La capa física se encarga de definir todos los aspectos relacionados con los elementos físicos de conexión de los dispositivos a la red, así como de establecer los procedimientos para transmitir la información sobre la serial física empleada. En este sentido, puede decirse que la capa física es la encargada de definir cuatro tipos de características de los elementos de interconexión:
- Mecánicas: se refiere a las características físicas del elemento de conexión con la red, es decir, a las propiedades de la interfaz física con el medio de comunicación. Por ejemplo, las dimensiones y forma del conector, el número de cables usados en la conexión, el número de pines del conector. el tamaño del cable, el tipo de antena, etc.
- Eléctricas: especifica las características eléctricas empleadas, por ejemplo, la tensión usada, velocidad de transmisión, intensidad en los pines. etc.
- Funcionales: define las funciones de cada uno de los circuitos del elemento de interconexión a la red, por ejemplo, pin X para transmitir, pin Y para recibir, etc.
- De procedimiento: establece los pasos a realizar para transmitir información a través del medio físico.
Esta capa ofrece a los niveles superiores un servicio de transmisión de datos, es decir, proporciona un mecanismo para enviar y recibir bits empleando el canal de comunicación. Es la capa de más bajo nivel.
Algunos protocolos y estándares que regulan aspectos de la capa física
- ANSI/TIA/EIA 568 A y B.
- ISO/IEC 11801.
- Parte de Ethernet y del estándar IEEE 802.3.
La transmisión de datos entre un emisor y un receptor siempre se realiza a través de un medio de transmisión. Los medios de transmisión se pueden clasificar como guiados y no guiados. En ambos casos, la comunicación se realiza usando ondas electromagnéticas. En los medios guiados, por ejemplo en pares trenzados, en cables coaxiales y en fibras ópticas, las ondas se transmiten confinándolas a lo largo de un camino físico. Por el contrario, los medios no guiados, también denominados inalámbricos, proporcionan un medio para transmitir las ondas electromagnéticas sin confinarlas, como por ejemplo en la propagación a través del aire, el mar o el vacío.
El término enlace directo se usa para designar un camino de transmisión entre dos dispositivos en el que la señal se propague directamente del emisor al receptor sin ningún otro dispositivo intermedio que no sea un amplificador o repetidor. Estos últimos se usan para incrementar la energía de la señal. Obsérvese que este término se puede aplicar tanto a medios guiados como no guiados.
Un medio de transmisión guiado es punto a punto si proporciona un enlace directo entre dos dispositivos que comparten el medio, no existiendo ningún otro dispositivo conectado. En una configuración guiada multipunto, el mismo medio es compartido por más de dos dispositivos.
Un medio de transmisión puede ser simplex, half-duplex o full-duplex. En la transmisión simplex, las señales se transmiten sólo en una única dirección; siendo una estación la emisora y otra la receptora. En half-duplex, ambas estaciones pueden transmitir, pero no simultáneamente. En fullduplex, ambas estaciones pueden igualmente transmitir y recibir, pero ahora simultáneamente. En este último caso, el medio transporta señales en ambos sentidos al mismo tiempo.
Tipos de transmisión
Toda señal electromagnética, considerada como función del tiempo, puede ser tanto analógica como digital.
- Una señal analógica es aquella en la que la intensidad de la señal varía suavemente en el tiempo. Es decir, no presenta saltos o discontinuidades.
- Una señal digital es aquella en la que la intensidad se mantiene constante durante un determinado intervalo de tiempo, tras el cual la señal cambia a otro valor constante. La señal continua puede corresponder a voz y la señal discreta puede representar valores binarios (0 y 1).
Señales analógicas y digitales
Cuando un medio o canal es compartido por varios emisores que desean transmitir a la vez, este debe multiplexarse. La multiplexación significa que se reserva parte del canal a cada emisor.
- En medios con transmisión analógica suele multiplexarse por división de frecuencias (Frequency-division multiplexing – FDM), asignandose a cada emisor una frencuencia distinta.
- En medios con transmisión digital suele multiplexarse por división de tiempo (Time division multiplexing -TDM), asignando a cada emisor una pequeña ranura de tiempo.
Para multiplexar un medio es necesario disponer de un dispositivo multiplexor en el origen y un dispositivo demultiplexor en el destino.