计算机网络 TCP/IP体系 物理层

一. 物理层的基本概念

物理层作为TCP/IP网络模型的最低层，负责直接与传输介质交互，实现比特流的传输。

要完成物理层的主要任务，需要确定以下特性：

1. 机械特性：物理层的机械特性主要涉及网络设备之间物理连接的几何和物理尺寸、引脚数、形状、大小、插拔方式等机械设计规定，确保不同设备的物理接口能够正确无误地相互对接和匹配。例如，RJ-45水晶头对于双绞线以太网的连接，光纤接口的SC、LC、ST等不同类型的设计。
2. 电气特性：电气特性是指信号在传输介质上的编码方式以及信号的电压、电流强度、波形、频率范围等参数。例如，在以太网中，规定了电信号的高低电平代表逻辑1和0；在光纤通信中，则规定了光信号的波长、功率等参数，确保接收方能准确识别并恢复发送方发出的比特序列。
3. 功能特性：功能特性是指物理层应该完成的基本功能，即透明地传输比特流，并确定数据传输速率（比特率）、信号的传输方向以及可能存在的错误检测机制。这包括但不限于信号的调制解调方法、同步机制、线路状态监测等功能。
4. 过程特性：过程特性是指物理层在数据传输过程中的一些控制步骤和规程，比如建立连接、激活传输、维持连接以及断开连接时的一系列操作过程。例如，某些物理层协议可能会涉及到初始化握手、数据传输期间的错误检测和纠正机制，以及在发生故障时的重试或通