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La couche Physique fournit les moyens mécaniques, électriques, fonctionnels et procéduraux nécessaires à l'activation, au maintient et à la désactivation des connexions physiques destinées à la transmission transparente des bits entre les entités de liaison de données.
Une connexion physique peut mettre en jeu plusieurs systèmes ouverts intermédiaires. Les entités de la couche Physique sont interconnectées au moyen d'un support physique de communication : câble, fibre optique, onde hertzienne. Le composant de base au niveau physique est le "circuit de données", chemin de communication dans le support physique d'interconnexion de systèmes ouverts, muni des moyens nécessaires à la transmission des bits sur ce chemin.
Une connexion physique est assurée par un ou plusieurs circuits de données (interconnectés par des systèmes relais). Les moyens à mettre en oeuvre comportent notamment les modems, les coupleurs de communication et les interfaces entres ces composants. Sur une connexion physique, il n'est pas possible de garantir une transmission sans erreurs du flux d'information.
L'apparition des réseaux à très haut débit (FDDI: Fiber Distributed Data Interface, ATM: Asynchronous Transfert Mode) a induit une structuration de ce service en 2 ou 3 sous-couches, en particulier pour traiter l'adressage dans les réseaux en commutation de cellules (ATM).
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