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# 2.2 - Capa 1 (Capa Física)

## Capa Física

La capa 1 del modelo OSI cubre varios aspectos, entre ellos:

* ¿Cómo se representan los bits en el medio?
* Estándares de cableado para conectores y enchufes
* Topología física
* Sincronización de bits
* Uso del ancho de banda
* Estrategia de multiplexación

<figure><img src="https://1668154188-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FKyoEXmY0jfChHS8PdGMX%2Fuploads%2Fryjp5M1pmN8zyBnYCc78%2Fimage.png?alt=media&amp;token=b9d0a231-435a-47e5-b25f-ff91db554caa" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

### 1. ¿Cómo se representan los bits en el medio?

#### **1.1 - Modulación del estado actual**

<figure><img src="https://1668154188-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FKyoEXmY0jfChHS8PdGMX%2Fuploads%2FZm56E5QRlBDfYhELQrvA%2Fimage.png?alt=media&amp;token=e269b436-0d09-45b6-8d3c-3d97075b5a62" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

* Los datos de una red informática se representan como una expresión binaria.
* La tensión eléctrica (en el cableado de cobre) o la luz (transportada por el cableado de fibra óptica) pueden representar estos 1s y 0s.&#x20;
  * La presencia o ausencia de **tensión** en un **cable de cobre** puede representar un 1 o un 0 binario, respectivamente.
  * La presencia o ausencia de **luz** en un **cable de fibra óptica** puede representar un 1 o un 0 en binario.

#### **1.2 -** Modulación de la transición de estado

<figure><img src="https://1668154188-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FKyoEXmY0jfChHS8PdGMX%2Fuploads%2FwIP5d3uIQHZDe5g0vZ3j%2Fimage.png?alt=media&amp;token=f9e034c7-4588-45f7-bc7d-59aa2eca94af" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

* Una forma alternativa para representar datos binarios es la modulación de transición de estado, en la que la transición entre tensiones o la presencia de luz indica un valor binario.
  * En este caso, el cambio de estado (la transición) representa un 1, mientras que la continuación del mismo voltaje representa un 0.

### 2. Estándares de cableado para conectores y enchufes

* La forma en la que los conectores se cablean es basada en un cierto estándar.
  * Por ejemplo, la norma TIA/EIA-568-B describe cómo debe cablearse un conector RJ-45 para su uso en una red Ethernet 100BASE-TX, como se muestra en la figura.

<figure><img src="https://1668154188-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FKyoEXmY0jfChHS8PdGMX%2Fuploads%2F1YINEVdkU8b7oL5UcME5%2Fimage.png?alt=media&amp;token=f4eebb84-68d1-4141-9aac-cfc6b132bb26" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

### 3. Topología Física

La capa física también abarca cuestiones relativas a la topología física de una red.

Algunos ejemplos de topología física son:

* Topología de Bus
* Topología de Anillo (y Token Ring)
* Topología de Estrella
* Topología Hub-and-Spoke
* Topología de Malla Parcial
* Topología de Malla Completa

### 4. Sincronización de bits

Para que dos dispositivos en red se comuniquen con éxito en la capa física, deben ponerse de acuerdo sobre cuándo se detiene un bit y cuándo comienza otro.

Dos enfoques básicos para la sincronización de bits son:

* <mark style="color:blue;">**Asíncrono**</mark>: Con este enfoque, un emisor indica que va a empezar a transmitir enviando un bit de inicio al receptor. Cuando el receptor lo ve, pone en marcha su propio reloj interno para medir los siguientes bits. Una vez que el emisor transmite sus datos, envía un bit de parada para indicar que ha terminado su transmisión.
* <mark style="color:blue;">**Síncrono**</mark>: Este enfoque sincroniza los relojes internos del emisor y del receptor para garantizar que coinciden en el momento en que comienzan y terminan los bits. Un enfoque común para realizar esta sincronización es utilizar un reloj externo (por ejemplo, un reloj proporcionado por un proveedor de servicios), al que se refieren tanto el emisor como el receptor.

### 5. Uso del Ancho de Banda

Los dos enfoques fundamentales del uso del ancho de banda en una red son la banda ancha y la banda base.

#### 5.1. Banda Ancha

* Las tecnologías de banda ancha <mark style="color:blue;">**dividen el ancho de banda disponible en un medio**</mark> en diferentes canales.&#x20;
* A continuación, se transmiten diferentes flujos de comunicación por los distintos canales.

#### 5.2 Banda Base

* Las tecnologías de banda base, en cambio, <mark style="color:blue;">**utilizan todas las frecuencias disponibles**</mark> en un medio para transmitir datos.&#x20;
* Ethernet es un ejemplo de tecnología de red que utiliza la banda base.

### 6. Estrategia de multiplexación

#### 6.1 - Time-Division Multiplexing (TDM)

> La multiplexación por división de tiempo (<mark style="color:blue;">**TDM**</mark>) admite diferentes sesiones de comunicación en el mismo medio físico haciendo que las sesiones se turnen. Durante un breve periodo de tiempo, definido como intervalo de tiempo, se envían los datos de la primera sesión, seguidos por los de la segunda. Esto continúa hasta que todas las sesiones han tenido un turno, y el proceso se repite.

#### 6.2 - Statistical Time-Division Multiplexing (StatTDM)

> Una desventaja de TDM es que cada sesión de comunicación recibe su propia franja horaria, incluso si una de las sesiones no tiene datos que transmitir en ese momento. Para hacer un uso más eficiente del ancho de banda disponible, la multiplexación estadística por división de tiempo (<mark style="color:blue;">**StatTDM**</mark>) asigna dinámicamente franjas horarias a las sesiones de comunicación en función de las necesidades.

#### 6.3 - Frequency-division multiplexing (FDM)

> La multiplexación por división de frecuencias (<mark style="color:blue;">**FDM**</mark>) divide la gama de frecuencias de un medio en canales, y las distintas sesiones de comunicación transmiten sus datos por canales diferentes.