网络协议的基础层是「物理层」，这个层面定义了「比特信号」在信道上传输数据。
将数据从一台机器传输到另一台机器上，最常见的办法是通过「磁盘」，将 A 机器的数据写入到磁盘，通过 B 机器读取，实现拷贝，则完成了一次数据通信。
考虑到成本、速度和及时性等因素，我们通过「双绞线、同轴电缆、电力线、光纤」等几种传输介质来阐述。
双绞线是一种常用的传输介质，它由两根相互绝缘的铜线组成，直径约为 1 毫米，这两根铜线以螺旋形式绞在一起，类似 DNA 分子链的结构。
将两根线绞在一起是为了相互抵消可能产生的「干扰波」，从而减少外部的噪音。
双绞线主要应用在「电话系统」中，几乎所有的电话都是通过双绞线连接到电话公司，实现打电话和接入互联网的功能。
双绞线一般可以延长几千米而不丢失信号，如果传输距离更远，则需要增加中继器。由于双绞线有足够的传输性能和相对低的成本，因此应用范围广泛。它不仅能传输模拟信号，还能传输数字信号，至于带宽的大小取决于双绞线的厚度和传输的距离。另外，双绞线还有不同的类别，如 5 类、6 类、7 类之分，比如 7 类双绞线在每对双绞线的外层都增加了一个塑料保护套，并在整个线缆的最外层再增加一个屏蔽层。这两层可以减少外部干扰和附近电缆的串扰，以满足性能的要求。另外一种常用的传输介质是「同轴电缆」，相对于其他传输方式，它有更好的屏蔽特性和更大的带宽，可以用很高的速率进行长距离的传输。在 90 年代中期开始，运营商开始在有线电缆上访问互联网服务，使得同轴电缆变得尤为重要。同轴电缆由铜芯和外面绝缘材料组成，绝缘材料是一层密织的网状圆柱导体，外层导体再覆盖上一层保护塑料外套。
其结构有很好的屏蔽性，因此能够实现高带宽的传输，同时又具备很好的抗噪性。在过去，同轴电缆被广泛应用于长途电话系统，但现在同轴电缆已经被光纤所替代。
即使如此，同轴电缆仍然是有线电视和城域网的常用传输介质。
除了电话网络和有线电视这两种「基础设施」外，还存在一种更为普遍的导线「电力线」。
传统电线主要用于输送电能，而电力线则通过增加在电力线上叠加数据信号来实现数据通信。
而普通电线主要用于输送电能，而电力线的定义更加广泛，专门设计用于数据通信。为了用于转换数据通信，需要在插座和房间安装「电力线适配器」，允许我们通过已有的电力线基础上传输网络信号，从而不需要额外的网络布线。光纤是由玻璃制成的传输介质，具有玻璃芯和外部的玻璃覆盖层，其覆盖层的折射率低于玻璃芯，确保光线局限在玻璃芯内。光纤通常捆绑成束，最外层再加一层保护套。光纤传输涉及三个关键部件：光源、传输介质和探测器，传输介质是超薄玻璃纤维。在光纤两端分别连接光源和探测器，形成一个单向数据传输系统。系统接收电子信号，将其转换为光脉冲传输出去，然后在另一端将光脉冲转换回电子信号输出给接收端。光线从一种介质到达另一种介质时，会发生折射和内部反射，形成多个不同角度的光束，这种光纤被称为「多模光纤」。当光纤的直径减小到几个波长的大小时，光纤就像一个波导，光只能按直线传播而不反射，形成「单模光纤」。单模光纤适合长距离传输，尽管价格较高。在陆地上，光纤通常埋在地表 1 米以下，可能会受到农具或老鼠的损坏。而在海底，光纤可能被放入电缆沟或直接埋入海底，但可能会被渔船碰撞或较大的鱼咬坏。- 更高带宽：光纤能够处理更高的带宽，使其更适合用于高端网络。
- 低衰减：光纤的衰减相对较低，在较长的线路上，大约每 50 千米只需一个中继器，而铜线在大约每 5 千米就需要一个中继器。、
- 节省空间：由于许多电缆管道已经塞满，几乎没有多余的空间来增加新的容量。将原来的铜线替换为光纤后，可以释放电缆管道的空间。
- 小巧轻便：光纤小巧轻便，1000 根 1 千米长的双绞线重约 8000 千克，而两根光纤能够超越这 1000 根的容量，但它们的重量仅为 100 千克。
- 成本优势：对于新的线路，光纤相较于铜线具有更多优势，并且安装费用较低。
- 安全性高：光纤不会漏光，也不容易被随意接入，因此难以被搭线窃听，具有较高的安全性。
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