A fizikai réteg a hét hálózati réteg közül a legalsó. Biteket,
bitsorozotakokat továbbít egymással kapcsolatban álló számítógépek közt,
biztosítja az ehhez szükséges mechanikai, funkcionális, villamos és
eljárási eszközöket.
Az információ kódolása
Az információt kódolni lehet a kettes számrendszer szerint, ezeket a
jeleket továbbítja a fizikai réteg. Egy szöveg például egy
karaktersorozat, ahol az egyes karakterek kódolhatók 0 és 1 számokkal.
Egy képet sakktáblaként értelmezhetünk, ahol a mezők a képpontok, és
ahol minden mezőnek megvan a saját kódja (a színe szerint). Hangok
esetén a megfelelő számérték a hangmagasságból és hangerőből tevődik
össze. A film egy kép-, és egy hangsorozat együttese.
Az információt digitális és analóg módon lehet továbbítani.
Digitális adatátvitel: sebességét bizonyos idő alatt továbbított bitek számával határozhatjuk meg, mértékegysége bit/s. Használatos a baud mértékegység, amely a másodperc alatt bekövetkezett változások számát adja meg. Analóg adatátvitel: a sávszélesség a legfontosabb jellemzője a közegen átvihető jel maximális és minimális frekvenciájának különbsége, mértékegysége Hz. A vonalak megosztása
A vonalakat, ahol az adatokat továbbítják, gyakran nem használják ki
maximálisan, ezért egy-egy vonalat kisebb csatornákra osztanak. A
vonalakat háromféleképp lehet felosztani:
Fizikai átviteli közegekI. Koaxiális kábel
A koaxiális szó önmagában "közös tengelyű"-t jelent. A koaxiális vezeték
felépítése bentről kifelé haladva: vezető ér-melegér, szigetelőanyag,
árnyékolás(alumíniumfólia vagy sodrott háló), szigetelőanyag.
![]() ![]()
Két fő típusa van: Szélessávú koaxiális kábel: analóg átvitelt
tesz lehetővé, 300-500 MHz-es jeleket akár 100 km-re is továbbít. GHz-es
nagyságú jelek átvitelére is alkalmas, így a vonalat több, kisebb
sávszélességű csatornákra osztják, így egymástól független
információátvitelt tesznek lehetővé egy vonalon. Alapsávú koaxiális kábel:
főleg a digitális adatátvitelben használják. Két típusa van, a vékony
és a vastag koaxiális kábel. A vékony koaxiális kábelt az Ethernet
hálózatokban használják adatátviteli sebessége 1 km-en 100Mbit/s- a
távolság csökkenésével ez a szám nő és fordítva. A vastag koaxiális
kábel lassan eltűnik, a vékony koaxnál vastagabb, nehezebben szerelhető,
ugyanakkor nagyobb távolságok áthidalhatók ugyanakkora
sebességgel-jobban kiküszöbölhetők ugyanis a környezeti hatások által
okozott zavarok.
II. Csavart érpár
Két szigetelt, spirálisan egymásra csavart vezetékből áll. Az
árnyékolással ellátott érpárt STP kábelnek, az árnyékolás nélkülit UTP
kábelnek nevezzük. Az egymásra csavarással a jelkisugárzás minimálisra
csökkenthető. Ha több érpárt fognak össze, általában egy szigeteléssel
látják el őket, így tovább csökkentik a külvilág hatásait a kábelekre. A
közepes méretű hálózatok az UTP kábeleket részesítik előnyben. Az UTP
kábeleket több típusba osztják:
1. kategória - hangátvitel
2. kategória - 4 Mbit/s- os adatvonal 3. kategória - 10 Mbit/s- os adatvonal 4. kategória - 20 Mbit/s- os adatvonal 5. kategória - 100 Mbit/s- os adatvonal III. Optikai vezeték
Az optikai vezeték használatakor az információ fényimpulzusok formájában
terjed a közegben- ez lehet levegő is, de csak kis távolságokon belül.
Nagy távok esetén a fény optikai szálon keresztül terjed. Ez egy nagyon
vékony cső, melynek belsejét speciális anyag tölti ki, amelyben halad a
fény. Kétféle kábelen keresztül továbbítható az információ: a többmódusú
és egymódusú kábelen. A többmódusú kábel esetében a fényvisszaverődés
segítségével továbbítják az információt: ha a vezetőben a fény megfelelő
szögben esik a cső felületére, teljes mértékben visszaverődik, így tud
haladni az információ. Az egymódusú kábel esetében a cső átmérője
megegyezik a fény hullámhosszával, így a fény visszaverődés nélkül
haladhat, nagy távolságba juthat az információ erősítés nélkül.
IV. Földi mikrohullámú vonal
Nagy sebességű, nagy távolságok áthidalására is alkalmas. Időjárásfüggő.
V. Műholdas átvitel
Mikrohullámú átvitel a Föld és műholdak közt. Optimális az 1-10 GHz-s átvitel, bár az időjárás nagyban befolyásolja azt.
Hálózati eszközökHálózati kártya
A hálózati kártya a számítógépek hálózatra kapcsolódását és az azon
történő kommunikációját lehetővé tevő bővítőkártya. Ez minden hálózatra
kötött számítógépen megtalálható. Ezekbe lehet beledugni a szabványos
hálózati kábelt. Léteznek vezeték nélküli kártyák is. Ezek
rádióhullámokat vesznek/adnak, és ezzel kommunikálnak.
