nivel fisico

Modelo OSI

Profesor: Ortiz Soriano Pedro Luis

Ciclo: V

Asignatura: Diseño de Redes

Computación e Informática

Pertenece a: Nieto García M. Soledad

“Año de la Integración y Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

Perú - 2012

ISTP – Madre del Amor Hermoso Computación e Informática

Diseño de Redes Página 2

Nivel Físico Capa 1



Contenido

I. Introducción ............................................................................................................................. 4

1.1 Historia ................................................................................................................................ 4

1.2 Modelo de referencia OSI..................................................................................................... 4

1.3 Definición de Modelo OSI ..................................................................................................... 5

II. Nivel Físico ................................................................................................................................ 6

2.1 Definición............................................................................................................................. 6

2.2 Objetivo de la Capa Física ..................................................................................................... 7

2.3 Funciones............................................................................................................................. 7

2.4 Estándares definidos en los medios Guiados ........................................................................ 7

2.5 Tipos de Redes definidas por la capa física ........................................................................... 7

2.6 Codificación ......................................................................................................................... 8

2.7 Señalización ......................................................................................................................... 8

2.8 Funcionamiento ................................................................................................................... 9

2.9 Estándares ........................................................................................................................... 9

2.10 Identificación de una trama .......................................................................................... 11

2.11 Hardware y tecnologías de la Capa física ....................................................................... 12

III. Resumen ................................................................................................................................. 14

IV. Índice ...................................................................................................................................... 15



I. Introducción

1.1 Historia

A principios de 1980 el desarrollo de redes surgió con desorden en muchos sentidos. Se produjo un enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes. A medida que las empresas tomaron conciencia de las ventajas de usar tecnologías de conexión, las redes se agregaban o expandían a casi la misma velocidad a la que se introducían las nuevas tecnologías de red. Para mediados de 1980, estas empresas comenzaron a sufrir las consecuencias de la rápida expansión. De la misma forma en que las personas que no hablan un mismo idioma tienen dificultades para comunicarse, las redes que utilizaban diferentes especificaciones e implementaciones tenían dificultades para intercambiar información. El mismo problema surgía con las empresas que desarrollaban tecnologías de conexiones privadas o propietarias. "Propietario" significa que una sola empresa o un pequeño grupo de empresas controlan todo uso de la tecnología. Las tecnologías de conexión que respetaban reglas propietarias en forma estricta no podían comunicarse con tecnologías que usaban reglas propietarias diferentes. Para enfrentar el problema de incompatibilidad de redes, la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) investigó modelos de conexión como la red de Digital Equipment

Corporation (DECnet), la Arquitectura de Sistemas de Red (Systems Network Architecture) y TCP/IP a fin de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma general a todas las redes. Con base en esta investigación, la ISO desarrolló un modelo de red que ayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes.

1.2 Modelo de referencia OSI Fue desarrollado en 1984 por la Organización Internacional de Estándares (ISO), una federación global de organizaciones que representa aproximadamente a 130 países. El núcleo de este estándar es el modelo de referencia OSI, una normativa formada por siete capas que define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones. Siguiendo el esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos. El advenimiento de protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo es muy usado en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una "pila" de protocolos de comunicaciones. El modelo especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes. Se trata de una normativa estandarizada útil debido a la existencia de muchas tecnologías, fabricantes y compañías dentro del mundo de las comunicaciones, y al estar en continua expansión, se tuvo que crear un método para que todos pudieran entenderse de algún modo, incluso cuando las tecnologías no coincidieran. De este modo, no importa la localización geográfica o el lenguaje utilizado. Todo el mundo debe atenerse a unas normas mínimas para poder comunicarse entre sí. Esto es sobre todo importante cuando hablamos de la red de redes, es decir, Internet.

http://es.wikipedia.org/wiki/DECnet



1.3 Definición de Modelo OSI El modelo de interconexión de sistemas abiertos, también llamado OSI (Open System Interconnection) es el modelo de red descriptivo creado por la Organización Internacional para la Estandarización en el año 1984. Es decir, es un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones. El modelo especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.

