Estándares de la capa física: componentes, codificación y señalización

Los siguientes organismos definen y rigen los estándares de hardware, medios, codificación y señalización de la capa física:

• Organización Internacional para la Estandarización (ISO)
• Telecommunications Industry Association/Electronic Industries Association (TIA/EIA)
• Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT)
• American National Standards Institute (ANSI)
• Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica (IEEE)
• Autoridades nacionales reguladoras de las telecomunicaciones, incluida la Federal Communication Commission (FCC) de los EE. UU. y el European Telecommunications Standards Institute (ETSI)

Los estándares de la capa física abarcan tres áreas funcionales:

Componentes Físicos

Los componentes físicos son los dispositivos electrónicos de hardware, los medios y otros conectores que transmiten y transportan las señales para representar los bits.

Codificación

La codificación es un método que se utiliza para convertir un stream de bits de datos en un “código” predefinido.

Entre los métodos de codificación de redes de uso frecuente, se incluyen los siguientes:

• Codificación Manchester: los 0 se representan mediante una transición de voltaje de alto a bajo, y los 1 se representan como una transición de voltaje de bajo a alto. Este tipo de codificación se utiliza en las versiones más antiguas de Ethernet, RFID y la transmisión de datos en proximidad.
• Sin retorno a cero (NRZ): se trata de una forma frecuente de codificación de datos que tiene dos estados denominados “cero” y “uno”, sin posición neutral o de descanso. En los medios, los 0 pueden estar representados por un nivel de voltaje, y los 1, por un voltaje diferente.

Señalización

La capa física debe generar las señales inalámbricas, ópticas o eléctricas que representan los “1” y los “0” en los medios.

Las señales se pueden transmitir de dos maneras:

• Asíncrona: las señales de datos se transmiten sin una señal de reloj asociada.
• Síncrona: las señales de datos se envían junto con una señal de reloj que se produce en duraciones de tiempo espaciadas de manera uniforme denominadas “tiempo de bit”.

Las siguientes técnicas de modulación se utilizan ampliamente para transmitir datos en un medio:

• Modulación de frecuencia (FM): método de transmisión en el que la frecuencia de la portadora varía de acuerdo con la señal.
• Modulación de amplitud (AM): técnica de transmisión en la que la amplitud de la portadora varía de acuerdo con la señal.
• Modulación por códigos de pulsos (PCM): técnica en la que una señal analógica, como la voz, se convierte en una señal digital mediante el muestreo de la amplitud de la señal y la expresión de amplitudes diferentes como un número binario. La velocidad de muestreo debe ser, por lo menos, el doble de la frecuencia más alta en la señal.