Die Bit­über­tra­gungs­schicht ist die erste und damit unterste Schicht des OSI-Modells. Sie er­mög­licht die Ak­ti­vie­rung und De­ak­ti­vie­rung von phy­si­schen Ver­bin­dun­gen und überwacht diese.

Was ist die Bit­über­tra­gungs­schicht?

Die Bit­über­tra­gungs­schicht (engl. Physical Layer) ist die erste und unterste Schicht des OSI-Modells. Die Bit­über­tra­gungs­schicht stellt elek­tri­sche, me­cha­ni­sche, phy­si­ka­li­sche und weitere funk­tio­na­le Hilfs­mit­tel bereit, um physische Ver­bin­dun­gen zu ak­ti­vie­ren bzw. zu de­ak­ti­vie­ren, sie auf­recht­zu­er­hal­ten und Bits darüber zu über­tra­gen.

Welche Funk­tio­nen hat die Bit­über­tra­gungs­schicht?

Die Haupt­auf­ga­be der Bit­über­tra­gungs­schicht liegt in der phy­si­ka­li­schen Ver­bin­dung zweier Einheiten innerhalb eines Netzwerks. Hier sorgt sie für den Auf- und Abbau der Ver­bin­dung und überwacht während der Über­tra­gung ihre Funk­ti­ons­fä­hig­keit. Das wich­tigs­te Element dieser Über­tra­gung sind die Bits als kleinste In­for­ma­ti­ons­ein­heit, die der Bit­über­tra­gungs­schicht auch zu ihrem Namen verhelfen.

Der Physical Layer regelt neben der ei­gent­li­chen Über­tra­gung auch die Struktur der Bits, ihre Bedeutung und die einzelnen Methoden für ihre Über­tra­gung. Die Daten werden Bit für Bit über­tra­gen, auf­be­rei­tet, verstärkt und bei Bedarf um­ge­wan­delt. Dabei un­ter­schei­det die Bit­über­tra­gungs­schicht nicht zwischen Nutzdaten und Steu­er­in­for­ma­tio­nen und kor­ri­giert auch keine Fehler.

Statt­des­sen aktiviert die Bit­über­tra­gungs­schicht lediglich die phy­si­ka­li­sche Ver­bin­dung, überträgt alle Daten als Strom in Bitform und sorgt am Ende der Über­tra­gung für die sach­ge­rech­te De­ak­ti­vie­rung der Ver­bin­dung. Außerdem übernimmt der Physical Layer einige wenige Ver­wal­tungs­funk­tio­nen.

Zu den Fragen, die von der Bit­über­tra­gungs­schicht be­ant­wor­tet werden, gehört auch die phy­si­ka­li­sche Dar­stel­lung der Bi­när­zif­fern 1 und 0, die zum Beispiel elek­trisch, elek­tro­ma­gne­tisch, optisch oder akustisch sein kann. Die Bit­über­tra­gungs­schicht überprüft, in welche Richtung die Über­tra­gung geht. Auch die Ei­gen­schaf­ten der Stecker und Kabel, die Belegung der Pins sowie phy­si­ka­li­sche Größen wie Strom­stär­ke und Spannung sind relevant für die Bit­über­tra­gungs­schicht.

Welche Dienste führt die Bit­über­tra­gungs­schicht aus?

Die Bit­über­tra­gungs­schicht stellt den anderen Schichten In­for­ma­tio­nen zur Verfügung, die eine rei­bungs­lo­se Ver­bin­dung er­mög­li­chen sollen. Diese In­for­ma­tio­nen können zum Beispiel Funk­si­gna­le, Licht­si­gna­le oder elek­tri­sche Signale sein. Auch die Wahl der passenden Hardware für ein Netzwerk und die Ent­schei­dung für einen passenden Netztyp sind eng mit der Bit­über­tra­gungs­schicht verbunden.

