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数据通信是人—机或机—机的通信，PC直接参与通信是数据通信的重要特征；数据传输的准确性和可靠性要求都很高；数据传输速率高，要求连续和传输响应时间快；数据通信持续时间差异大、突发度高。
数据通信系统主要包括两个方面的内容：一是系统信道的组成、连接、控制及其使用；二是系统的信号如何在信道上传输与控制。
任何数据通信系统都是由终端、数据电路和PC系统这3种类型的设备组成的。数据电路由传输信道和DCE（数据电路终接设备）组成。传输信道又有模拟信道与数字信道之分、专用线路和交换网线路之分、有线信道和无线信道之分及频分信道和时分信道之分等。
数据通信和传统的电话通信的重要区别之一是电话通信必须由人直接参加，摘机拨号接通线路，双方都确认后才开始通话，在通话过程中有听不清楚的地方还可以要求对方再讲一遍等。在数据通信中也必须解决类似问题才能进行有效的通信。但由于数据通信没人直接干预，就必须对传输过程按一定的规程进行控制，以便使双方能协调可靠地工作，包括通信线路的连接、收发双方的同步、工作方式的选择、传输差错的检测与校正、数据流控制及数据交换过程中可能出现的异常情况的检测与恢复，这些都是按事先双方约定的传输控制规程来完成的。
从数据通信系统的电路传输能力来看，数据通信可分为单工、半双工和全双工3种工方式。
（1）单工：两地间只能在一个指定的方向上进行传输，一个数据站固定作为数据源，另一个站固定作为数据宿。在二线连接时可能出现这种工作方式。
（2）半双工：两地间可以在两个方向上进行传输，但两个方向的传输不能同时进行，用二线电路在两个方向上交替传输数据信息。由A到B方向一旦传输结束，为使信息从B传送到A，线路必须倒换方向。这种换向动作是由调制解调器完成的。
（3）全双工：两地间可以在两个方向上同时进行传输。在四线连接中均采用这种工作方式。在二线连接中，采用某些技术（如回波消除、频带分割）也可以进行双工传输。
数据通信系统的传输方式：
（1）并行传输与串行传输。
并行传输指的是数据以成组的方式在多条并行信道上同时进行传输。常用的就是将构成一个字符代码的几位二进制码，分别在几个并行信道上进行传输，如采用8单位代码的字符，可以用8个信道并行传输。一次传送一个字符，收发双方不存在字符的同步问题。不需要另加“起”“止”信号或其他同步信号来实现收发双方的字符同步，这是并行传输的一个主要优点。但是，并行传输必须有并行信道，这往往带来了设备上和实施条件上的限制，因此，实际的应用受到限制。
串行传输指的是数据流以串行方式在一条信道上传输。一个字符的8个二进制代码，按高位到低位顺序排列，在接下一个字符的8位二进制码，这样串接起来形成串行数据流。串行传输只需要一条传输信道，易于实现，是目前主要采用的一种传输方式。但是串行传输存在一个收发双方如何保持码组和字符同步的问题，这个问题不解决，接收方就不能从接收的数据流中正确区分出一个个字符来，从而使传输失去意义。如何解决码组或字符的同步问题，目前有异步传输方式和同步传输方式两种不同的解决办法。
（2）异步传输与同步传输。
异步传输一般以字符为单位，不论所采用的字符代码长度为多少位，在发送每一个字符代码时，前面均加一个“起”信号，其长度规定为1个码元，极性为“0”，即空号的极性；字符代码后面均加上一个“止”信号，其长度为1或2个码元，极性皆为“1”，即与信号极性相同。加上“起”“止”信号的作用就是为了能区分串行传输的字符，也就是实现串行传输收发双方码组或字符的同步。这种传输方式的特点是码组或字符同步，实现比较简单，收发双方的时钟信号不需要严格同步，缺点是对每一个字符代码都需加入“起”“止”码元，使传输效率降低，适用于1200bit/s以下的低速数传输。
同步传输是以同步的时钟节拍来发送数据信号的，因此在一个串行的数据流中各信号码元之间的相对位置都是固定的（即同步的）。接收端为了从收到的数据流中正确区分出各个信号码元，首先必须建立准确的时钟信号。数据的发送一般以组（或称帧）为单位，一组数据包含多个字符，收发之间的码组或帧同步是通过传输特定的传输控制字符或同步序列来完成的，传输效率较高。
电信号所固有的基本频带，简称基带。数字信号的基本频带由传输速率决定。当利用数据传输系统直接传送基带信号、不经频谱搬移时，则称之为基带传输，这种数据传输系统就称之为基带传输系统。
