هدف از لایه Physical انتقال سیگنال بین هر دو نود در یک بستر فيزيكي است. تأکید میشود که لایه Physical قادر است هر دادهای را به صورت سیگنال دیجیتال و یا آنالوگ کد نموده و سپس به مقصد در همان بستر فيزيكی منتقل نماید.
مقصد، سیگنال دریافتی را از حالت کد شده خارج مینماید و همان دادهای را استخراج مینماید که در مبدأ تولید شده است؛ اما این داده از دید مقصد بی معنی است.
به عبارت دیگر مقصد نمیداند این دادهها از چه مبدأيی ارسال شده است؟ ابتدای داده کجاست؟ انتهای داده کجاست؟ آیا داده دریافتی در طول مسیر فيزيكي نویزی شده است؟
بنابراین تأکید میشود که در این لایه، هدف صرفاً انتقال سیگنال است، بدون آنکه این سیگنال معنای خاصی داشته باشد.
استانداردهای فيزيكي مختلفی وجود دارند که همه آنها هدف یکسانی را دنبال میکنند، انتقال سیگنال؛ اما تفاوت این استانداردهای فيزيكی از چندین بُعد قابل بررسی هستند. از بُعد فنی و بُعد کاربری. هر استاندارد فيزيكي در بُعد فنی داراي چندین وجه است:
- مکانيكی: شکل ظاهری Interface، تعداد پینها، اندازه Interface، نوع كابل و ...
- الکتریکی: مشخصات سیگنال الکتریکی مانند نوع سیگنال (الکتریکی، نوری... ) (آنالوگ یا دیجیتال) روش کد نمودن سیگنال (مثلاً Manchester در انتقال دیجیتال و یا QPSK در انتقال آنالوگ) و...
- (Functional) Pinout: هر Interface چندین پین دارد که هر پین وظیفه خاصی را به عهده دارد. مثلاً پین ارسال سیگنال، پین دریافت سیگنال، پین Ground، پین Clock و پینهای کنترلی.
- Procedural: ترتیب عملکرد پینها با هدف ارسال و دریافت سیگنال
هر یک از موارد فوق در هر استاندارد فيزيكی عمدتاً در دروس دانشگاهی مخابرات و انتقال داده موشکافی میشود. در این کتاب به هيچ وجه قصد نداریم به جزئیات استانداردهای فيزيكی بپردازیم، اما مهندسین شبکه باید مشخصات بیرونی (کاربردی) هر یک از استانداردهای فيزيكی را بشناسند. مهمترین مشخصات کاربردی هر استاندارد فيزيكی عبارتند از:
– مسافت
- سرعت
هر استاندارد فيزيكی قادر است سیگنال را در یک مسافت محدود و با حداکثر سرعت مشخص انتقال دهد. این مشخصههاي استاندارد فيزيكی ـ يعنی سرعت و مسافت ـ کاربرد هر استاندارد فيزيكی را مشخص مینماید. مثلاً استانداردی که قادر است سیگنال را با سرعت 1Gbps روی مدیا فیبر تا چند صد کیلومتر انتقال دهد، هیچگاه برای انتقال داده در محیطهای با مقیاس کوچک و کاربردهای با حجم داده پائین مورد استفاده قرار نمیگیرد.
بعضی از این استانداردهای فيزيكی که عمدتاً مدیران و کارشناسان شبکه با آنها آشنایی دارند، عبارتند از:
در شبكههای LAN امروزه BaseT 100 معمولترین استاندارد فيزيكی مورد استفاده است که قادر است سیگنال را با سرعت حداکثر 100 Mbps و با مسافت حداکثر 100m روی مدیا زوج سیم مسي انتقال دهد که کاربرد آن در شبكههای محلی است (LAN). در ارتباطات WAN، تکنولوژی STM1 قادر است سیگنال را با سرعت حداکثر 155Mbps روی مدیا فیبر با مسافتهای طولانی منتقل کند که کاربرد آن عمدتاً در ارتباطات بین مراکز مخابراتی است. البته امروزه این تکنولوژی ارتباطی، قابل استفاده در ISPها نیز میباشد.
WiFi نیز یکی دیگر از استانداردهای فيزيكی است که مهمترین خصوصیت آن بی سیم بودن ارتباط است، لذا یک سازمان میتواند بدون وابسته بودن به يك Provider و یا ISP، دفاتر مختلف خود را از طریق تکنولوژی 802.11 به هم مرتبط نمایند.
WiMax در باند فرکانسی که معمولاً نیاز به مجوز دارد، ارتباطات را برقرار مینماید. لذا کمتر سازمانها از این تکنولوژی برای ارتباط استفاده میکنند و عمدتاً ISPها، دفاتر مختلف یک سازمان را از طریق این تکنولوژی متصل مینمایند و یا سرویسهايی مانند اینترنت و یا VPN را روی اين بستر به مشتری ارائه میدهند.
VSAT تنها تکنولوژی بی سیمي است که قادر است ارتباطات راههاي بسيار دور را برقرار نماید. امروزه اگر نخواهیم دفاتر یک سازمان را که در کشورهای مختلف قرار دارند، از طریق اینترنت به هم متصل نمائیم تنها راهحل، ارتباط تکنولوژی ماهوارهای است.
لذا یک مهندس شبکه باید با انواع استانداردهای فیزیکی، کاربرد آنها، سرعت و مسافتی که هر استاندارد فيزيكی پشتیبانی مینماید و بعضی مشخصات مكانيكی آن مانند نوع مدیا، کانکتور و...آشنایی داشته باشد. جزئیات بیشتر استانداردهای فيزيكی به خواننده واگذار می شود.