1、数据通信系统模型
一个数据通信系统可范分为三大部分，即源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端、接收方）。
Ⅰ、源系统一般包括以下两个部分：
①源点：源点设备产生要传输的数据。
②发送器：通常源点生成的数字比特流要通过发送器编码后，才能够在传输系统中进行传输。典型的发送器就是调制器。
Ⅱ、目的系统一般也包括以下两个部分：
①接收器，接收传输系统传送过来的信号，并把它转化为能够被目的设备处理的信息。典型的接收器就是解调器。
②终点：终点设备从接收器获取传送来的数字比特流，然后把信息输出。
Ⅲ、传输系统：传输系统可以是简单的传输线，也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统。
2、信道
信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。从通信的双方信息交互的方式来看，可以有以下三种基本方式：
①单向通信：又称为单工通信，即只能有一个方向的通信，而没有反方向的交互。
②双向交替通信：又称为半双工通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也就不能同时接收）。
③双向同时通信：又称为全双工通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息。
3、信号
来自信源的信号常称为基带信号，像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。基带信号往往包含较多的低频分量，甚至有直流分量，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。
4、编码与调制
调制可分为两大类，一类是仅仅对基带信号的波形进行交换，使它能够与信道特性相适应。交换后的信号仍然是基带信号，这类调制称为基带调制。由于这种基带调制是把数字信号转换为另一种形式的数字信号，因此把这种过程称为编码。另一类调制则需要使用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号，这样就能够更好的在模拟信道中传输。经过载波调制之后的信号称为带通信号（即仅在一段频率范围内能够通过信道），而使用载波的调强制称为带通调制。
Ⅰ、常用的编码方式
①不归零制：正电平代表1，负电平代表0。
②归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0。
③曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳变代表0，胃位周期中心的向下跳变代表1，也可以反过来定义。
④差分曼彻斯特编码：在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0，位开始边界没有跳变代表1。
从信号波形中可以看出，曼彻斯特编码产生的信号频率比不归零制高。从自同步能力来看，不归零制不能从信号波形本身中提取信号时钟频率（这叫做没有自同步能力），而曼彻斯特编码具有自同步能力。
Ⅱ、基本的带通调制方法
①调幅AM：即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0或1分别对应于无载波或有载波输出。
②调频FM:即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0或1分别对应于频率f1或f2。
③调相PM:即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0或1分别对应于相位0度或180度。
5、奈氏准则
在带宽为W(Hz)的低通信道中，若不考虑噪声影响，则码元传输的最高速率是2W（码元/秒）。传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。
6、香农公式
信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比，常记为S/N。
信噪比(dB)＝10 log₁₀(S/N)(dB)
信道的极限信息传输速率C＝W log₂(1＋S/N) (bit/s)
W为信道的带宽(以Hz为单位)，S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率。
信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限传输速率就越高。
香农公式指出，在有噪声的实际信道上，不论采用多么复杂的编码技术，都不可能突破信息传输速率的绝对极限。
7、传输媒体
传输媒体也称为传输介质或传输媒介。传输媒体可分为两大类，即导引型传输媒体（双绞线、同轴电缆或光纤）和非导引型传输媒体（无线、红外或大气激光）。
Ⅰ、导引型传输媒体
①双绞线:无论是哪种类别的双绞线衰减，都随频率的升高而增大。使用更粗的导线可以减小衰减，但却增加了导线的重量和价格。
②同轴电缆:同轴电缆由内导体铜制芯线(单股实心线或多股绞合线)、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层(也可以是单股的)以及绝缘保护套层所组成。由于外导体屏蔽层的作用，同轴电缆具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输较高速率的数据。
③光缆:光纤通信就是利用光导纤维传递光脉冲来进行通信的，有光脉冲相当于1，没有光脉冲相当于0。一个光纤通信系统的传输带宽远远大于目前其他各种传输媒体的带宽。光纤是光纤通信的传输媒体。可以存在多条不同角度入射的光线在一条光线中传输，这种光纤就称为多模光纤。光脉冲在多模光纤中传输时会逐渐展宽，造成失真。因此多模光纤只适合于近距离传输。
Ⅱ、非导引型传输媒体
对于给定的调制方式和数据率，信噪比越大，误码率越低。
对于同样的信噪比，具有更高数据率的调制技术的误码率更高。
在进行通信时不断改变自己的地理位置，就会引起无线信道特性的改变，因而信噪比和误码率都会发生变化。
微波接力通信:通信信道容量大，微波传输质量高，通信建设投资少，但也会受到恶劣气候影响，隐蔽性和保密性差，使用和维护耗费较多。
卫星通信的最大特点是通信距离远，通信费用与通信距离无关，通信稳定，保密性相对较差，造价较高，具有较大的传播时延。
8、物理层接口的特性
①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。
②电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
③功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压的意义。
④过程特性:指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
9、物理层设备
①中继器(转发器):对信号是整形方法后转发(信号再生而非简单放大)。
②5-4-3规则:4个中继器串联的5段通信介质中只有3个段可以挂接计算机。
③集线器（Hub）:多端口中继器。
10、信道复用技术
①频分复用FDM:频分复用的各路信号在同样的时间占用不同的带宽资源（此处带宽是频率带宽而不是数据的发送速率）。在进行通信时，复用器总是和分用器成对地使用。在复用器和分用器之间是用户共享的高速信道。
②时分复用TDM:时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带带宽。时分复用相较于频分复用更有利于数字信号的传输。
③统计时分复用STDM:能明显的提高信道的利用率。集中器常使用这种统计时分复用。统计时分复用又称为异步时分复用，而普通的时分复用称为同步时分复用。使用统计时分复用的集中器也叫做智能复用器，它能提供对整个报文的存储转发能力(但大多数复用器一次只能存储一个字符或一个比特)，通过排队方式使各用户更合理的共享信道。
④波分复用WDM:就是光的频分复用。使用一根光纤来同时传输多个频率很接近的光载波信号。
⑤码分复用CDM:每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰。这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被发现。
11、宽带接入技术
①非对称数字用户线技术ADSL:用数字技术对现有模拟电话的用户线进行改造，使它能够承载宽带数字业务。ADSL不能保证固定的数据率。
②光纤同轴混合网HFC:在有线电视网的基础上开发的。
③FTTx技术:即光纤到……
为了有效的利用光纤资源，在光纤干线和用户之间广泛使用无源光网络PON。无源光网络无需配备电源，其长期运营成本和管理成本都很低。最流行的无源光网络是以太网无源光网络EPON和吉比特无源光网络GPON。