Tietokoneverkot on suunniteltu standardiprotokollien ja viestintäkerrosten perusteella. Nämä verkkostandardit ovat tyypillisesti johdettuja avoimien standardien yhteenliittämismallista (OSI). Jokainen viestintästandardin kerros on suunniteltu tiettyä tarkoitusta ja prosessia varten. Fyysinen kerros on tietoliikenneverkon varsinainen lankalaitteistokerros. Tämä kerros määrittelee verkkokaapelien kuparijohtimien langan kiinnityskokoonpanostandardit ja fyysisen suunnittelun.
Kun tietokoneviesti lähetetään fyysisen kerroksen yli, se vaatii erityisen koodausprosessin. Tässä tietokonetieto muutetaan databiteistä sähköisiksi signaaleiksi, joita tulkitaan verkon laitteiston kautta. Sitä pidetään verkkopinon alimpana tasona, koska se on vastuussa varsinaisen viestin lähettämisestä verkon laitteiston kautta.
Jokaisella verkon suunnittelutyypillä on tietty taajuus ja protokolla. Verkkokaapeli vastaa viestinnän muuntamisesta sähköisiksi signaaleiksi. Fyysinen kerros määrittelee verkkokaapelin kautta lähetettävän elektronisen signaalin spesifikaation. Tämä sisältää ennalta määritetyn taajuuden ja kaapelin pituuden, joka takaa oikean tiedonsiirron laitteiden välillä.
Fyysinen kerros ei rajoitu kuparilankakokoonpanoon. Se sisältää myös langattomat ja kuituoptiset tiedot. Määritelmän tarkoituksena on hahmotella, kuinka tietokoneohjelmien tulisi lähettää viestejä tietokoneiden välillä käyttämällä tiettyjä taajuuksia ja protokollia.
Lähetysprotokollan lisäksi fyysinen kerros määrittelee myös viestin oikean vastaanottamisen. Tämä määrittää, miten verkkolaitteen tulisi tulkita toisen verkon laitteen signaaleja. Sekä viestien lähettäjän että vastaanottajan on noudatettava protokollia varmistaakseen verkon kautta välitettyjen datapakettien hyväksymisen.
Verkkoprotokolla on samanlainen kuin puhelinjärjestelmä. Kuulokkeissa käytetään tiettyä johtoa, kun taas toista johtoa käytetään mikrofonissa. Verkossa viestit lähetetään tietylle taajuudelle ja valvontalaite vastaanottaa ne. Kun viesti on vastaanotettu, lähettävälle laitteelle lähetetään vastausviesti, joka vahvistaa viestin vastaanottamisen.
Fyysinen kerros sisältää myös standardit sanoman laadun ja vastaanottavan laitteen hyväksymisen varmistamiseksi. Kellon palautus on esimerkki standardista, jolla vahvistetaan viestien vastaanottaminen fyysisen kerroksen sisällä. Kellon palautusjärjestelmä on ennalta määritetty aika, jonka kuluessa viesti on vastaanotettava ja siihen on vastattava verkon sisällä. Jos vastaanottava sovellus ei lähetä kuittausviestiä ennalta määrätyn ajan kuluessa, lähettävä laite olettaa viestin epäonnistuneen.