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物理レイヤーが私たちの毎日のインターネット体験にどのように影響するか知っていますか？
コンピュータ ネットワークの 7 層 OSI モデルでは、物理層 (レイヤー 1) が最初の層であり、デバイス間の物理的な接続に最も関係する層です。物理層は、伝送媒体への電気的、機械的、およびプログラム的なインターフェースを提供します。電気コネクタの形状や特性から、伝送周波数や回線コードの使用などの低レベルのパラメータに至るまで、すべてが物理層によって指定されます。
物理層は、データ ストリームの生のビットを、ネットワーク ノードを接続する物理データ リンクに配信する役割を担います。
ネットワークのこの層は、さまざまなハードウェア テクノロジに依存しており、さまざまな特性を持っています。物理層の機能は、データリンク層によって送信された論理通信要求を特定のハードウェア操作に変換し、電子信号の送信または受信を実現することです。信頼性の高いデータ配信を確保するために、物理層はビット同期またはフロー制御を通じてデータ フローを管理し、複数の参加者が伝送媒体を共有できるようにする役割も担います。
物理層の中心的な役割
物理層はネットワークにおいて重要な役割を果たします。その中核となる機能は次のとおりです。
- ビットまたはシンボルのビット単位の伝送。
- コネクタの機械的および電気的仕様を含む、伝送メディア用の標準化されたインターフェースを提供します。
- 単純な回線交換や複雑なメディア アクセス制御プロトコルなど、複数の参加者間の伝送を管理します。
シンプルな回線交換と多重化技術により、物理層はデータ伝送を効率的に調整できます。
物理層とインターネット プロトコルの関係
物理層とインターネット プロトコル スイートの関係は、類似点と補完性に基づいています。インターネット プロトコル スイート (RFC 1122 や RFC 1123 など) はネットワークの高レベルの記述を定義しますが、物理層は上位層の基盤となるハードウェア レベルの仕様とインターフェイスに重点を置いています。
物理的な信号レイヤリングの役割
OSI アーキテクチャがネットワーク内で使用される場合、物理シグナリング層は物理層の一部となり、主にデータリンク層のメディア アクセス制御 (MAC) 層とのインターフェイスを担当します。この層は、シンボルのエンコード、送信、受信、およびデコードを担当し、必要な電気的絶縁を提供します。
物理層のサービス機能
物理層は、次のようなさまざまな重要なサービス機能を提供します。
- データは媒体を通じてビット単位またはシンボル単位で送信されます。
- 信号強度と帯域幅の割り当て。
- データエラーのチェックと修正により、伝送の信頼性が向上します。
効果的なエラー訂正技術により、ネットワーク通信の信頼性が大幅に向上します。
PHY の役割
PHY（物理層）は、物理層機能を実行するネットワーク インターフェイス コントローラ内の電子回路であり、通常は集積回路として実装されます。これは、リンク層デバイス (多くの場合、MAC と呼ばれます) を物理メディアに接続し、イーサネットや無線 LAN などの複数の通信テクノロジを必要とします。
イーサネット物理トランシーバーの応用
イーサネット PHY の主な目的は、OSI ネットワーク モデルの物理層で動作し、デジタル表現をアナログ信号領域に接続できるようにすることです。イーサネット PHY は MAC アドレスの処理を担当しませんが、その機能はネットワーク全体の動作にとって重要です。
無線LANとその他のアプリケーション
無線 LAN または Wi-Fi では、PHY セクションには RF、混合モード、およびアナログ セクション (通常はトランシーバーと呼ばれる) が含まれ、MAC 層と統合されています。同様に、USB、IrDA、SATA などのさまざまな規格における PHY テクノロジの使用も、物理層の重要性を示しています。
これらの技術はすべて、ネットワーク環境全体における物理層の基本的な役割を反映しています。一般的なネットワーク ケーブルから最先端の無線通信技術まで、物理層は私たちのデータ伝送体験を静かにサポートしています。
ネットワークを使用するときに物理層の動作に気付かれないことがよくありますが、物理層は私たちの日常的なネットワーク体験と通信の品質に消えない影響を及ぼします。では、これらの基盤となるテクノロジーが、インターネットを使用するときに体験する速度と安定性にどのように影響するか疑問に思ったことはありませんか?
