Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física es un conjunto de reglas respecto al hardware que se emplea para transmitir datos. Entre los aspectos que se cubren en este nivel están los voltajes utilizados, la sincronización de la transmisión y las reglas para establecer el "saludo" inicial de la conexión de comunicación. La Capa Física establece si los bits, los cuales pueden representar registros de bases de datos o transferencias de archivos, se enviarán en Semidúplex (muy similar a la forma en que se envían los datos en una banda civil) o FullDuplex ( el cual requiere emisión y recepción simultáneos de datos).

Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física Electricidad Estática. Se denomina electricidad estática a los electrones libres que permanecen en un lugar, sin moverse y con una carga negativa. Si estos electrones estáticos tienen la oportunidad de saltar hacia un conductor, esto puede provocar una descarga electrostática (ESD). Aisladores. Los aisladores eléctricos, o aisladores, son materiales que permiten que los electrones fluyan a través de ellos con gran dificultad o no lo permiten en absoluto Conductores. Los conductores eléctricos, o conductores, son materiales que permiten que los electrones fluyan a través de ellos con gran facilidad. Pueden fluir con gran facilidad debido a que los electrones externos están unidos en forma muy suelta al núcleo y se liberan fácilmente.

Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física Voltaje. El voltaje, a veces denominado fuerza electromotriz (EMF), es una fuerza, o presión, eléctrica que se produce cuando se separan los electrones y los protones. La fuerza que se crea realiza un empuje hacia la carga opuesta y en dirección contraria al de la carga del mismo signo. Corriente. La corriente eléctrica, o corriente, es el flujo de cargas que se crea cuando los electrones se desplazan. Resistencia. Los materiales a través de los cuales circula la corriente presentan distintos grados de oposición, o resistencia, al movimiento de los electrones Corriente Alterna. La corriente alterna (CA) y los voltajes varían con el tiempo, cambiando su polaridad o dirección. La CA circula en una dirección, luego invierte su dirección y repite el proceso. Corriente Continua. Las corrientes continuas (CC) siempre circulan en la misma dirección, y los voltajes de CC siempre tienen la misma polaridad.

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Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física Conexión a Tierra. El objeto de conectar el conector a tierra de seguridad con las partes metálicas expuestas del equipamiento informático es impedir que esas partes metálicas se carguen con voltaje peligroso resultante de una falla del cableado dentro del dispositivo. Una conexión accidental entre el cable electrificado y el chasis es un ejemplo de falla del cableado que se puede producir en un dispositivo de red.

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Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física Señales. El término "señal" se refiere a un voltaje eléctrico, un patrón luminoso o una onda electromagnética modulada que se desea obtener. Todos ellos pueden transportar datos de networking. Señales Analógicas: Una señal analógica tiene las siguientes características. Es ondulatoria, Tiene un voltaje que varía continuamente en función del tiempo, Es típica de los elementos de la naturaleza, Se ha utilizado ampliamente en las telecomunicaciones durante más de 100 años. Señales Digitales: Una señal digital tiene las siguientes características: Las curvas de voltaje vs. tiempo muestran una variación discreta o pulsante, Es típica de la tecnología, más que de la naturaleza.

Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física Un Bit en Medios Físicos. Propagación. Propagación significa desplazamiento. Cuando una tarjeta NIC emite voltaje o pulsos luminosos en un medio físico, ese pulso rectangular, formado por ondas, se desplaza, o se propaga, a través del medio. Atenuación. Atenuación es la pérdida de la fuerza de la señal como, por ejemplo, cuando los cables superan una longitud máxima. Esto significa que una señal de voltaje de 1 bit pierde amplitud a medida que la energía pasa desde la señal hacia el cable. Reflexión. La reflexión se produce en las señales eléctricas. Cuando los pulsos de voltaje, o bits, tropiezan con una discontinuidad, se pueden producir reflexiones de la energía.

Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física Un Bit en Medios Físicos. Ruido. El ruido son adiciones no deseadas a las señales de voltaje, ópticas o electromagnéticas. Ruido térmico. El ruido térmico, debido al movimiento aleatorio de electrones, no se puede evitar pero por lo general es relativamente insignificante en comparación con las señales. EMI/RFI (Interferencia electromagnética/interferencia de la radiofrecuencia)

Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física Un Bit en Medios Físicos. Dispersión. La dispersión es cuando la señal se ensancha con el tiempo. Esto se produce debido a los tipos de medios involucrados. Si es muy grave, un bit puede comenzar a interferir con el bit siguiente y confundirlo con los bits que se encuentran antes y después de él. La dispersión se puede solucionar con el diseño de cables adecuado, limitando las longitudes de los cables y detectando cuál es la impedancia adecuada. En el caso de la fibra óptica, la dispersión se puede controlar usando luz láser con una longitud de onda muy específica. En el caso de las comunicaciones inalámbricas, la dispersión se puede reducir al mínimo mediante las frecuencias que se usan para realizar la transmisión. Latencia: Es la demora en el tiempo, o retraso, desde la recepción de los datos en un puerto y su reexpedición al puerto destino. Por lo general se toma como punto de referencia el primer bit de cada paquete. La latencia depende fundamentalmente del tiempo requerido por el hardware y software del conmutador para identificar la dirección destino

Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física Un Bit en Medios Físicos. Colisiones. Una colisión se produce cuando dos bits de dos computadores distintos que intentan comunicarse se encuentran simultáneamente en un medio compartido. En el caso de medios de cobre, se suman los voltajes de los dos dígitos binarios y provocan un tercer nivel de voltaje. Esto no está permitido en el sistema binario, que sólo entiende dos niveles de voltaje. Los bits se "destruyen". Un exceso de colisiones puede hacer que la red sea más lenta o pueden detenerla por completo. Por lo tanto, una gran parte del diseño de una red se refiere a la forma de reducir al mínimo y localizar las colisiones.

Redes I Magistral Nro. 3 Capa 1: Física Codificación y Modulación Codificación significa convertir los 1 y los 0 en algo real y físico, tal como: Un pulso eléctrico en un cable Un pulso luminoso en una fibra óptica Un pulso de ondas electromagnéticas en el espacio. Dos métodos para lograr esto son la codificación TTL y la codificación Manchester. La modulación, que específicamente significa tomar una onda y cambiarla, o modularla, para que transporte información, está relacionada estrechamente con la codificación. AM (amplitud modulada), FM (frecuencia modulada), PM (modulación de fase) Los mensajes se pueden codificar de varias formas: Como voltajes en el caso de cobre; las codificaciones Manchester y NRZI son populares en el caso de las redes basadas en cobre. Como luz guiada; las codificaciones Manchester y 4B/5B son populares en el caso de redes basadas en fibra óptica. Como ondas EM radiadas; una amplia variedad de esquemas de codificación (variaciones en AM, FM y PM) se utilizan en el caso de las redes inalámbricas.