物理層代表參考模型層次結構的第一級。此級別負責在各種物理媒體上傳輸。

圖中顯示了所有現代物理層與物理介質（此處為光纖）的接口，以傳輸IP數據包。
我們看到，由于ATM幀的大小有限，我們可以將IP數據包封裝在ATM幀中，或者至少封裝IP數據包的一部分。
然后，如果速度足夠低而無需時鐘同步，則ATM幀可以直接通過光纖傳輸，也可以在通過光纖傳輸之前封裝在SONET
/ SDH幀中。
第二種解決方案是使用HDLC或PPP幀（點對點協議）來實現這種封裝。為了允許SDH，在通過光纖傳輸之前，HDLC和PPP幀本身被封裝在SONET /
SDH幀中。
圖的左側顯示IP數據包也可以封裝在傳統的以太網幀GbE（1 Gbit / s）或10GbE（10Gb /
s）中。這些幀可以直接傳輸到光纖，也可以根據速度，站點距離等通過SONET / SDH傳輸。
這是一種與以太網兼容的技術，其中增加了前導以太網幀，以留出時間來執行時鐘同步。標準化為IEEE
802.17的該解決方案應以極具競爭力的價格迅速取代SONET / SDH標準。
物理接口上最常用的三個幀是PPP，ATM和以太網。在考慮標準時，通常（盡管不是強制性）將物理層本身分為兩層：物理層最低的PM層（Physical
Medium）子層，負責通過物理介質和位傳輸信息同步和TC層（傳輸收斂），物理層的高子層，負責從幀中調整支持物理位。
TC子層訪問接口的功能包括：
?速率適配；
?標頭保護；
?框架定界；
?適應傳輸系統；
?框架的生成和恢復。
速率適配是將各種信息流調整為物理鏈路的帶寬。為此，我們可以像在SONET系統上的ATM信元傳輸中那樣添加空白幀，例如jam。另一種解決方案是在沒有幀傳輸時插入填充字節。填充字節的數量取決于兩個幀之間的時間間隔。
ATM信元傳輸是一種特殊情況。標頭包含一個1字節的單元格區域，其作用是保護先前監管的4個字節。這是HEC字段（標頭錯誤控制）。如果錯誤數量限制為一個，它會檢測傳輸錯誤并自動進行更正。當錯誤隨機發生時（大多數可能性非常低），錯誤率非常好。有時，如果在很短的時間內在傳輸信號期間發生嚴重干擾，錯誤率就會急劇上升，從而產生一系列錯誤單元。這就是為什么我們希望在同一單元上發現兩個以上錯誤后立即進行操作。傳感器變為HEC而不是糾正錯誤，因為很有可能區域信息不正確。
HEC還允許分隔單元格。接收器一直在搜索對應于HEC區域的4個字節。一旦找到滿足HEC的序列，它就會驗證五個單元格的相應區域也正確。在這種情況下，接收器將切換到同步模式。如果他無法使用以下五個單元來構成HEC，則其將保持未同步狀態。考慮到幀丟失，需要進行七個連續的錯誤檢測。值5和7用于同步傳輸。對于異步傳輸，這些值分別設置為6和8。
用來同步發送器和接收器時鐘的連接的同步速度的匹配，以便接收器可以在正確的時刻恢復以發送器時鐘的速度發送的比特。這兩種功能都取決于用于傳輸幀的物理介質。
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總結

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