物理层的主要功能

物理层的主要功能

1. 物理层必须要清楚的要点

• 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。现有的计算机网络中的硬件设备和传输媒体的种类非常繁多，而通信手段也有许多不同方式。
• 用于物理层的协议也常称为物理层规程(procedure)。
• 注：想要用尽量少的词来记住物理层包括的内容，那就是“信号和介质”。具体的物理层协议种类很多，这是因为物理连接的方式很多(如，可以是点对点的，也可以采用多点连接或广播连接)，而传输媒体的种类也非常之多(如架空明线、双绞线、对称电缆、同轴电缆、光缆，以及各种波段的无线信道等)。

2. 物理层要解决的主要问题

• 物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。
• 给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。
• 在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。

3. 物理层的主要功能

3.1 为数据端设备提供传送数据的通路

• 为数据端设备提供传送数据的通路：数据通路可以是一个物理媒体，也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输，包括激活物理连接，传送数据，终止物理连接。所谓激活，就是不管有多少物理媒体参与，都要在通信的两个数据终端设备间连接起来，形成一条通路。

3.2 传输数据

• 传输数据：物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽（带宽是指每秒钟内能通过的比特（bit）数），以减少信道上的拥塞。传输数据的方式能满足点到点，一点到多点，串行或并行，半双工或全双工，同步或异步传输的需要。

3.3 完成物理层的一些管理工作

注：数据在计算机中多采用并行传输方式。但数据在通信线路上的传输方式一般都是串行传输(这是出于经济上的考虑)，即逐个比特按时间顺序传输。因此，物理层还要完成传输方式的转换。

4. 物理层的主要任务

4.1 机械特性

• 机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等等。平时常见的各种规格的接插件都有严格的标准化的规定。

4.2 电气特性

• 电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

4.3 功能特性

• 功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。

4.4 过程特性

• 过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

注：可以将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的特性。

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参考文献：
[1]《计算机网络(第5版)》谢希仁——第二章 2.1
[2] 百度搜索关键字：物理层的主要功能