A camada física é responsável por transmitir dados usando um meio físico, como um cabo de cobre ou uma onda de rádio.
A camada física não se preocupa com a estrutura dos dados ou como eles serão interpretados.
Transmitir bits um por um através de um meio físico.
Isso é feito usando sinais elétricos, ópticos ou outros meios físicos.
A modulação é o processo de converter dados digitais em sinais analógicos e vice-versa.
Cada bit devem seguir um padrão para que o receptor interprete cada 0 e 1 corretamente.
0
1
A codificação Manchester é um exemplo de codificação usada para garantir a sincronização dos bits.
Especificação das características físicas dos conectores, cabos e outros componentes físicos.
Também determina a distância máxima de transmissão, taxa de transmissão, impedância, etc.
A camada física define a quantidade de informação que pode ser transmitida simultaneamente.
A transmissão pode ser unidirectional ou bidirecional.
A disposição física dos dispositivos de rede, que pode ser feita de várias maneiras, como em uma estrutura em estrela, em uma estrutura em anel ou em uma estrutura em barramento.
Todos os dispositivos físicos de uma rede possuem algum tipo de implementação na camada física. Isso porque a camada física é a única camada que interage diretamente com o hardware.
A interface de rede é o dispositivo que permite a comunicação entre um computador e a rede.
Um hub conecta dispositivos em uma rede local.
Esse dispositivo é pouco usado pois é usado apenas para repetir os sinais de entrada em todas as suas saídas.
A conexão entre diferentes dispositivos de rede é realizada pelo que chamamos meios de transmissão. Podemos dividir os principais meios em duas categorias:
O cabo coaxial foi um dos primeiros condutores a ser utilizado para transmissão de dados.
É composto por um fio de cobre central e um condutor externo, que funciona como blindagem.
O cabo de par trançado é composto por duplas de fios de cobre trançados entre si.
Esse cabo é amplamente utilizado em redes locais, por ser barato e fácil de instalar.
O cabo crossover é um cabo que possui dois pares de fios invertidos, de forma que possa ser usado para conectar dois dispositivos para troca de dados.
Esse tipo de cabo não é mais comum, pois a maioria dos dispostivos de rede possuem o Auto-MDIX, que faz a conversão automática do cabo.
O cabo de fibra óptica é composto por um núcleo de vidro ou plástico e uma capa de proteção.
A fibra óptica é capaz de transmitir dados a velocidades muito maiores que os cabos de par trançado, porém é mais caro e difícil de instalar.
O infravermelho utiliza ondas eletromagnéticas de curto alcance (até alguns metros).
É utilizado em na comunicação de dispositivos portáteis com linha de visão direta (LOS - Line of Sight), como ar-condicionado, TV e projetores.
A rádio frequência é utilizada para comunicações de curta, média e longas distâncias.
Esse tipo de transmissão é usado em redes omni-direcionais, como WiFi, Celulares e Bluetooth.
O WiFi é um padrão de comunicação sem fio que utiliza a frequência de 2.4GHz e 5GHz.
Esse padrão é usado em dispositivos como PC, smartphones, laptops, tablets, smart TVs, etc.
O Bluetooth é um padrão de comunicação sem fio geralmente utilizado em dispositivos portáteis e de baixa potência.
Esse padrão é usado em dispositivos como smartphones, fones de ouvido, fones de ouvido sem fio, teclados sem fio, etc.
A comunicação micro-ondas usa ondas de alta frequência para comunicação de longa distância.
É usado principalmente em satélites, como Starlink, VSAT e GPS.
O transmissor envia dados em um único sentido. Não é possível que o receptor envie dados de volta.
Isso é utilizado em sistemas de broadcast, como TV e rádio, onde apenas um canal é utilizado para cada transmissão.
O transmissor e o receptor podem enviar dados em um único sentido, mas não simultaneamente.
A transmissão é feita por um mesmo canal, porém é necessário que a camada de enlace defina um protocolo para evitar colisões.
No modo full-duplex, o transmissor e o receptor podem enviar dados em ambos os sentidos simultaneamente.
Isso só pode ser feito usando diferentes canais ou frequências para cada transmissão.
A topologia ponto a ponto é a mais simples de todas, conectando dois dispositivos diretamente.
A quantidade de conexões cresce exponencialmente com a quantidade de dispositivos, sendo mais comum a conexão simples entre apenas dois dispositivos.
A topologia barramento é composta por um único cabo que conecta todos os dispositivos.
Isso exige que o meio de transmissão seja compartilhado entre todos os dispositivos, o que pode facilitar colisões e interferências.
A topologia anel é composta por dispositivos ligados em série em um circuito fechado.
Cada dispositivo repassa os dados para o próximo dispositivo até que chegue ao dispositivo de destino.
A topologia estrela é composta por um dispositivo central que conecta todos os dispositivos.
Isso faz com que o dispositivo central seja o ponto comum de falha da rede.
Composta por dispositivos conectados entre si, de forma que seja possível enviar dados de qualquer dispositivo para qualquer outro dispositivo.
Mesmo que nem todo dispositivo possua conexão direta, a rede em malha deve ser capaz de rotear os dados para o dispositivo de destino.
A largura de banda é a capacidade de transmissão de dados de um meio de transmissão. A atenuação é a perda de sinal ao longo do caminho de transmissão. A interferência é a interferência de sinais indesejados. O ruído é o sinal indesejado.