Формирование сигналов Битов для Носителей
В конечном счете вся передача данных, полученных от людей, сводится к передаче двоичных цифр, которые транспортируются индивидуально через физические среды.
Хотя все биты, которые составляют фрейм, представляются Физическому уровню как блок, передача фрейма через носитель происходит как поток битов, отправленных по одному. Физический уровень представляет каждый из битов во фрейме в виде сигнала. У каждого сигнала, помещенного на носитель, есть определенное количество времени, которое он будет занимать носитель. Это время называют временем прохождения бита. Сигналы обрабатываются приемным устройством и возвращаются к своим битовым представлениям.
На Физическом уровне узла получения сигналы преобразовываются назад в биты. Затем биты исследуются на соответствие двоичным шаблонам начала и конца фрейма, чтобы решить, что был принят полный кадр. Физический уровень затем передает все биты фрейма Канальному уровню.
Успешная доставка битов требует некоторого метода синхронизации между передатчиком и получателем. Сигналы, представляющие биты, должны быть исследованы в определенные моменты времени в течение времени прохождения бита, чтобы должным образом определить, представляет ли сигнал "1" или "0". Синхронизация выполняется при помощи часов. В LAN каждый конец передачи имеет свои собственные часы. Много сигнальных методов используют предсказуемые переходы в сигнале, чтобы обеспечить синхронизацию между часами устройств передачи и приема.
Сигнальные Методы
Биты представляются на носителе путем изменения одной или более из следующих характеристик сигнала:
-
Амплитуда
-
Частота
-
Фаза
Природа фактических сигналов, представляющих биты на носителях, будет зависеть от сигнального метода, который используется. Некоторые методы могут использовать один атрибут сигнала для представления одного бита, равного 0, и использовать другой атрибут сигнала, чтобы представить один бит, равный 1.
К примеру, в методе с Невозврата к нулю (NRZ), 0 может быть представлен одним уровнем напряжения на носителях в течение времени прохождения бита, а 1 может быть представлен другим напряжением на носителях в течение времени прохождения бита.
Есть также методы передачи сигналов, которые используют переходы или отсутствие переходов, чтобы указать логический уровень. Например, Кодирование Манчестера указывает на 0 переходом от высокого к низкому напряжению в середине времени прохождения бита. Бит, равный 1, идентифицируется переходом от низкого к высовому напряжению в середине времени прохождения бита.
Используемый сигнальный метод должен быть совместимым со стандартом так, чтобы получатель мог обнаружить сигналы и декодировать их. Стандарт содержит соглашение между передатчиком и получателем о том, как представлять 1-цы и 0-ли. Если не будет сигнального соглашения - то есть, если будут использоваться различные стандарты на каждом конце передачи - то передача через физическую среду перестанет работать.
Сигнальные методы для представления битов на носителях, могут быть весьма сложными. Мы будем далее рассматривать два из более простых методов, чтобы проиллюстрировать понятие.