(T) Warstwa pierwsza modelu OSI**

Funkcje warstwy pierwszej modelu OSI

Budowa Warstwy pierwszej

  • Komponenty fizyczne – Uwzględniają wszelkie elektryczne urządzenia niezbędne do nadawania oraz odbierania sygnałów.
  • Kodowanie:
    • Jest formą konwersji strumienia danych w wyjściowy kod, składający się z grupy odpowiednio ułożonych bitów.
    • Zawiera dodatkowy kod identyfikujący początek oraz koniec nadchodzącej wiadomości.
    • Metody kodowania zawierają: Kod Manchaster reprezentujący wartość bitową 1 wysokim poziomem napięcia oraz 0 niskim, oraz zasadę „Non-return to zero” która dopuszcza jedynie dwie wartości „jeden” oraz „zero” nie uwzględniając tym samym stanów przejściowych. 
  • Sposoby nadawania sygnałów:
    • FM (Frequency Modulation) – Metoda transmisji, w której częstotliwość nośna zmienia się zgodnie z sygnałem.
    • AM (Amplitude Modulation) – Technika transmisji, w której amplituda nośnika zmienia się zgodnie z sygnałem.
    • PCM (Pulse-Coded Modulation) – Technika, w której sygnał analogowy, taki jak głos, jest przekształcany w sygnał cyfrowy poprzez próbkowanie amplitudy sygnału, a następnie wyrażanie różnych amplitud w postaci liczby binarnej.

Ważne pojęcia

  • Goodput – Rzeczywista użyteczna ilość przesyłanych danych, w określonym okresie czasu.
  • Pasmo (Bandwidth) – Ilość danych jaka może być przepuszczana przez połączenie, w określonym okresie czasu.
  • Przepustowość (Throughput) – Rzeczywista szerokość pasma (Bandwidth), zmierzona w określonym okresie czasu (Jest to prędkość pasma pomniejszona o istniejący ruch sieciowy oraz wszelkie opóźnienia).
  • Pasmo & Przepustowość – W sieciach komputerowych, szerokość pasma jest miarą maksymalnej (teoretycznej) ilości danych, które można przesłać przez sieć w jednej jednostce czasu (Zwykle jest to sekunda), natomiast przepustowość oznacza rzeczywistą szerokość pasma mierzoną w danym czasie.
  • EMI (Electromagnetic Interference) – Określa zakłócenia elektromagnetyczne, zakłócające przepływ danych.
  • Przesłuch (Crosstalk) – Określa zakłócenia zachodzące podczas przesyłania danych przez medium transmisyjne.

Medium transmisji danych

Okablowanie miedziane UTP, STP, Coaxial

  • Podział na kategorie:
    • Kategoria trzecia (3 UTP) – Przeznaczona do komunikacji głosowej oraz linii telefonicznych.
    • Kategoria Piąta (5 UTP) – Wspiera technologie przesyłu danych 100 Mb/s i 1000 Mb/s, jednak stosowanie drugiego pasma nie jest zalecane.
    • Kategoria Piąta E (5E UTP) – Wspiera technologie przesyłu danych 1000 Mb/s.
    • Kategoria szósta (6 UTP) – Wspiera technologie przesyłu danych 1000 Mb/s oraz 10 000 Mb/s, jednak stosowanie drugiego pasma nie jest zalecane. 
  • Kabel Konsolowy (Rollover) – Kabel konsolowy.
  • STP (Shieldet Twisted Pair) – Wspiera technologie przesyłu danych 10 000 Mb/s (10gb/s).
  • Rodzaje okablowania UDP:
    • Proste (Straight Through) – Składa się z dwóch takich samych zakończeń w wersji T568A lub T568B.
    • Skrosowane (Crossover) – Składa się z dwóch różnych zakończeń, jednego w wersji T568A oraz drugiego T568B.
      • Łączy pin 1 i 2 z jednej strony przewodu do pin-u 3 i 6 strony przeciwnej.
    • T568A || ||  ||  || (Na przemian pół-kolorowe pół-białe oraz w pełni kolorowe).
    • T568B || ||  ||  || (Na przemian pół-kolorowe pół-białe oraz w pełni kolorowe).
  • Najważniejsze cechy połączeń fizycznych:
    • Przepustowość.
    • Maksymalny dystans.
    • Koszt zakupu.
    • Dostępność (Np. portów, materiałów SPF).

