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.