「物理層って何をするの？」と疑問に思ったことはありませんか？
この記事では、OSI参照モデルの第1層「物理層」について詳しく解説します。物理層は、データを光信号や電気信号に変換して通信に使用可能な形に整える役割を担います。この層では、ビットと信号の変換規則や通信メディアの物理的特性が規定されています。物理層の正確な動作は、データ通信の基盤を支えるため、ネットワークの安定性に直結します。
物理層での回線方式
物理層の回線方式には、イーサネットや無線LAN、アナログ電話回線、ADSLなどが含まれます。これらは大きく分けてアナログとデジタルに分類され、用途に応じた特性を持っています。アナログ方式は連続的な信号を扱い、デジタル方式は離散的な0と1の情報を処理します。デジタル方式は、長距離通信でも信号劣化が少ないため、信頼性の高いデータ伝送が可能です。
符号化の重要性
物理層における符号化は、通信の信頼性と効率性に直接影響します。デジタル信号の符号化には、NRZ（Non-Return-to-Zero）、Manchester符号、4B/5B符号化などがあり、データを信号に変換します。一方、アナログ信号の場合は、AM（Amplitude Modulation）、FM（Frequency Modulation）、PM（Phase Modulation）が使用され、連続的な波形に情報をエンコードします。
物理層での符号化方式の選択は、データの正確な伝送と帯域幅の効率的利用を目指します。例えば、NRZはシンプルですがノイズの影響を受けやすく、より信頼性を重視する場合にはManchester符号が選ばれることがあります。
まとめ
物理層は、データ通信の基盤を支える重要な層であり、信号の変換や符号化によってネットワーク通信の性能と安定性に寄与しています。物理層の役割や回線方式、符号化の重要性を理解することで、ネットワークエンジニアや通信技術者にとって必要不可欠な知識を身につけることができます。
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