Définition 5201
La couche physique fournit les moyens mécaniques, électriques, fonctionnels et procéduraux nécessaires à l'activation, au maintien et à la désactivation des connexions physiques destinées à la transmission de bits entre deux entités de liaison de données.
Ici, on s'occupe donc de transmission des bits de façon brute, l'important est que l'on soit sûr que si l'émetteur envoie un bit à 1 alors le récepteur reçoit un bit à 1. Les normes et standards de la couche physique définissent le type de signaux émis (modulation, puissance, portée...), la nature et les caractéristiques des supports (câble, fibre optique...), les sens de transmission...
Tout d'abord une liaison entre 2 équipements A et B peut être simplex (unidirectionnelle), dans ce cas A est toujours l'émetteur et B le récepteur. C'est ce que l'on trouve par exemple entre un banc de mesure et un ordinateur recueillant les données mesurées. La communication est half-duplex (bidirectionnelle à l'alternat) quand le rôle de A et B peut changer, la communication change de sens à tour de rôle (comme avec des talkies-walkies). Elle est full-duplex (bidirectionnelle simultanée) quand A et B peuvent émettre et recevoir en même temps (comme dans le cas du téléphone).
La transmission de plusieurs bits peut s'effectuer en série ou en parallèle . En série, les bits sont envoyés les uns derrière les autres de manière synchrone ou asynchrone. Dans le mode synchrone l'émetteur et le récepteur se mettent d'accord sur une base de temps (un top d'horloge) qui se répète régulièrement durant tout l'échange. À chaque top d'horloge (ou k tops d'horloge k entier fixé définitivement) un bit est envoyé et le récepteur saura ainsi quand lui arrive les bits. Dans le mode asynchrone, il n'y a pas de négociation préalable mais chaque caractère envoyé est précédé d'un bit de start et immédiatement suivi d'un bit de stop . Ces deux bits spéciaux servent à caler l'horloge du récepteur pour qu'il échantillonne le signal qu'il reçoit afin d'y décoder les bits qu'il transmet. En parallèle, les bits d'un même caractère sont envoyés en même temps chacun sur un fil distinct, mais cela pose des problèmes de synchronisation et n'est utilisé que sur de courtes distances (bus par exemple).
Quel que soit le mode de transmission retenu, l'émission est toujours cadencée par une horloge dont la vitesse donne le débit de la ligne en bauds , c'est-à-dire le nombre de tops d'horloge en une seconde. Ainsi, une ligne d'un débit de 100 bauds autorise 100 émissions par seconde. Si à chaque top d'horloge un signal représentant ou 1 est émis, alors dans ce cas le débit en bit/s est équivalent au débit en baud. Cependant, on peut imaginer que le signal émis puisse prendre 4 valeurs distinctes (, 1, 2, 3) dans ce cas le signal a une valence de 2 et le débit en bit/s est double de celui en baud. D'une manière générale, si le signal peut prendre 2n valeurs distinctes on dit alors que sa valence est de n, ainsi à chaque top n bits peuvent être transmis simultanément et si le débit de la ligne est de x bauds il est en fait de n.x bit/s.