Standardy Ethernet-u

  • TAI (Telecommunications Industry Association) – Organizacja zrzeszającą firmy związane z telekomunikacją, obróbką oraz przesyłem danych. Powstała w 1998 roku skupia się na standardach dotyczących urządzeń telekomunikacyjnych a zwłaszcza normach dotyczących przewodów oraz okablowania teleinformatycznego.
Pasmo Nazwa Nazwa standardu IEEE Standard IEEE Odległość Okablowanie
10 Mbps Ethernet 10BASE-T 802.3i Miedź, 100 m CAT3, 2 pary
100 Mbps Fast Ethernet 100BASE-T 802.3u Miedź, 100 m CAT5, 2 pary
1000 Mbps Gigabit Ethernet 1000BASE-LX 802.3z Światłowód, 5000 m Multimode fiber
1000 Mbps Gigabit Ethernet 1000BASE-T 802.3ab Miedź, 100 m CAT5e, 4 pary
10 Gbps 10 Gig Ethernet 10GBASE-T 802.3ae Światłowód fiber
10 Gbps 10 Gig Ethernet 10GBASE-T 802.3an Miedź, 100 m CAT6a, 4 pary
10 Gbps 10 Gig Ethernet 10GBASE-T 802.3an Miedź, 38-55 m CAT6, 4 pary
40 Gbps 40 Gig Ethernet 40GBASE-T 802.3ba Światłowód fiber
100 Gbps 100 Gig Ethernet 100GBASE-T 802.3ba Światłowód fiber
1000 Mbps Gigabit Ethernet 1000BASE-SX 802.3z Światłowód, 550 m Multimode fiber
1000 Mbps Gigabit Ethernet 1000BASE-LX 802.3z Światłowód, 550 m Multimode fiber
1000 Mbps Gigabit Ethernet 1000BASE-LX 802.3z Światłowód, 5 Km Single-mode fiber

Standardy technologii Ethernet-owej

Transmisja danych

  • Standardy 10 Mb/s oraz 100 Mb/s podczas transmisji danych wykorzystują jedynie dwie pary przewodów, składających się na kabel Ethernet-owy (Są to piny 1, 2 oraz 3, 6.
  • Standard 1000 Mb/s podczas transmisji danych wykorzystuje wszystkie cztery pary przewodów.
  • Podczas transmisji danych poprzez kabel UTP, piny jednej skręconej ze sobą pary przewodów, tworzą elektryczny obwód umożliwiający swobodne przewodzenie prądu elektrycznego. ponadto dzięki skręceniu par ze sobą, niwelowane są zakłócenia elektromagnetyczne EMI.
  • W przypadku transmisji danych pomiędzy komputerem PC a przełącznikiem z wykorzystaniem przewodu UTP w standardzie 10 Mb/s oraz 100 Mb/s, Nadawca (PC…) nadaje na pniach 1,2 a odbiera poprzez piny 3 oraz 6, natomiast przełącznik bądź Hub robi to na odwrót. Poniżej graficzny przykład komunikacji:
Fizyczna łączność w przewodach UTP 100 Mb/s
  • Auto-MDIX – Funkcja karty sieciowej bądź dowolnego innego urządzenia sieciowego, umożliwiająca automatyczne wykrycie, jakiego rodzaju przewód został podłączony do urządzenie (Prosty (Straight Through) bądź też krosowy (Crossover)). Ponadto Auto-MDIX umożliwia zmianę funkcji poszczególnych pinów, dzięki czemu możliwe staje się połączenie ze sobą np. dwóch ruterów zarówno za pomocą kabla prostego jak i krosowanego.

Pozostałe tematy związane z modelem OSI/ISO, TCP/IP

Podstawy sieci komputerowych

Warstwy modelu OSI

PDFPRINT

Robert T Kucharski

Cisco Network Engineer in GPW.

Dodaj komentarz