La capa física és la primera capa del Model OSI (Open Systems Interconnection) i és fonamental per a la transmissió de dades en una xarxa. Aquesta capa s'encarrega de la transmissió i recepció de bits a través d'un medi físic, com ara cables de coure, fibra òptica o connexions sense fil. En aquesta secció, explorarem els conceptes clau de la capa física, els tipus de medis de transmissió, els dispositius utilitzats i els protocols associats.

Els objectius principals de la capa física són:

• Transmissió de Bits: Convertir les dades digitals en senyals elèctrics, òptics o de ràdio que es poden transmetre a través del medi físic.
• Interfícies Físiques: Definir les característiques mecàniques, elèctriques, funcionals i procedimentals per a la connexió física entre dispositius.
• Codificació de Dades: Assegurar que les dades es codifiquin de manera que puguin ser transmeses i interpretades correctament pel receptor.

Els medis de transmissió poden ser classificats en dos tipus principals: guiats i no guiats.

1. Cable de Parell Trenat (Twisted Pair):

   • UTP (Unshielded Twisted Pair): Utilitzat en xarxes Ethernet. És econòmic però susceptible a interferències electromagnètiques.
   • STP (Shielded Twisted Pair): Té una capa de blindatge per reduir les interferències. És més car que l'UTP.

2. Cable Coaxial:

   • Utilitzat en xarxes de televisió per cable i en algunes xarxes locals. Té una bona protecció contra interferències.

3. Fibra Òptica:

   • Utilitza llum per transmetre dades. Ofereix una gran amplada de banda i és immune a les interferències electromagnètiques. És ideal per a llargues distàncies.

1. Ones de Ràdio:

   • Utilitzades en xarxes sense fil (Wi-Fi). Permeten la mobilitat però són susceptibles a interferències i tenen un abast limitat.

2. Microones:

   • Utilitzades per a comunicacions de llarga distància, com en enllaços de satèl·lit. Requereixen una línia de visió directa.

3. Infrarojos:

   • Utilitzats en comunicacions de curt abast, com en controls remots. Requereixen una línia de visió directa i tenen un abast limitat.

Els dispositius que operen en la capa física inclouen:

• Repetidors: Amplifiquen el senyal per permetre que viatgi més lluny.
• Concentradors (Hubs): Connecten múltiples dispositius en una xarxa local, però no filtren el trànsit.
• Convertidors de Mitjans: Permeten la interconnexió de diferents tipus de medis de transmissió, com convertir senyals elèctrics a òptics.

Els protocols de la capa física defineixen com es transmeten els bits a través del medi físic. Alguns exemples inclouen:

• Ethernet: Defineix les característiques físiques i elèctriques per a la transmissió de dades en xarxes locals.
• Wi-Fi (IEEE 802.11): Defineix les característiques per a la transmissió de dades en xarxes sense fil.
• Bluetooth: Utilitzat per a la comunicació sense fil de curt abast entre dispositius.

Objectiu: Identificar els tipus de medis de transmissió utilitzats en diferents escenaris.

Escenari: Tens una xarxa d'oficina que utilitza diferents medis de transmissió per a diferents finalitats. Identifica quin medi de transmissió és més adequat per a cada situació.

1. Connexió entre ordinadors en una mateixa sala.
2. Connexió entre dos edificis separats per 500 metres.
3. Connexió sense fil per a dispositius mòbils dins de l'oficina.
4. Connexió de llarg abast per a comunicacions internacionals.

Solució:

1. Connexió entre ordinadors en una mateixa sala: Cable de Parell Trenat (UTP).
2. Connexió entre dos edificis separats per 500 metres: Fibra Òptica.
3. Connexió sense fil per a dispositius mòbils dins de l'oficina: Wi-Fi (Ones de Ràdio).
4. Connexió de llarg abast per a comunicacions internacionals: Microones o Fibra Òptica (per a enllaços submarins).

La capa física és essencial per a la transmissió de dades en una xarxa, ja que s'encarrega de convertir les dades digitals en senyals que poden ser transmeses a través de diferents medis físics. Hem explorat els tipus de medis de transmissió, els dispositius utilitzats en aquesta capa i els protocols associats. A més, hem realitzat un exercici pràctic per reforçar els conceptes apresos. En la següent secció, explorarem la capa d'enllaç de dades del Model OSI.