1. Проводные среды:

• Витая пара (Twisted Pair)

  • Неэкранированная (UTP — Unshielded Twisted Pair)

  • Экранированная (STP — Shielded Twisted Pair)

  • Категории: Cat5e, Cat6, Cat6A, Cat7, Cat8

  • Скорость: до 10 Гбит/с (Cat6A), до 100 Гбит/с (Cat8)

• Коаксиальный кабель (Coaxial Cable)

  • Типовые: RG-58 (компьютерные сети), RG-6 (кабельное ТВ)

  • Скорость: 10 Мбит/с — 1 Гбит/с в зависимости от типа

  • Лучшая экранировка от помех, чем витая пара

• Оптиковолокно (Fiber Optic)

  • Одномодовое (SMF — Single Mode Fiber)

  • Многомодовое (MMF — Multi Mode Fiber)

  • Скорость: до 400 Гбит/с (современные системы)

  • Огромные расстояния без затухания (десятки км)

  • Иммунитет к электромагнитным помехам

2. Беспроводные среды:

• Радиоволны (Wireless Radio)

  • Диапазоны: UHF (300 МГц – 3 ГГц), SHF (3 – 30 ГГц)

  • Стандарты: 802.11 Wi-Fi, LTE, 5G, микроволновые линии

• Спутниковые каналы

  • Геостационарные спутники (GEO)

  • Спутники низкой орбиты (LEO)

  • Используются для удалённых регионов

• Инфракрасные волны (Infrared)

  • Короткие расстояния (до 100 м)

  • Пример: ИК-порты мобильных устройств

Устройства физического уровняoslogic​

Устройство	Функция
Сетевой адаптер (NIC)	Преобразование данных в сигналы и обратно
Модемы	Модуляция/демодуляция для аналоговых каналов (ADSL, кабельные)
Повторители (Repeaters)	Усиление ослабленных сигналов для увеличения расстояния
Концентраторы (Hubs)	Многопортовые повторители, соединяют несколько сегментов сети
Кабели и разъёмы	Физическая передача сигналов
Трансиверы	Преобразователи сигналов между разными средами

Ключевые особенности физического уровня

1. Наименьшая абстракция Физический уровень находится максимально близко к физической реальности и минимально от неё отличается по уровню абстракции.

2. Независимость от данных Физический уровень совершенно не интересуется смыслом передаваемых данных. Для него безразлично, передаёте ли вы видео, текст или команды управления — это просто биты.

3. Критичность для производительности Именно физический уровень определяет максимальную скорость передачи данных и качество соединения. Если здесь проблемы (помехи, затухание), вся сеть замедляется.

4. Дорогостоящие компоненты Качество кабелей, разъёмов и средств передачи сильно влияет на надёжность сети, поэтому физическому уровню часто выделяют значительный бюджет.

5. Медленное развитие Физический уровень развивается относительно медленно, так как требует значительных вложений в инфраструктуру.

Примеры физического уровня на практике

Пример 1: Ethernet через витую пару

• Кабель: Cat6 (витая пара)

• Разъемы: RJ-45 на обоих концах

• Сигнал: напряжение ±1.5В для логического 1, 0В для логического 0

• Скорость: 1 Гбит/с (Gigabit Ethernet)

• Расстояние: до 100 метров

Пример 2: Wi-Fi

• Среда: радиоволны на 2.4 ГГц или 5 ГГц

• Модуляция: OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

• Скорость: 54 Мбит/с (802.11g) до 2.4 Гбит/с (802.11ax)

• Расстояние: 10-100 метров в зависимости от помех