물리층

Physical layer
그 외의 사용법에 대해서는, 「PHY(명료화)」를 참조해 주세요.
OSI 모델
층별로
7. 어플리케이션 레이어
6. 프레젠테이션 레이어
5. 세션 레이어
(4) 수송층
3. 네트워크층
2. 데이터 링크층
1. 물리층

컴퓨터 네트워킹의 7계층 OSI 모델에서 물리적 계층 또는 계층 1은 첫 번째 계층이자 가장 낮은 계층입니다.디바이스 간의 물리적 연결과 가장 밀접하게 연관된 계층입니다.이 레이어는 PHY 칩에 의해 구현될 수 있습니다.

물리층은 전기, 기계 및 절차적 인터페이스를 변속기 매체에 제공합니다.전기 커넥터의 모양과 속성, 브로드캐스트할 주파수, 사용할 회선 코드 및 유사한 로우 레벨 파라미터는 물리 계층에 의해 지정됩니다.

역할.

물리 계층은 네트워크 노드를 접속하는 물리 데이터 링크를 통해 원시 비트[2] 스트림을 전송하는 방법을 정의합니다.비트스트림은 코드워드 또는 기호로 그룹화되어 전송매체를 통해 전송되는 물리적 신호로 변환될 수 있습니다.

물리층은 네트워크의 [3]전자회로 전송 기술로 구성됩니다.이것은 네트워크의 상위 수준의 기능의 기초가 되는 기본 레이어이며,[4] 매우 다양한 특성을 가진 다수의 다른 하드웨어 기술을 통해 구현될 수 있습니다.

OSI 모델의 의미론 내에서 물리 계층은 데이터 링크 계층으로부터의 논리 통신 요구를 하드웨어 고유의 조작으로 변환하여 전자([5][6]또는 다른) 신호의 송수신을 일으킵니다.물리적 계층은 논리적 데이터 패킷 생성을 담당하는 상위 계층을 지원합니다.

물리 시그널링 서브레이어

Open Systems Interconnection(OSI; 오픈시스템 상호접속) 아키텍처를 사용하는 네트워크에서 물리 시그널링 서브레이어는 다음과 같은[7][8] 물리 레이어의 일부입니다.

  • 데이터 링크층의 미디어 액세스 제어(MAC) 서브레이어와의 인터페이스,
  • 심볼 부호화, 전송, 수신 및 디코딩을 수행합니다.
  • 갈바닉 분리를 수행합니다.

인터넷 프로토콜 모음과의 관계

RFC 1122 및 RFC 1123에 정의되어 있는 인터넷 프로토콜 스위트는 인터넷 및 유사한 네트워크에 사용되는 고급 네트워킹 기술입니다.이 모델은 물리 인터페이스에 [9][10]직접 관여하지 않기 때문에 하드웨어 수준의 사양과 인터페이스만을 취급하는 레이어를 정의하지 않습니다.

서비스

물리 계층이 수행하는 주요 기능과 서비스는 다음과 같습니다.물리 계층은 물리 전송 [11]매체를 통해 비트 단위 또는 심볼 단위의 데이터 전송을 수행합니다.전기 커넥터 및 케이블의 기계적 사양(예: 최대 케이블 길이), 전송선 신호 레벨 및 임피던스 전기적 사양 등 전송[12][13] 매체에 대한 표준화된 인터페이스를 제공합니다.물리층은 전자파 스펙트럼 주파수 할당 및 신호 강도, 아날로그 대역폭 등의 지정을 포함한 전자파 적합성을 담당합니다.전송 매체는 광섬유 또는 자유공간 광통신이나 무선통신 등의 무선통신 링크를 통한 전기 또는 광통신일 수 있습니다.

라인 코딩은 데이터를 반송파 또는 적외선에 변조할 수 있는 전기적 변동 패턴으로 변환하기 위해 사용됩니다.데이터 흐름은 동기 시리얼 통신의 비트 동기 또는 비동기 시리얼 통신의 Start-Stop 시그널링 및 흐름 제어를 통해 관리됩니다.복수의 네트워크 참가자간의 송신 매체의 공유는, 간단한 회선 전환 또는 다중화에 의해서 처리할 수 있다.전송 매체를 공유하기 위한 보다 복잡한 매체 액세스 제어 프로토콜은 이더넷의 캐리어 감지 다중 액세스와 충돌 감지(CSMA/CD)와 같은 캐리어 감지 및 충돌 감지를 사용할 수 있습니다.