Este modelo está dividido en siete capas:



II. Nivel Físico

2.1 Definición

La Capa Física del modelo de referencia OSI es la que se encarga de las conexiones físicas de la computadora hacia la red: En lo que se refiere al medio físico:

o Medios guiados: cable coaxial, cable de par trenzado, fibra óptica y otros tipos de cables;

o Medios no guiados: radio, infrarrojos, microondas, laser y otras redes inalámbricas; o Características del medio (tipo de cable o calidad del mismo; tipo de conectores

normalizados o en su caso tipo de antena; etc.) Forma en la que se transmite la información:

o Codificación de señal o Niveles de tensión/intensidad de corriente eléctrica o Modulación de la señal, tasa binaria, etc.

Es la encargada de transmitir los bits de información a través del medio utilizado para la transmisión.



2.2 Objetivo de la Capa Física

La misión principal de esta capa es transmitir bits por un canal de comunicación, de manera que cuanto envíe el emisor llegue sin alteración al receptor. La capa física proporciona sus servicios a la capa de enlace de datos, definiendo las especificaciones eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales.

2.3 Funciones

Sus principales funciones se pueden resumir como: Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares

trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica. Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas

(niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos. Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y

liberación del enlace físico). Transmitir el flujo de bits a través del medio. Manejar las señales eléctricas/electromagnéticas Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión,

polos en un enchufe, etc. Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de esta).

2.4 Estándares definidos en los medios Guiados

10Base5 (10 Mbps, 500 metros): También llamado cable Thick coaxial .Es un cable de 75

ohmios. Los ordenadores suelen conectarse mediante conectores T. 10base2 (10 Mbps, 200 metros): También llamado Thin coaxial. Es de 50 ohmios. Los

ordenadores suelen conectarse mediante conectores T. 10baseF: Utiliza fibra óptica. Este se divide en tres especificaciones: 10basefp (pasiva): Topología en estrella pasiva para interconectar 1 KM por segmento

como máximo. 10baseFL: Define un enlace punto a punto que se puede usar para conectar estaciones o

repetidores a una distancia máxima de dos Km. 10baseFB: Define un enlace punto a punto que puede usarse para conectar repetidores a

dos km como máximo.

2.5 Tipos de Redes definidas por la capa física

De acuerdo con su tecnología de transmisión las redes se clasifican en:

Redes Broadcast: Es una red broadcast el canal de transmisión es compartido por todos los ordenadores interconectados. En este tipo de red, los paquetes transmitidos son enviados a un determinado destinatario, especificando su dirección en el paquete.

Redes Punto a Punto: Las redes punto a punto se construyen por medio de conexiones entre pares de ordenadores, también llamados líneas o canales.

De acuerdo con su escala se clasifican en:

Redes de Área Local (LAN): Las redes de área local tienen tecnología broadcast, por lo que tiene medio compartido, utilizan un cableado específico, tiene una velocidad de 1 a 100 Mbps y una extensión máxima de 3 km. La topología básica de las redes de área local es en bus (Ethernet) o en anillo (Token Ring). Sin embargo, pueden hacerse topologías más



complejas utilizando elementos adicionales, tal como los repetidores, puentes, conmutadores, etc.

Redes de Área amplia (WAN): Cubren una extensa área geográfica, interconectando generalmente diversas LAN, y suelen estar formadas por una serie de dispositivos de conmutación interconectados.

2.6 Codificación

La codificación es un método utilizado para convertir un stream de bits de datos en un código predefinido. Los códigos son grupos de bits utilizados para ofrecer un patrón predecible que pueda reconocer tanto el emisor como el receptor. La utilización de patrones predecibles permite distinguir los bits de datos de los bits de control y ofrece una mejor detección de errores en los medios. Además de crear códigos para los datos, los métodos de codificación en la capa física también pueden proporcionar códigos para control, como la identificación del comienzo y el final de una trama. El host que realiza la transmisión transmitirá el patrón específico de bits o un código para identificar el comienzo y el final de la trama.

2.7 Señalización

La capa física debe generar las señales inalámbricas, ópticas o eléctricas que representan el "1" y el "0" en los medios. El método de representación de bits se denomina método de señalización. Los estándares de capa física deben definir qué tipo de señal representa un "1" y un "0". Esto puede ser tan sencillo como un cambio en el nivel de una señal eléctrica, un impulso óptico o un método de señalización más complejo.



2.8 Funcionamiento

Los medios no transportan la trama como una única entidad. Los medios transportan señales, una por vez, para representar los bits que conforman la trama. Existen tres tipos básicos de medios de red en los cuales se representan los datos: Cable de cobre Fibra Inalámbrico

La presentación de los bits -es decir, el tipo de señal- depende del tipo de medio. Para los medios de cable de cobre, las señales son patrones de pulsos eléctricos. Para los medios de fibra, las señales son patrones de luz. Para los medios inalámbricos, las señales son patrones de transmisiones de radio.