![]()
Sebességük: 10Mb/s-1Gb/s között mozog.
Modem
A modem egy olyan berendezés, ami egy vivőhullám modulálásával a
digitális jelet analóg információvá, illetve a másik oldalon ennek
demodulálásával újra digitális információvá alakítja. Az eljárás célja,
hogy a digitális adatot analóg módon átvihetővé tegye. A telefonos modem
például, a számítógép által használt digitális 1 és 0 jeleket úgy
alakítja át hangfrekvenciává, hogy az telefon vonalon továbbítható
legyen. Szabványos sebességei: 14kbps, 28,8kbps, 33,6kbps, 56kbps.
Sebessége láthatóan nem nagy, viszont előnye, hogy ahol van telefon ott
lehet internetezni is ennek segítségével.
Fajtái:
Csomóponti eszközökRövid prezentáció a csomóponti eszközökről. Repeater
A legegyszerűbb csomóponti eszköz, jelentése ismétlő, és valójában
ennyit is csinál. A beérkező jelet megismétli, így az nem torzul el egy
hosszú kábelben. Nem intelligens eszköz.
Hub
Ez már 2-nél több számítógép összekötésére is lehetőséget kínál. Viszont
még mindig nem intelligens, tehát ha rá van kötve 4 számítógép és az
1-es küld egy adatcsomagot a 3-nak, akkor ezt az adatcsomagot megkapja
mind a 2-es mind a 4-es számítógép is.
Switch
Már egy intelligens eszköz. Tehát, ha egy switch-el játszuk el a fenti
példát, akkor az adatot csak a 3-as számítógépnek küldi tovább a switch.
Így nem terheli le a hálózatot az adatforgalom, gyorsabb lesz.
![]() RouterA router, vagy útválasztó a
számítógép-hálózatokban egy forgalomirányítást végző eszköz, amelynek a
feladata a helyi hálózatok összekapcsolása. A router akkor jön szóba, ha
például van két darab 4 gépből álló hálózatunk (a 4-4 gép egy-egy
switchel van összekötve). Az „A” csoport 1. gépe akar küldeni a „B”
csoport 2-es gépének adatot. Itt jön szóba az „A” router, aki továbbítja
a „B” routernek ,aki továbbküldi a Bcsoport 2-es gépnek egy switchen
keresztül. Tehát, ha egy külső géppel akarunk kommunikálni, ami nincs
összekötve a switchünkel (pl.: egy weblap szervergépe), akkor már kell
egy router.
TopológiákCsillag topológia
A csillag topológia a legidősebb módja egy hálózat kiépítésének.
Központja a szerver, melyre minden kliens külön csatlakozik, egymást a
szerveren keresztül érik el. A központi gépet HUB-nak (ez lehet egy hub,
vagy egy switch), a hálózatba kapcsolt gépeket pedig NODE-nak nevezik.
Minden node egyetlen kábellel csatlakozik a hubhoz. A csillag topológia
legfőbb előnye az, hogy ha megszakad a kapcsolat a hub és bármelyik
számítógép között, az nem befolyásolja a hálózat többi csomópontját,
mert minden node-nak megvan a saját összeköttetése a hub-bal. A
topológia hátránya az, hogy a központ meghibásodásával az egész hálózat
működésképtelenné válik.
Gyűrű topológia
Minden állomás, beleértve a szervert is, két szomszédos állomással áll
közvetlen kapcsolatban. Az összeköttetés körkörös gyűrű, ebből
következően a hálózatnak nincs végpontja. Bármely pontról elindulva
végül visszatérünk a kiindulóponthoz, hiszen az adat csak egy irányban
halad. Az üzeneteket a gépek mindig a szomszédjuknak adják át, s ha az
nem a szomszédnak szólt, akkor az is továbbítja. Addig vándorol az
üzenet gépről gépre, amíg el nem érkezik a címzetthez. A csillag
topológiától eltérően a gyűrű topológia folyamatos útvonalat igényel a
hálózat összes számítógépe között. A gyűrű bármely részén fellépő
meghibásodás hatására a teljes adatátvitel leáll. Ezenkívül hátránya még
az is, hogy az adat a hálózat minden számítógépén keresztülhalad, és a
felhasználók illetéktelenül is .hozzájuthatnak az adatokhoz.
Sín topológiaA sín topológia a legegyszerűbb hálózati
elrendezés. Ez az elrendezés egyetlen, busznak nevezett átviteli közeget
használ. A buszon lévő mindegyik számítógépnek egyedi címe van, ez
azonosítja a hálózaton. Egy busz topológiájú hálózat esetén a
számítógépeket az esetek többségében koaxiális kábellel csatlakoztatják
Nem egyetlen hosszú kábel, hanem sok rövid szakaszból áll, amelyeket
T-csatlakozók segítségével kötnek össze. Egy speciális hardverelemet
kell használni a kábel mindkét végének lezárásához, hogy ne verődjön
vissza a buszon végighaladó jel, azaz ne jelenjen meg ismételt adatként.
Ahogy az adat végighalad a buszon, mindegyik számítógép megvizsgálja,
hogy eldöntse, melyik számítógépnek szól az üzenet. A busz topológiával
az a probléma, hogy ha a buszkábel bárhol megszakad, mindkét oldalon
megszűnik a lezárás. A lezárás megszűnésének hatására a jel
visszaverődik és meghamisítja a buszon lévő adatokat.
![]() |
Hálózatok > Az OSI/ISO hivatkozási modell >