신뢰성과 효율성을 최적화하기 위해 등화, 훈련 시퀀스 및 펄스 쉐이핑과 같은 신호 처리 기술을 사용할 수 있습니다.오류정정부호 및 순방향 오류정정을[14] 포함한 기술을 적용하여 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

물리 레이어와 관련된 기타 토픽은 비트레이트, 포인트 투 포인트, 멀티 포인트 또는 포인트 투 멀티 포인트 회선 설정, 물리 네트워크 토폴로지(버스, 링, 메쉬, 스타 네트워크 등), 시리얼 또는 패럴렐 통신, 심플렉스, 반이중 또는 전이중 전송 모드 및 자동[15] 네고시에이션입니다.

PHY

RTL8201 이더넷 PHY 칩
Texas Instruments DP83825 - 3mm x 3.3V PHY 칩

"물리층"의 약자인 PHY는 네트워크 인터페이스 컨트롤러에서 OSI 모델의 물리층 기능을 구현하기 위해 일반적으로 집적회로로 구현되는 전자회로입니다.

PHY는 링크층 디바이스(미디어 액세스컨트롤의 약어로는 MAC)를 광섬유나 동선 케이블 등의 물리 매체에 접속합니다.일반적으로 PHY 디바이스에는 물리 코딩 서브레이어(PCS)와 물리 미디어 의존(PMD) 레이어 기능이 [16]모두 포함됩니다.

-PHY는 특정 물리층 프로토콜(예: M-PHY)을 참조하는 짧은 이름을 형성하기 위한 접미사로도 사용될 수 있다.

광섬유 통신용 모듈러 트랜시버(SFP 패밀리 등)는 PHY 칩을 보완하여 PMA 서브레이어를 형성합니다.

이더넷 물리 트랜시버

Micrel KS8721CL - 3.3V 싱글 전원장치 10/100BASE-TX/FX MII 물리층 트랜시버

이더넷 PHY는 OSI 네트워크 모델의 물리 레이어에서 동작하는 컴포넌트입니다.이더넷의 물리층 부분을 실장합니다.그 목적은 링크에 대한 아날로그 신호의 물리적인 접근을 제공하는 것입니다.일반적으로 마이크로 컨트롤러 또는 상위 레이어 기능을 처리하는 다른 시스템의 MAC 칩에 대한 Media Independent Interface(MII; 미디어 독립 인터페이스)와 인터페이스됩니다.

특히 이더넷 PHY는 이더넷프레임의 하드웨어 송수신 기능을 구현하는 칩입니다.이 칩은 이더넷 회선변조의 아날로그 도메인과 링크 [17]레이어 패킷시그널링의 디지털 도메인 사이를 인터페이스 합니다.PHY는 보통 MAC 어드레싱을 처리하지 않습니다.이것은 링크층의 작업이기 때문입니다.마찬가지로 Wake-on-LAN 및 Boot ROM 기능은 Network Interface Card(NIC; 네트워크인터페이스 카드)에 실장되어 있습니다.NIC에는 PHY, MAC 및 기타 기능이 1개의 칩 또는 다른 칩으로 통합되어 있을 수 있습니다.

일반적인 이더넷인터페이스에는 데이터 통신용 파이버 또는2 ~ 4개의 구리 쌍이 포함됩니다.그러나 현재 Single Pair Ethernet(SPE; 싱글 페어 이더넷)이라고 불리는 새로운 인터페이스가 등장하고 있으며, 이 인터페이스는 의도된 속도로 통신하면서 단일 동선 쌍을 사용할 수 있습니다.텍사스 인스트루먼트 DP83TD510E는[18] SPE를 사용하는 PHY의 예입니다.

예를 들어 Microsemi SimplyPHY와 Synchro가 있습니다.PHY VSC82xx/84xx/85xx/86xx 시리즈, Marvell Alaska 88E1310S/88E1310S/88E1318/88E1318S 기가비트 이더넷 트랜시버, 텍사스 인스트루먼트 DP838xx 시리즈[19] 및 인텔 및 ICS [21]제품[20].

