowe światłowody do transmisji na dalekie dystanse.
  • ISDN, T1/E1, DSL/ADSL: starsze, ale nadal wykorzystywane technologie przewodowe.

Standardy fizyczne i protokoły:

  • IEEE 802.3 (Ethernet): definiuje sposób transmisji, ramki, adresy MAC, wykrywanie kolizji.
  • IEEE 802.11 (WiFi), ITU-T G., DSLAM – regulują bezprzewodową i szerokopasmową transmisję.

Warstwa łącza danych

Funkcje warstwy łącza danych:

  • Tworzenie i analiza ramek danych (np. Ethernet, WiFi, HDLC).
  • Adresowanie MAC, wykrywanie błędów (CRC), kontrola dostępu do medium.
  • Zapewnienie niezawodnej komunikacji między sąsiadującymi urządzeniami.

Protokoły dostępu do medium (MAC):

  • CSMA/CD w Ethernet (half-duplex), CSMA/CA w WiFi (unikanie kolizji przez RTS/CTS).
  • HDLC, LCP, PPP: protokoły do komunikacji punkt-punkt.

Zarządzanie błędami i przepływem:

  • Wykrywanie i odrzucanie ramek z błędami (CRC).
  • Protokoły z potwierdzeniami (ACK), retransmisjami i kontrolą przepływu.
  • Ramki specjalne: broadcast, multicast, VLAN-tagowane.

Zaawansowane mechanizmy:

  • VLAN (802.1Q), QoS (802.1p), Link Aggregation (LACP), Time-Sensitive Networking (TSN).
  • Switching, tablica MAC, flooding, port security.
  • Sieci przemysłowe: EtherCAT, Profinet, CAN, z deterministyczną transmisją.
  • Wirtualizacja: vSwitch, vNIC, mosty w systemach wirtualnych.

 


Ostatnia modyfikacja: wtorek, 17 czerwca 2025, 16:41