把二进制信号（数字信号）进行调制交换，成为能在公用电话网中传输的音频信号（模拟信号），将音频信号在传输介质中传送到接收端后，再由Modem（调制解调器）将该音频信号解调变换成原来的二进制电信号。这种把数据信号经过调制后再传送到接收端后，又经过解调还原成原来信号的传输，称为频带传输。频带传输不仅克服了目前许多长途电话线路不能直接传输基带信号的缺点，而且能够实现多路复用，从而提高了通信线路的利用率。但是频带传输在发送端和接收端都要设置Modem，将基带信号交换为通带信号再传输。
宽带是指比频带（音频或视频）带宽更宽的频带（相对而言）。使用宽频带传输的系统为宽带传输系统。它可以容纳全部广播，并可进行高速数据传输。宽带传输系统多是模拟信号传输系统。宽带传输与基带传输相比有以下优点：能在一个信道中传输声音、图像和数据信息，使系统具有多种用途；一条宽带信道能划分为多条逻辑基带信道，实现多路复用，信道的容量大大增加；宽带传输的距离比基带远，因基带直接传输数字，传输的速率越高，传输的距离越短。
数字数据传输方式是利用数字信道传输数据的方法。采用数字信道，每一数字话路的数据传输速率为64kbit/s，所以，每一话路可复用5路9600bit/s或10路1800bit/s的数据，并不需要采用Modem，误码率较低，提高了传输的速率和质量。当传输距离较长时，由于数字信道每隔一定距离就要插入再生中继器，使信道中引入的噪声和信号失真不会积累，可大大提高传输质量。当然，采用数字传输要求全网络的时钟系统保持同步，因此这种数字数据传输方式的灵活性不如模拟传输方式。
一个通信网的有效性、可靠性和经济性直接受网中所采用的交换方式的影响。对于PC和终端之间的通信，交换是一个重要的问题。如果我们想使用任何遥远的PC，若没有交换机，只能采用点对点的通信。为避免建立多条点对点的信道，就必须使PC和某种形式的交换设备相连。这时的交换又称转接，这种交换通过某些交换中心将数据进行集中和转送，可以大大节省通信线路。在当前的数据通信网中，有电路交换、报文交换、分组交换3种交换方式。
在数据通信网发展初期，人们根据电话交换原理，发展了电路交换方式。当用户要发信息时，由源交换机根据信息要到达的目的地址把线路接到那个目的交换机，这个过程称为线路接续。是由所谓的联络信号经存储转发方式完成的，即根据用户号码或地址（被叫）经局间中继线传送给被叫交换局并转被叫用户。线路接通后，就形成了一条端对端（主叫终端和被叫终端之间）的信息通路，在这条通路上双方即可进行通信。通信完毕，由通信双方的某一方向自己所属的交换机发出拆除线路的要求，交换机收到此信号后就将此线路拆除，以供别的用户呼叫使用。
由于电路交换的接续路径采用物理连接，在传输电路接续后，控制电路就与信息传输无关。电路交换方式的主要优点是：
（1）信息传输延迟小，就给定的接续路由来说，传输延迟是固定不变的。
（2）信息编码方法、信息格式以及传输控制程序等都不受限制，即可向用户提供透明的通路。
电路交换的主要缺点是电路接续时间长，线路利用率低，目前电路交换方式的数据通信网是利用现有电话网实现的，所以数据终端的接续控制等信号要做到与电话网兼容。
20世纪60～70年代，在数据通信中普遍采用报文交换的方式，目前这种技术仍普遍应用在某些领域（如电子信箱等）。当初，为了获得较好的信道利用率，出现了存储—转发的想法，这种交换方式就是报文交换。它的基本原理是用户之间进行数据传输，主叫用户不需要先建立呼叫，而先进入本地交换机存储器，等到连接该交换机的中继线空闲时，再根据确定的路由转发到目的交换机。由于每份报文的头部都含有被寻址用户的完整地址，每条路由不是固定分配给某一个用户，而是由多个用户进行统计复用。
报文交换中，若报文较长则需要较大容量的存储器，若将报文放到外存储器中，会造成响应时间过长，增加了网络延长时间。另一方面报文交换通信线路的使用率仍然不高。
分组交换与报文交换一样，也是采用存储—转发交换方式，它首先把来自用户的信息文电暂时存于存储装置中，并划分为多个一定长度的分组，每个分组前边都加上固定格式的分组标题，用于指明该分组的发送端地址，接收端地址及分组序号等。
以报文分组作为存储—转发的单位，分组在和交换节点之间传送比较灵活，交换节点不必等待整个报文的其他分组到齐，一个分组一个分组的转发。这样可以大大压缩节点所需的存储容量，也缩短了网络时延。另外，较短的报文分组比长的报文更能减少差错的产生，提高了传输的可靠性。