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超越數據：物理層在無線通信中扮演什麼角色？
在計算機網絡的七層OSI模型中，物理層，即第一層，與設備之間的實際連接最為密切相關。物理層提供了一個電氣、機械和程序接口，用於傳輸介質。這包括電連接器的形狀和特性、傳輸頻率、使用的線編碼以及其他低層參數的規範。隨着移動計算的發展，MIPI Alliance的*-PHY系列互連協定廣泛應用於市場上。
物理層定義了通過物理數據鏈路在網絡節點之間傳輸原始比特流的方式。
物理層的作用不可小覷。它是許多高層功能的基礎，實現了不同硬件技術的支持，並能夠在邏輯通信請求和硬件特定操作之間進行翻譯。舉例來說，通過開放系統互連（OSI）架構，物理層不僅僅限於電氣信號的傳輸，還包括透過各種傳輸介質的數據交換。
物理層的主要服務
物理層執行的一些主要功能包括：原始數據的逐位或逐符號傳輸，提供統一的傳輸介面，包括電連接器和電纜的機械規範。例如，它會訂定最大電纜長度、傳輸線信號強度和阻抗等電氣標準。此外，物理層還需考慮電磁兼容性，這意味著必須合理規劃電磁頻譜和信號強度，以減少通信過程中的干擾。
數據流的管理包括同步串行通信中的比特同步，或在異步串行通信中進行開始-停止信號和流控制。
在傳輸介質的共享方面，物理層可以採用簡單的電路切換或多路復用技術來管理衝突及干擾。對於以太網的多種介面來說，像是CSMA/CD的協議則提供了更複雜的介質訪問控制解決方案。
物理層的子層與其相關技術
物理層中的信號子層專職於與數據鏈路層的媒介訪問控制（MAC）子層進行接口，並執行符號編碼、傳輸和接收等功能。這一段落對於保證數據的正確傳遞和連接至關重要。當然，隨着技術的進步，越來越多的應用正在將物理層設計集成到現有的系統中，例如無線局域網（Wi-Fi）、3G/4G/5G通信及USB等協議。
風險已不限於有線和無線系統，許多新的物理層協定例如M-PHY等也開始受到廣泛應用。
以太網的物理收發器（PHY）部分便是在OSI網絡模型的物理層中運作，專注於實作以太網的物理連接。其設計目的在於提供與傳輸媒介的分析信號物理訪問，並與媒介獨立界面（MII）接口互相連通，從而更好地進行數據傳遞。
未來展望
隨著物聯網和智能設備的不斷普及，物理層的角色越發重要。設計師需要面對的挑戰之一就是如何在繁多的傳輸技術中保持通訊質量和效率。越來越多的系統正朝向高度集成的方向發展，將物理層功能與高層邏輯進行整合。
在未來的無線通信中，物理層是否能夠適應不斷變化的需求及技術進步？
