CCNA1 : Chapter 8 OSI Physical Layer
CCNA1 : CCNA Exploration Network Fundamentals – 4.0
Chapter 8 OSI Physical Layer
>Physical Layer: Communication SignalsPurpose of the Physical Layer
– Physical Layer เป็นเลเยอร์ระดับล่างสุดที่ทำการส่งข้อมูลในระดับบิตไปยังสื่อที่ใช้ในการส่งข้อมูล
– เป้าหมายของเลเยอร์นี้สร้างสัญญาณ(ไฟฟ้า, แสง, ไมโครเวฟ) ที่เป็นตัวแทนของบิตในแต่ละเฟรม
Physical Layer Operation
– สื่อที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล : การเลือกใช้สื่อขึ้นกับว่าต้องการส่งสัญญาณอะไร
1. Copper cable : ใช้ส่งสัญญาณไฟฟ้า
2. Fiber : ใช้ส่งแสง
3. Wireless : ใช้ส่งคลื่นวิทยุ
Physical Layer Standards
– The International Organization for Standardization (ISO)
– The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
– The American National Standards Institute (ANSI)
– The International Telecommunication Union (ITU)
– The Electronics Industry Alliance/Telecommunications Industry Association (EIA/TIA)
– National telecommunications authorities such as the Federal Communication Commission (FCC) in the USA.
Physical Layer Fundamental Principles
– The physical components : ฮาร์ดแวร์, สื่อ, ตัวเืชื่อมต่อ
– Data encoding : คือกระบวณการเปลี่ยนข้อมูลให้เป็นสัญญาณ
– Signaling : คือการแปลงสัญญาญให้อยู่ในรูปบิตข้อมูลที่เป็น 0 หรือ 1
>Physical Signaling and Encoding: Representing Bits
Signaling Bits for the Media
– การเปลี่ยนแปลงของบิตอาจจะพิจารณาตามลักษณะของ Amplitude, Frequency, Phase
– ตัวอย่างของกระบวณการแปลงบิตข้อมูลให้อยู่ในรูปของสัญญาณ
1. Non-Return to Zero (NRZ) : ถ้าบิตข้อมูลมีค่าเป็น 0 แรงดันไฟฟ้าจะมีค่าเป็นบวก แต่ถ้าบิตข้อมูลมีค่า 1 แรงดันไฟฟ้าจะมีค่าลบ กระบวณการนี้เหมาะกับการส่งข้อมูลแบบช้า
2. Manchester Encoding : กระบวณการนี้จะมีการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากบวกเป็นลบเมื่อบิตข้อมูลมีค่าเป็น 0 แต่ถ้าบิตข้อมูลมีค่าเป็น 1 จะมีการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากลบเป็นบวก ตัวอย่างการใช้เช่น 10BaseT Ethernet
Data-Carrying Capacity : พิจารณาจาก Bandwidth, Throughput, Goodput
>Physical Media: Connecting Communication
Types of Physical Media
Unshielded Twisted Pair (UTP) Cable
– สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีส่วนป้องกันสัญญาณรบกวนหรือ UTP (Unshielded Twisted Pairs) เป็นสายสัญญาณที่นิยมเรียกสั้น ๆ ว่าสาย UTP เป็นสายสัญญาณที่นิยมใช้กันมากที่สุดในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ปัจจุบัน ซึ่งการใช้สายนี้ความยาวต้องไม่เกิน 100 เมตร
Shielded Twisted Pair (STP) Cable
