Capa física: todo acerca de la primera capa del modelo OSI

La capa física es la primera y, por tanto, la capa más baja del modelo OSI. Supervisa y permite establecer e interrumpir las conexiones físicas.

El modelo OSI es un modelo de referencia que define los estándares para la comunicación entre dos sistemas. El objetivo de este modelo es permitir la interacción, independientemente del hardware o software que se utilice. El modelo de referencia se viene desarrollando desde 1977 y se publicó por primera vez en 1983; consta de siete capas diferentes que se superponen, que asumen tareas claramente definidas y acotadas.

El emisor y el receptor deben trabajar de acuerdo con las reglas del modelo OSI para que el procesamiento o la transmisión de los datos se lleve a cabo con éxito. La capa física, también conocida como el physical layer, es la primera y, por tanto, la capa más baja del modelo OSI. El orden de las distintas capas es el siguiente:

1. Capa física (Physical Layer)
2. Capa de enlace (Data Link Layer)
3. Capa de red (Network Layer)
4. Capa de transporte (Transport Layer)
5. Capa de sesión (Session Layer)
6. Capa de presentación (Presentation Layer)
7. Capa de aplicación (Application Layer)

La tarea principal de la capa física es la conexión física entre dos unidades dentro de una red. La capa física se encarga de establecer e interrumpir la conexión y supervisa su funcionamiento durante la transmisión de información. El elemento más importante de esta transmisión son los bits como unidad más pequeña de información.

Además de la transmisión propiamente dicha, el physical layer también regula la estructura de los bits, su valor y sus distintos métodos de transmisión. Los datos se transmiten bit a bit, se procesan, se consolidan y se cambian si es necesario. Durante el proceso, la capa física no distingue entre los bits de información y los bits de control y no corrige errores.

La capa física se limita a establecer la conexión física, a transmitir todos los datos como un flujo en forma de bits y a garantizar la correcta desconexión al final de la transmisión. Además, el physical layer asume algunas funciones administrativas.

Las preguntas a las que responde la capa física incluyen la representación física de los dígitos binarios 1 y 0, que puede ser, por ejemplo, eléctrica, electromagnética, óptica o acústica. La capa física comprueba en qué dirección va la transmisión. Las características de los enchufes y cables, la asignación de clavijas y las variables físicas como la intensidad de corriente y la tensión también son relevantes para la capa física.

La capa física proporciona información a las demás capas para permitir una conexión fluida. La información puede ser, por ejemplo, en forma de señales de radio, señales luminosas o señales eléctricas. La elección del hardware adecuado para una red y la decisión del tipo de red adecuado también están estrechamente relacionados con la capa física.

Los parámetros que se definen en la capa física también influyen en las demás capas. Entre ellos, la elección del medio de transmisión, la función de cada línea, la velocidad de transmisión y el ya mencionado sentido de transmisión, que puede ser simplex (en una dirección), half duplex (alternando entre ambas direcciones) o full duplex (simultáneamente en ambas direcciones).

Son varios los componentes de hardware que garantizan el cumplimiento de las especificaciones de la capa física. A grandes rasgos, los componentes se pueden dividir en pasivos y activos, por lo que algunos de ellos también pueden tener una influencia directa en la siguiente capa. El siguiente hardware forma parte de los componentes pasivos:

• Resistencias de terminación
• Antenas
• Tomas de corriente
• Cables
• Conectores
• Conectores en T

Entre los componentes activos de la capa física se encuentran los siguientes:

• Hubs
• Tarjetas de red
• Repetidores
• Transceptores
• Amplificadores

Son muchas las tecnologías que ofrecen una capa física y funcionan según los principios del modelo OSI. Entre ellas se encuentran las siguientes:

• 1-Wire: un protocolo de comunicaciones en serie (transmisión y recepción) que también puede utilizarse como fuente de alimentación.
• Bluetooth: el estándar del sector para la transmisión de datos a corta distancia.
• DSL: varios estándares de capa física para la transferencia de datos a través de líneas de cobre a altas velocidades de transmisión.
• E-carrier: sistema de portadora para la transmisión digital simultánea de diferentes llamadas telefónicas.
• Ethernet: la transmisión de datos por cable dentro de una red de área local (LAN, Local Area Network).
• FireWire: una antigua interfaz en serie con una alta velocidad de transmisión de datos.
• GMS: una norma estandarizada de radiocomunicación móvil para redes de radiocomunicación móvil digital.
• IEEE 802.15.4: un estándar para la transmisión en redes WPAN.
• IrDA: asociación de empresas para la normalización de receptores de infrarrojos.
• ISDN: norma internacional para las redes de telecomunicaciones digitales.
• PCI Express: norma para conectar dispositivos periféricos a un procesador principal.
• SONET/SDH: una técnica de multiplexación para la transmisión síncrona mediante fibra óptica.
• USB: sistema de transferencia de datos entre ordenadores y dispositivos externos.
• Wifi: dispositivos y redes WLAN según la norma IEEE 802.11.
• X10: un protocolo para la automatización de edificios mediante señales de conmutación.