Vậy lớp vật lý gồm có những gì? Lớp vật lý bao gồm việc truyền tải các tín hiệu trong môi trường từ máy tính này đến máy tính khác. Lớp này gồm có các chi tiết kỹ thuật về các đặc tính điện và cơ như: mức điện áp, định thời tín hiệu, tốc độ dữ liệu, độ dài truyền tải lớn nhất và các kết nối vật lý của thiết bị mạng. Để một thiết bị hoạt động chỉ trong lớp vật lý, nó sẽ không có bất kỳ kiến thức nào về dữ liệu mà nó truyền tải. Một thiết bị lớp vật lý chỉ truyền tải hoặc nhận dữ liệu một cách đơn giản.
Có 4 chức năng chính của lớp vật lý. Các chức năng đó là:
- Định nghĩa của các chi tiết kỹ thuật phần cứng
- Mã hóa và tín hiệu hóa
- Phát và thu dữ liệu
- Thiết kế mạng vật lý và topo mạng
- Các định nghĩa của chi tiết kỹ thuật phần cứng
Mỗi mẩu phần cứng trong một mạng sẽ có rất nhiều các chi tiết kỹ thuật. Các chi tiết kỹ thuật này gồm có các thành phần như độ dài lớn nhất của cáp, độ rộng của cáp và sự bảo vệ xuyên nhiễu điện từ thậm chí cả sự linh động.
Một lĩnh vực khác nữa của các chi tiết kỹ thuật phần cứng là các kết nối vật lý. Nó gồm có cả hình thù và kích cỡ của các kết nối cũng như số chân và layout nếu thích hợp.
Mã hóa và tín hiệu hóa
Mã hóa và tín hiệu hóa là phần rất quan trọng của lớp vật lý. Quá trình này có thể khá phức tạp. Ví dụ, chúng ta hãy xem Ethernet. Hầu hết mọi người đều biết rằng tín hiệu được gửi là “1” và “0” bằng cách sử dụng mức điện áp thấp và cao tương ứng với hai trạng thái trên. Điều này quả thực có lợi cho một số mục đích dạy học, tuy nhiên nó hoàn toàn không đúng. Tín hiệu trên Ethernet được gửi bằng sử dụng mã hóa Manchester. Điều này có nghĩa là “1” và “0” được phát là rise (gò lên) và fall (gò xuống) trong tín hiệu. Hãy cho phép chúng tôi giải thích thêm.
Nếu bạn gửi các tín hiệu trên một cáp, mức điện áp cao thể hiện “1” và mức điện áp thấp thể hiện “0” thì phía đầu thu cũng sẽ cần biết mẫu tín hiệu đó. Điều này được thực hiện bởi một xung tín hiệu clock được phát đi. Phương pháp này được gọi là mã Non-return to Zero (NRZ), mã này có một số nhược điểm khá nghiêm trọng. Đầu tiên nếu nhóm tín hiệu xung clock với tín hiệu phát đi thì sẽ có hai tín hiệu. Nếu bạn không muốn phát tín hiệu clock thì có thể nhóm một clock trong trong một máy nhận nhưng phải gần đồng bộ hoàn hảo với clock phía phát. Chúng ta hãy giả định bạn có thể đồng bộ hóa các clock (thường thực hiện rất khó vì tốc độ truyền tải rất lớn) thì vẫn có vấn đề trong việc giữ đồng bộ khi có một khoảng dài các bít giống nhau được phát; nó là các quá độ giúp đồng bộ hóa các clock.
Mặc dù có nhiều cơ chế mã hóa khác có thể có nhiều ưu điểm hơn NRZ hoặc Manchester, tuy nhiên với sự đơn giản và tin cậy thì mã Manchester vãn có được giá trị và vẫn được sử dụng rộng rãi.
Phát và nhận dữ liệu
Dù môi trường mạng là một cáp điện, cáp quang hoặc sóng vô tuyến thì vẫn cần phải có thiết bị để truyền phát tín hiệu vật lý. Ngược lại, cũng cần có thiết bị để thu nhận các tín hiệu vật lý đó. Trong mạng không dây, việc phát và nhận này được thực hiện bởi các anten có tác dụng phát hoặc nhận các tín hiệu với các tần số được ấn định từ trước với băng tần được đặt trước.
Các đường truyền dẫn quang sử dụng thiết bị có thể tạo và nhận các xung ánh sáng, tần số của xung này được sử dụng để xác định giá trị logic của bit. Thiết bị như các amplifier và repeater hình chung đều được sử dụng trong truyền dẫn quang đường dài, các thiết bị này cũng được nhóm vào lớp vật lý trong mô hình tham chiếu OSI.
Topo mạng và thiết kế mạng vật lý
Topo mạng và thiết kế mạng cũng được nhóm vào lớp vật lý. Dù mạng của bạn là token ring, star, mesh, hoặc hybrid topology vẫn nằm trong lớp vật lý.
Cũng một thành phần được nhóm vào trong lớp vật lý nữa là layout cluster với khả năng có sẵn.
Nhìn chung tất cả những thứ bạn cần nhớ ở đây là nếu một mẩu phần cứng không biết dữ liệu đang được truyền tải trên nó thì nó sẽ được nhóm vào lớp vật lý trong mô hình tham chiếu 7 lớp OSI.