– สายคู่บิดเกลียวแบบมีส่วนป้องกันสัญญาณรบกวน หรือ STP (Shielded Twisted Pairs) มีส่วนที่เพิ่มขึ้นมาคือ ส่วนที่ป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอก ซึ่งชั้นป้องกันนี้อาจเป็นแผ่นโลหะบาง ๆ หรือใยโลหะที่ถักเปียเป็นตาข่าย ซึ่งชี้นป้องกันนี้จะห่อหุ้มสายคู่บิดเกลียวทั้งหมด ซึ่งจุดประสงค์ของการเพิ่มขั้นห่อหุ้มนี้เพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่ เหล็กไฟฟ้า เช่น คลื่นวิทยุจากแหล่งต่าง ๆ
– ใช้ใน Token Ring
Coaxial Cable
– สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable) ส่วนใหญ่จะเรียกสั้น ๆ ว่าสายโคแอ็กซ์ (Coax) จะมีตัวนำไฟฟ้าอยู่สองส่วน คำว่า โคแอ็กซ์ มีความหมายว่า “มีแกนร่วมกัน” ซึ่งชื่อก็บอกความหมายว่าต้นนำทั้งสองตัวมีแกนร่วมกันนั่นเอง โครงสร้างของสายโคแอ็กซ์ประกอบด้วยสายทองแดงเป็นแกนกลาง แล้วห่อหุ้มด้วยวัสดุที่เป็นฉนวน ชั้นต่อมาจะเป็นตัวนำไฟฟ้าอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งจะเป็นแผ่นโลหะบาง ๆ หรืออาจจะเป็นใยโลหะที่ถักเปียปุ้มอีกชั้นหนึ่ง สุดท้ายก็หุ้มด้วยฉนวนและวัสดุป้องกันสายสัญญาณ ส่วนแกนเป็นส่วนที่นำสัญญาณข้อมูล ส่วนชั้นในข่ายเป็นชั้นที่ใช้ป้องกันสัญญาณรบกวนจากภายนอกและเป็นสายดินใน ตัว ดังนั้นสองส่วนนี้ต้องไม่เชื่อมต่อกันมิฉะนั้นอาจเกิดไฟช็อตได้
– ส่วนใหญ่ใช้กับสัญญาณเคเบิลทีวี
Copper Media Safety
– Electrical Hazards
– Fire Hazards :
Fiber Media
– สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic) ใช้สัญญาณแสงในการส่งสัญญาณไฟฟ้า ทำให้การส่งสัญญาณไม่ถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่าง ๆ ทั้งยังคงทนต่อสภาพแวดล้อมอีกด้วย และตัวกลางที่ใช้สำหรับการส่งสัญญาณแสงก็คือ ใยแก้วซึ่งมีขนาดเล็กและบางทำให้ประหยัดพื้นที่ไปได้มาก สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกลโดยมีการสูญเสียของสัญญาณน้อย ทั้งยังให้อัตราข้อมูล (Bandwidth) ที่สูงยิ่งกว่าสายแบบโลหะหลายเท่าตัว
– การแบ่ง ประเภทของสายไฟเบอร์นั้นจะใช้โมเดลดิสเปอร์ชันเป็นเกณฑ์คือ
• สายไฟเบอร์แบบมัลติโหมดจะมีขนาดคอร์ใหญ่กว่ามาก (ประมาณ 50-100 ไมครอน) ซึ่งอนุญาตให้แสงหลายโหมดผ่านได้, ใช้แสงเลเซอร์
• สายไฟเบอร์แบบซิงเกิลโหมดมีขนาดประมาณ 5-10 ไมครอน อนุญาตให้แสงโหมดเดียว (1310 nm หรือ 1550nm) ผ่านได้เท่านั้น ซึ่งทำให้การแตกกระจายของสัญญาณลดลงได้มาก, ใช้แสงจาก LEDs
– ข้อดีของใยแก้วนำแสดงคือ
1. ป้องกันการรบกวนจากสัญญาณไฟฟ้าได้มาก
2. ส่งข้อมูลได้ระยะไกลโดยไม่ต้องมีตัวขยายสัญญาณ
3. การดักสัญญาณทำได้ยาก ข้อมูลจึงมีความปลอดภัยมากกว่าสายส่งแบบอื่น
4. ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงและสามารถส่งได้มาก ขนาดของสายเล็กและน้ำหนักเบา
โดนใจอยากให้อ่าน
Leave a comment