Trong mô hình mạng máy tính OSI bảy lớp, lớp vật lý (Lớp 1) là lớp đầu tiên và là lớp quan tâm nhất đến các kết nối vật lý giữa các thiết bị. Lớp vật lý cung cấp giao diện điện, cơ và lập trình cho phương tiện truyền dẫn. Mọi thứ từ hình dạng và đặc tính của đầu nối điện đến các thông số cấp thấp như tần số truyền và cách sử dụng mã đường truyền đều được chỉ định bởi lớp vật lý.
Lớp vật lý có trách nhiệm phân phối các bit thô của luồng dữ liệu tới các liên kết dữ liệu vật lý kết nối các nút mạng.
Lớp mạng này dựa trên nhiều công nghệ phần cứng khác nhau và có nhiều đặc điểm khác nhau. Chức năng của lớp vật lý là chuyển đổi các yêu cầu truyền thông logic được truyền bởi lớp liên kết dữ liệu thành các hoạt động phần cứng cụ thể để thực hiện việc truyền hoặc nhận tín hiệu điện tử. Để đảm bảo truyền dữ liệu đáng tin cậy, lớp vật lý cũng chịu trách nhiệm quản lý luồng dữ liệu thông qua đồng bộ hóa bit hoặc kiểm soát luồng, cho phép nhiều bên tham gia chia sẻ phương tiện truyền dẫn.
Lớp vật lý đóng vai trò quan trọng trong mạng. Các chức năng cốt lõi của nó bao gồm:
Các kỹ thuật chuyển mạch và ghép kênh đơn giản cho phép lớp vật lý phối hợp truyền dữ liệu hiệu quả.
Mối quan hệ giữa lớp vật lý và bộ giao thức Internet dựa trên sự tương đồng và bổ sung. Trong khi Bộ giao thức Internet (như RFC 1122 và RFC 1123) định nghĩa mô tả cấp cao về mạng thì lớp vật lý tập trung vào các giao diện và thông số kỹ thuật cấp phần cứng tạo nền tảng cho các lớp cao hơn.
Khi kiến trúc OSI được sử dụng trong mạng, lớp tín hiệu vật lý là một phần của lớp vật lý và chủ yếu chịu trách nhiệm giao tiếp với lớp điều khiển truy cập phương tiện (MAC) của lớp liên kết dữ liệu. Lớp này có nhiệm vụ mã hóa, truyền, nhận và giải mã ký hiệu, đồng thời cung cấp khả năng cách ly điện cần thiết.
Lớp vật lý cung cấp nhiều chức năng dịch vụ quan trọng, bao gồm:
Công nghệ sửa lỗi hiệu quả có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy của truyền thông mạng.
PHY, hay lớp vật lý, là mạch điện tử trong bộ điều khiển giao diện mạng thực hiện các chức năng của lớp vật lý, thường được triển khai dưới dạng mạch tích hợp. Nó kết nối thiết bị lớp liên kết (thường gọi là MAC) với phương tiện vật lý và liên quan đến nhiều công nghệ truyền thông như Ethernet và LAN không dây.
Mục đích chính của Ethernet Phy là hoạt động ở lớp vật lý của mô hình mạng OSI, giúp kết nối các biểu diễn kỹ thuật số với lĩnh vực tín hiệu tương tự. Ethernet PHY không chịu trách nhiệm xử lý địa chỉ MAC, nhưng chức năng của nó rất quan trọng đối với hoạt động chung của mạng.
Trong mạng LAN không dây hoặc Wi-Fi, phần PHY bao gồm các phần RF, chế độ hỗn hợp và tương tự, thường được gọi là bộ thu phát và được tích hợp với lớp MAC. Tương tự như vậy, việc sử dụng công nghệ PHY trong nhiều tiêu chuẩn khác nhau như USB, IrDA và SATA cũng cho thấy tầm quan trọng của lớp vật lý.
Tất cả các công nghệ này phản ánh vai trò cơ bản của lớp vật lý trong toàn bộ môi trường mạng. Từ cáp mạng thông thường đến công nghệ truyền thông không dây tiên tiến nhất, lớp vật lý đang âm thầm hỗ trợ trải nghiệm truyền dữ liệu của chúng ta.
Mặc dù hoạt động của lớp vật lý thường không được chú ý khi sử dụng mạng, nhưng nó lại có tác động không thể xóa nhòa đến trải nghiệm mạng hàng ngày của chúng ta và chất lượng truyền thông. Vậy, bạn có bao giờ tự hỏi những công nghệ cơ bản này ảnh hưởng thế nào đến tốc độ và tính ổn định khi bạn sử dụng Internet không?