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データを超えて：物理レイヤーはワイヤレス通信でどのような役割を果たしますか？
コンピューターネットワークの7層OSIモデルでは、物理レイヤー、つまり最初のレイヤーは、デバイス間の実際の接続に最も密接に関連しています。物理層は、メディアの送信用の電気、機械、プログラムのインターフェイスを提供します。これには、電気コネクタの形状と特性の仕様、伝送周波数、使用されるラインエンコード、およびその他の低レベルパラメーターが含まれます。モバイルコンピューティングの開発により、MIPI Allianceの *-Phyシリーズ相互接続契約は、市場で広く使用されています。
物理レイヤーは、物理データリンクを介してネットワークノード間で元のビットストリームがどのように送信されるかを定義します。
物理層の役割を過小評価することはできません。これは、多くの高レベルの機能の基礎であり、さまざまなハードウェアテクノロジーのサポートを実装し、論理通信要求とハードウェア固有の操作を翻訳することができます。たとえば、オープンシステムの相互接続（OSI）アーキテクチャを通じて、物理層は電気信号の送信に限定されず、さまざまな伝送メディアを介したデータ交換も含まれます。
物理層の主なサービス
物理層によって実行される主な機能の一部には、生データのビットバイビットまたはシンボルごとの送信が含まれ、電気コネクタとケーブルの機械仕様を含む統一された伝送インターフェイスを提供します。たとえば、最大ケーブル長、伝送ライン信号強度、インピーダンスなどの電気標準を設定します。さらに、物理層は電磁互換性を考慮する必要もあります。つまり、通信中の干渉を減らすために、電磁スペクトルと信号強度を合理的に計画する必要があります。
データストリームの管理には、シリアル通信における同期ビット同期、または非同期シリアル通信におけるスタートストップ信号とフロー制御が含まれます。
トランスミッションメディアを共有するという点では、物理層は単純な回路スイッチングまたは多重化手法を使用して、競合と干渉を管理することができます。複数のイーサネットインターフェイスの場合、CSMA/CDなどのプロトコルは、より複雑なメディアアクセス制御ソリューションを提供します。
物理層のサブレイヤーとそれらに関連する技術
物理レイヤーの信号サブレイヤーは、データリンクレイヤーのメディアアクセス制御（MAC）サブレイヤーとのインターフェースに専念し、シンボルエンコード、送信、受信などの機能を実行します。この段落は、データの正しい送信と接続を確保するために重要です。もちろん、テクノロジーの進歩により、ますます多くのアプリケーションが、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（Wi-Fi）、3G/4G/5G通信、USBプロトコルなどの既存のシステムに物理レイヤー設計を統合しています。
リスクは、有線およびワイヤレスシステムに限定されなくなり、M-PHYなどの多くの新しい物理層契約も広く使用され始めています。
イーサネットの物理トランシーバー（PHY）部分は、Ethernetへの物理的な接続の実装に焦点を当てたOSIネットワークモデルの物理層で動作します。その設計は、送信媒体を使用して分析信号への物理的アクセスを提供し、メディア独立インターフェイス（MII）インターフェイスと通信して、データ送信をより適切に実行することです。
将来の見通し
モノのインターネットとスマートデバイスの継続的な人気により、物理層の役割はますます重要になっています。デザイナーが直面する必要がある課題の1つは、幅広い伝送技術でコミュニケーションの品質と効率を維持する方法です。ますます多くのシステムが、高度に統合された方向に向かって移動し、物理層関数を高レベルのロジックと統合しています。
将来のワイヤレス通信では、物理層は変化するニーズと技術の進歩に適応できますか？