기타 응용 프로그램

  • 무선 LAN 또는 Wi-Fi: PHY 부분은 RF, 혼합 신호 및 아날로그 부분(트랜시버라고도 함)과 디지털 신호 프로세서(DSP) 및 통신 알고리즘 처리(채널 코드 포함)를 사용하는 디지털 베이스 밴드 부분으로 구성됩니다.이러한 PHY 부분은 System-on-a-Chip(SOC; 시스템 온-칩) 구현에서 Media Access Control(MAC; 미디어 액세스컨트롤) 레이어와 통합되어 있는 것이 일반적입니다.유사한 무선 애플리케이션으로는 3G/4G/LTE/5G, WiMAX 및 UWB가 있습니다.
  • USB(Universal Serial Bus): PHY 칩은 호스트 또는 임베디드 시스템의 대부분의 USB 컨트롤러에 내장되어 있어 인터페이스의 디지털 부분과 변조 부분을 브리지합니다.
  • IrDA: 적외선 데이터 협회(IrDA) 사양에는 데이터 전송의 물리 레이어에 대한 IrPHY 사양이 포함되어 있습니다.
  • 시리얼 ATA(SATA): 시리얼 ATA 컨트롤러는 PHY를 사용합니다.

테크놀로지

다음 기술은 물리적 계층 [22]서비스를 제공합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "X.225 : Information technology – Open Systems Interconnection – Connection-oriented Session protocol: Protocol specification". Archived from the original on 1 February 2021. Retrieved 24 November 2021.
  2. ^ Gorry Fairhurst (2001-01-01). "Physical Layer". Archived from the original on 2009-06-18.
  3. ^ Iyengar, Shisharama (2010). Fundamentals of Sensor Network Programming. Wiley. p. 136. ISBN 978-1423902454.
  4. ^ "The Physical Layer InterWorks". InterWorks. 2011-07-30. Retrieved 2018-08-14.
  5. ^ Shaw, Keith (2018-10-22). "The OSI model explained: How to understand (and remember) the 7 layer network model". Network World. Retrieved 2019-02-15.
  6. ^ "DATA COMMUNICATION & NETWORKING". ResearchGate. Retrieved 2019-02-15.
  7. ^ Public Domain이 문서에는 General Services Administration 문서의 퍼블릭도메인 자료가 포함되어 있습니다.
  8. ^ "physical signaling sublayer (PLS)". Archived from the original on 2010-12-27. Retrieved 2011-07-29.
  9. ^ "rfc1122". datatracker.ietf.org. Retrieved 2021-07-28.
  10. ^ "rfc1123". datatracker.ietf.org. Retrieved 2021-07-28.
  11. ^ Shekhar, Amar (2016-04-07). "Physical Layer Of OSI Model: Working Functionalities and Protocols". Fossbytes. Retrieved 2019-02-15.
  12. ^ Bayliss, Colin R.; Bayliss, Colin; Hardy, Brian (2012-02-14). Transmission and Distribution Electrical Engineering. Elsevier. ISBN 9780080969121.
  13. ^ "CCNA Certification/Physical Layer - Wikibooks, open books for an open world". en.wikibooks.org. Retrieved 2019-02-15.
  14. ^ Bertsekas, Dimitri; Gallager, Robert (1992). Data Networks. Prentice Hall. p. 61. ISBN 0-13-200916-1.
  15. ^ Forouzan, Behrouz A.; Fegan, Sophia Chung (2007). Data Communications and Networking. Huga Media. ISBN 9780072967753.
  16. ^ Mauricio Arregoces; Maurizio Portolani (2003). Data Center Fundamentals. ISBN 9781587050237. Retrieved 2015-11-18.
  17. ^ "microcontroller - what is the difference between PHY and MAC chip - Electrical Engineering Stack Exchange". Electronics.stackexchange.com. 2013-07-11. Retrieved 2015-11-18.
  18. ^ "DP83TD510E Ultra Low Power 802.3cg 10Base-T1L 10M Single Pair Ethernet PHY" (PDF). Texas Instruments. Retrieved 12 October 2020.
  19. ^ "Ethernet PHYs". Texas Instruments. Retrieved 12 October 2020.
  20. ^ 인텔 PHY 컨트롤러 카탈로그
  21. ^ osuosl.org - ICS1890 10Base-T/100Base-TX 내장 PHYceiver 데이터 시트
  22. ^ "Physical Layer Layer 1". The OSI-Model. Retrieved 2021-07-28.

외부 링크