Die Parameter, die in der Bit­über­tra­gungs­schicht fest­ge­legt werden, haben ebenfalls Einfluss auf die weiteren Schichten. Dazu gehören die Wahl des Über­tra­gungs­me­di­ums, die Funktion der einzelnen Leitungen, die Über­tra­gungs­ge­schwin­dig­keit und die bereits erwähnte Über­tra­gungs­rich­tung, die simplex (in eine Richtung), halb-duplex (ab­wech­selnd in beide Rich­tun­gen) oder voll-duplex (gleich­zei­tig in beide Rich­tun­gen) sein kann.

Welche Kom­po­nen­ten sind dem Physical Layer zu­ge­ord­net?

Un­ter­schied­li­che Hard­ware­kom­po­nen­ten sorgen dafür, dass die Vorgaben der Bit­über­tra­gungs­schicht erfüllt werden. Diese Kom­po­nen­ten kann man grob in passive und aktive Kom­po­nen­ten un­ter­tei­len, wobei sie zum Teil auch direkten Einfluss auf die nächste Schicht haben können. Folgende Hardware zählt unter anderem zu den passiven Kom­po­nen­ten:

  • Ab­schluss­wi­der­stän­de
  • Antennen
  • Buchsen
  • Leitungen
  • Stecker
  • T-Stücke

Zu den aktiven Kom­po­nen­ten der Bit­über­tra­gungs­schicht gehören zum Beispiel folgende Teile:

  • Hubs
  • Netz­werk­kar­ten
  • Repeater
  • Trans­cei­ver
  • Ver­stär­ker

Welche Tech­no­lo­gien basieren auf der Bit­über­tra­gungs­schicht?

Es gibt zahl­rei­che Tech­no­lo­gien, die eine Bit­über­tra­gungs­schicht anbieten und nach den Grund­sät­zen des OSI-Modells agieren. Dazu gehören oder gehörten unter anderem:

  • 1-Wire: Eine serielle Schnitt­stel­le, die als Strom­ver­sor­gung oder Sende- und Emp­fangs­lei­tung genutzt werden kann.
  • Bluetooth: Der In­dus­trie­stan­dard für die Da­ten­über­tra­gung über kurze Distanz.
  • DSL: Ver­schie­de­ne Standards der Bit­über­tra­gungs­schicht für den Da­ten­trans­fer über Kup­fer­lei­tun­gen mit hohen Über­tra­gungs­ra­ten.
  • E-carrier: Ein Trä­ger­sys­tem für die gleich­zei­ti­ge digitale Über­tra­gung ver­schie­de­ner Te­le­fon­an­ru­fe.
  • Ethernet: Die ka­bel­ge­bun­de­ne Über­tra­gung von Daten innerhalb eines lokalen Netzwerks.
  • FireWire: Eine frühere serielle Schnitt­stel­le mit hoher Über­tra­gungs­ra­te.
  • GMS: Ein Mo­bil­funk­stan­dard für digitale Mo­bil­funk­net­ze.
  • IEEE 802.15.4: Ein Standard für die Über­tra­gung innerhalb von WPAN-Netz­wer­ken.
  • IrDA: Ein Zu­sam­men­schluss von Un­ter­neh­men zur Stan­dar­di­sie­rung von In­fra­rot­re­cei­vern.
  • ISDN: Ein in­ter­na­tio­na­ler Standard für digitale Te­le­kom­mu­ni­ka­ti­ons­net­ze.
  • PCI Express: Ein Standard für die Ver­bin­dung zwischen Pe­ri­phe­rie­ge­rä­ten mit einem Haupt­pro­zes­sor.
  • SONET/SDH: Eine Mul­ti­plex­tech­nik für die synchrone Über­tra­gung mit Hilfe von Licht­wel­len­lei­tern.
  • USB: Ein Da­ten­über­tra­gungs­sys­tem zwischen Computern und externen Geräten.
  • Wi-Fi: WLAN-Geräte und -Netzwerke nach dem Standard IEEE 802.11.
  • X10: Ein Protokoll für die Ge­bäu­de­au­to­ma­ti­on über Schalt­si­gna­le.
Zum Hauptmenü