Skip to main content

Camada 1 - Camada Física

A Camada Física do modelo OSI define as especificações elétricas, ópticas, mecânicas e funcionais para ativar, manter e desativar conexões físicas entre dispositivos.

Diferente das camadas superiores, ela não entende nada sobre protocolos ou endereços, nem mesmo se o que está transmitindo é parte de um e-mail, um vídeo ou uma senha. Seu único papel é garantir que os bits (0s e 1s) sejam transportados corretamente pelo meio físico.

1. Introdução​

A Camada Física é a base da arquitetura de redes no modelo OSI (Open Systems Interconnection). Ela é responsável por definir os aspectos mecânicos, elétricos, ópticos e funcionais da conexão entre dispositivos, permitindo a transmissão bruta de bits por meio de um meio físico.

Entre as principais responsabilidades da Camada Física, destacam-se:

  • Definição do meio de transmissão: cobre (cabo UTP, coaxial), fibra óptica ou meio sem fio.

  • Codificação e modulação de sinal: como os bits são convertidos em sinais físicos.

  • Taxa de transmissão (bit rate): quantidade de bits transmitidos por segundo (bps).

  • Sincronização: alinhamento do relógio entre transmissor e receptor.

  • Especificação de conectores e pinagem: como os dispositivos são fisicamente conectados.

2. Meios de Transmissão​

A transmissão pode ocorrer por meios guiados (em que os sinais seguem um caminho físico, como cabos) ou por meios não guiados (como o ar, no caso das redes sem fio).

2.1 Meios guiados​

a) Par Trançado (UTP e STP)

  • O par trançado é o tipo de cabeamento mais comum em redes Ethernet.

  • UTP (Unshielded Twisted Pair): cabo sem blindagem, mais barato e fácil de instalar, porém mais vulnerável a interferências eletromagnéticas.

  • STP (Shielded Twisted Pair): possui blindagem adicional, oferecendo maior proteção contra ruídos externos.

b) Cabo Coaxial Composto por um condutor central, isolamento, malha metálica e capa externa. Era comum em redes antigas como Ethernet 10Base2 e 10Base5. Ainda é usado em sistemas de TV a cabo e em alguns ambientes industriais.

c) Fibra Óptica Utiliza luz para transmitir dados. É imune a interferências eletromagnéticas, oferece altíssima largura de banda e permite transmissão a longas distâncias.

  • SMF (Single-Mode Fiber): usada para longas distâncias (até dezenas de quilômetros), com feixe de luz único.

  • MMF (Multi-Mode Fiber): usada para curtas distâncias (até 2 km), mais barata e de instalação mais simples.

2.2 Meios não guiados​

a) Rádio Frequência Utiliza o espectro eletromagnético para enviar sinais sem fio. É a base de tecnologias como:

  • Wi-Fi (Wireless Fidelity) – conforme o padrão IEEE 802.11, usado em redes locais sem fio (WLANs).

  • Bluetooth – baseado no padrão IEEE 802.15.1, usado para conexões de curto alcance, como fones de ouvido ou teclado sem fio.

b) Micro-ondas Usadas em enlaces de longa distância ponto-a-ponto, como redes de provedores em áreas remotas.

c) Infravermelho Presente em controles remotos, impressoras sem fio antigas e alguns sensores. Curta distância e sensível a obstáculos.

Camada Física

3. Especificações Físicas e Padrões​

A camada física segue padrões internacionais que determinam as características dos meios e das interfaces para que elas possam funcionar(já imaginou cada país tivesse suas próprias especificações?).

3.1 Organizações e padrões​

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers):

  • 802.3: Ethernet (cabeada)

  • 802.11: Wi-Fi (sem fio)

TIA/EIA (Telecommunications Industry Association / Electronic Industries Alliance)

  • TIA/EIA-568: padrões de cabeamento estruturado

  • ITU-T (International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector):

  • Padrões ópticos como G.652 (fibra monomodo)

Esses padrões especificam detalhes como:

  • Tipo e diâmetro de cabos

  • Esquema de pinagem (ordem dos fios em conectores)

  • Distâncias máximas permitidas

  • Requisitos de interferência eletromagnética

Sincronização e Clocking!

Em redes digitais, é fundamental que transmissor e receptor estejam sincronizados. A Camada Física define mecanismos de sincronização de clock, garantindo que os bits sejam interpretados corretamente.

Exemplo: Em Ethernet, o sinal é transmitido com codificação que permite ao receptor extrair o clock embutido nos dados, evitando perda de sincronização mesmo sem canal de clock dedicado.

4. Segurança na Camada Física​

Apesar de ser frequentemente negligenciada em projetos de segurança, a Camada Física pode ser alvo de diversos ataques, então comoprofissional de cybersecurity é seu dever saber sobre eles e como proteje-los.

4.1 Ameaças à camada Física​

  • Interceptação física (wire tapping): colocação de dispositivos para capturar sinais em cabos ou fibras.

  • Sabotagem: corte de cabos, desconexão física de dispositivos.

  • Invasão via dispositivo não autorizado: conexão física de equipamentos maliciosos (ex: implantação de sniffers em portas de rede).

  • Jamming (em redes sem fio): emissão de sinais de interferência para impedir a comunicação.

4.1 Como podemos proteger?​

  • Controle de acesso físico a racks e salas técnicas

  • Monitoramento por câmeras e sensores de abertura

  • Utilização de fibras ópticas com detecção de falhas

  • Uso de switches com controle de portas (Port Security)

  • Desabilitar interfaces físicas não utilizadas

Ethernet x Internet x Wi-Fi

Ethernet

Ethernet é o nome da tecnologia usada para conectar dispositivos por cabo dentro de uma rede local (LAN). Quando você conecta seu computador a um roteador com um cabo de rede, você está usando Ethernet.

Ela é rápida, estável e segura, pois não sofre interferências como as redes sem fio. É amplamente usada em empresas, laboratórios e jogos online, onde a conexão precisa ser confiável.

Wi-Fi

Wi-Fi é a tecnologia que permite conexão sem fio, usando sinais de rádio para conectar dispositivos à rede local. Ele faz basicamente a mesma função da Ethernet, mas sem o cabo.

Por ser mais prática, é comum em casas, cafés e dispositivos móveis. Porém, está mais sujeita a interferências e perdas de sinal.

Internet

Já a Internet é a rede mundial que conecta milhões de redes e dispositivos ao redor do planeta. Ela não é um tipo de conexão, mas sim o "lugar" (a rede global) ao qual queremos nos conectar.

Tanto a Ethernet quanto o Wi-Fi são formas de acessar a Internet — ou seja, são tecnologias que usamos dentro da nossa rede local para chegar até a Internet.

TermoO que éOnde é usado
EthernetConexão com caboRedes locais (LANs)
Wi-FiConexão sem fioRedes locais, móveis
InternetRede mundial de computadoresFora da sua rede local (global)