2.9 Estándares

La capa física consiste en un hardware creado por ingenieros en forma de conectores, medios y circuitos electrónicos. Por lo tanto, es necesario que las principales organizaciones especializadas en ingeniería eléctrica y en comunicaciones definan los estándares que rigen este hardware. Por el contrario, las operaciones y los protocolos de las capas superiores de OSI se llevan a cabo mediante un software y están diseñados por especialistas informáticos e ingenieros de software. Al igual que otras tecnologías asociadas con la capa de Enlace de datos, las tecnologías de la capa física se definen por diferentes organizaciones, tales como: La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) La Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU)



La Asociación de Industrias Electrónicas/Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (EIA/TIA)

Autoridades de las telecomunicaciones nacionales, como la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) en EE.UU.



2.10 Identificación de una trama

Cuando la capa física codifica los bits en señales para un medio específico, también debe distinguir dónde termina una trama y dónde se inicia la próxima. De lo contrario, los dispositivos de los medios no reconocerían cuándo se ha recibido exitosamente una trama. En tal caso, el dispositivo de destino sólo recibiría una secuencia de señales y no sería capaz de reconstruir la trama correctamente. Sin embargo, en muchas tecnologías, la capa física puede agregar sus propias señales para indicar el comienzo y el final de la trama. Para habilitar un dispositivo receptor a fin de reconocer de manera clara el límite de una trama, el dispositivo transmisor agrega señales para designar el comienzo y el final de una trama. Estas señales representan patrones específicos de bits que sólo se utilizan para indicar el comienzo y el final de una trama. En las siguientes secciones de este capítulo, se analizarán detalladamente el proceso de codificación de una trama de datos de bits lógicos a señales físicas en los medios y las características de los medios físicos específicos.



2.11 Hardware y tecnologías de la Capa física

Las tecnologías definidas por estas organizaciones incluyen cuatro áreas de estándares de la capa física: Propiedades físicas y eléctricas de los medios Propiedades mecánicas (materiales, dimensiones, diagrama de pines) de los

conectores Representación de los bits por medio de las señales (codificación) Definición de las señales de la información de control

Todos los componentes de hardware, como adaptadores de red (NIC, Tarjeta de interfaz de red), interfaces y conectores, material y diseño de los cables, se especifican en los estándares asociados con la capa física.



III. Resumen

La Capa 1 del modelo OSI es responsable de la interconexión física de los dispositivos. Los estándares de esta capa definen las características de la representación en frecuencias eléctricas, ópticas y radiofrecuencias de los bits que componen las tramas de la capa de Enlace de datos que se transmiten. Los valores de bit pueden representarse mediante impulsos electrónicos, impulsos de luz o cambios en las ondas de radio. Los protocolos de la capa física codifican los bits para la transmisión y los decodifican en el destino. Los estándares de esta capa también son responsables de describir las características físicas, mecánicas y eléctricas de los conectores y medios físicos que interconectan los dispositivos de red. Los diversos protocolos de la capa física y los medios poseen distintas capacidades para transportar datos. El ancho de banda de datos sin procesar es el límite máximo teórico de transmisión de bits. El rendimiento y la capacidad de transferencia útil son diferentes medidas de una transferencia de datos observada durante un período de tiempo determinado.



IV. Índice

A

ANSI .......................................................................... 9

B

bits................................................. 6, 7, 8, 9, 11, 12, 14

broadcast .................................................................. 7

C

Codificación............................................................ 6, 8

E

electromagnéticas ..................................................... 7

F

FCC ..........................................................................10

H

host .......................................................................... 8

I

IEEE ........................................................................... 9

interconexión ....................................................... 5, 14

ISO ............................................................................ 9

ITU .......................................................................... 10

M

Modulación ............................................................... 6

P

predecibles ................................................................ 8

protocolos ........................................................... 9, 14

puentes ..................................................................... 8

R

radiofrecuencias ...................................................... 14

referencia .............................................................. 5, 6

repetidores ............................................................ 7, 8

S

stream ....................................................................... 8

T

Thick .......................................................................... 7

Thin coaxial................................................................ 7

Token Ring ................................................................. 7

trama ............................................................... 8, 9, 11

nivel fisico

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