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通信就是信息的传输与交换。信息包含在各种消息中，其载体可以是语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。在传递这些消息时，人们更关心的是消息所包含的有意义的内容，也就是信息，通信的过程就是信息进行时空转移。
图1.1显示了通信系统的一般模型。其中信息源和发送设备可以合称为发送端，接收设备和受信者可以合称为接收端。
图1.1 通信系统的一般模型
基本术语如下：
（1）信息源，一般指通过某种物质传出去的信息，即信息的发源地／来源地（包括信息资源生产地和发生地、源头、根据地），需把原始信息变换成原始电信号。
（2）信道，指通信的通道，是信号传输的媒介，传输信道的类型分有线信道（如电缆、光纤）和无线信道（如自由空间）两种。
（3）噪声源，分布于通信系统中其他各处的噪声的集中表示。
（4）模拟信号，代表消息信号参量，取值连续，例如麦克风输出电压。
（5）数字信号，代表消息信号参量，取值为有限个，例如电报信号、计算机输入输出信号。
（6）基带信号，信息源发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号（相应地，信源也分为数字信源和模拟信源），其由信源决定。
（7）带通信号，在通信中，由于基带信号具有频率很低的频谱分量，出于抗干扰和提高传输率考虑，一般不宜直接传输，需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号。变换后的信号就是带通信号，或者叫频带信号。
（8）信源编码，实现模拟信号的数字化传输即完成A／D变化，提高信号传输的有效性。即在保证一定传输质量的情况下，用尽可能少的数字脉冲来表示信源产生的信息。信源编码也称作频带压缩编码或数据压缩编码。
（9）信道编码，主要解决数字通信的可靠性问题，其原理是对传输的信息码元按一定的规则加入一些冗余码（监督码），形成新的码字，接收端按照约定好的规律进行检错甚至纠错。信道编码又称为差错控制编码、抗干扰编码、纠错编码。
（10）数字调制，把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的频带信号，主要作用是提高信号在信道上传输的效率，达到信号远距离传输的目的，基本的数字调制方式包括振幅键控ASK、频移键控FSK、相移键控PSK。
（11）同步，指通信系统的收、发双方具有统一的时间标准，使它们的工作“步调一致”，同步的作用对于数字通信是至关重要的。如果同步存在误差或失去同步，通信过程中就会出现大量的误码，导致整个通信系统失效。
信道中利用模拟信号来传递信息的通信系统称为模拟通信系统，利用数字信号来传递信息的通信系统称为数字通信系统，它包括将基带数字信号直接送往信道传输的数字基带传输和经载波调制后再送往信道传输的数字载波传输，如图1.2所示。
其中，信源编码与译码的目的是提高信息传输的有效性，完成模／数转换；同步目的是使收发两端的信号在时间上保持步调一致；加密与解密目的是保证所传信息的安全；信道编码与译码目的是增强抗干扰能力；数字调制与解调目的是形成适合在信道中传输的带通信号。
图1.2 数字通信系统模型
需要说明的是，图1.2中数字调制／数字解调、加密／解密、编码／译码等环节，在具体通信系统中是否全部采用，要取决于具体的设计条件和要求。但在一个系统中，如果发端有调制／加密／编码，则收端必须有解调／解密／译码。通常把有调制器／解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。
（1）抗干扰能力强。
在数字通信中，由于传输的信号幅度是离散的，以二进制为例，信号的取值只有两个，这样接收端只需判别两种状态。信号在传输过程中受到噪声的干扰，必然会使波形失真，接收端对其进行抽样判决，以辨别是两种状态中的哪一个。只要噪声的大小不足以影响判决的正确性，就能正确接收（再生）。而在模拟通信中，传输的信号幅度是连续变化的，一旦叠加上噪声，即使噪声很小，也很难消除它。
数字通信抗噪声性能好，还表现在进行微波中继通信时，它可以消除噪声积累。这是因为数字信号在每次再生后，只要不发生错码，它仍然像信源中发出的信号一样，没有噪声叠加在上面。因此中继站再多，数字通信仍具有良好的通信质量。而模拟通信中继时，只能增加信号能量（对信号放大），而不能消除噪声。
（2）差错可控。
数字信号在传输过程中出现的错误（或称为差错），可通过纠错编码技术来控制，以提高传输的可靠性。
（3）易加密。
数字信号与模拟信号相比，它容易加密和解密。因此，数字通信保密性好。
（4）易于与现代技术相结合。
由于计算机技术、数字存贮技术、数字交换技术以及数字处理技术等现代技术飞速发展，许多设备、终端接口均是数字信号，因此极易与数字通信系统相连接。
（1）频带利用率不高。
系统的频带利用率，即可用系统允许最大传输带宽（信道的带宽）与每路信号的有效带宽之比。以电话为例，一路模拟电话通常只占据 4kHz带宽，但一路接近同样话音质量的数字电话可能要占据 20～60kHz的带宽。因此，如果系统传输带宽一定的话，模拟电话的频带利用率要高出数字电话的 5～15倍。
（2）系统设备比较复杂。
数字通信中，要准确地恢复信号，接收端需要严格的同步系统，以保持收端和发端严格的节拍一致、编组一致。因此，数字通信系统及设备一般都比较复杂，体积较大。不过，随着新的宽带传输信道（如光导纤维）的采用、窄带调制技术和超大规模集成电路的发展，数字通信的这些缺点已经弱化。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展和广泛应用，数字通信在今后的通信方式中必将逐步取代模拟通信而占主导地位。
（1）电报通信系统，由用户终端、交换设备、复用设备和通信线路等组成的具有传输和交换电报信号功能的通信系统。
（2）电话通信系统，由用户终端、用户线路、交换设备、中继线和干线等构成的具有传输和交换电话信号功能的通信系统。
（3）数据通信系统，指的是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。
（4）图像通信系统，图像通信系统所传送的主要是人的视觉能够感知的图像信息，它包括自然景物、文字符号、动画图形等。图像通信系统也和其他通信系统一样，经历了一个从模拟到数字的转化过程。
（1）基带传输系统，未对载波调制的待传信号所占的频带称为基带。基带传输，指一种不搬移基带信号频谱的传输方式。一般用于工业生产中。基带传输系统的组成主要由码波形变换器、发送滤波器、信道、接收滤波器和取样判决器等 5个功能电路组成。
（2）带通传输系统，有信号的调制。比如话筒，你对着话筒说话，话筒就是信源，你的语音信号就是基带信号。当远距离传输语音信号时，基带传输就不行，需要先进行调制，再将频谱搬移到高频处（FM／AM就是如此），再进行传输，有信号的调制这一环节的通信系统就是带通传输系统。
（1）模拟通信系统，是指用户在线上传输模拟信号的通信方式。
（2）数字通信系统，就是信道中传输的是数字信号的通信方式，它包括将基代数字信号直接送往信道传输的数字基代传输和经载波调制后再送往信道传输的数字载波传输。
（1）有线通信系统，以被覆线、架空明线、电缆、光缆为传输媒质所构成的通信系统。系统由用户设备、交换设备和传输设备等组成。
（2）无线通信系统，指的是通过无线协议实现通信的一种方式。
（1）长波通信，是利用波长大于 1km（频率低于 300kHz）的电磁波进行的无线电通信，亦称低频通信。它可细分为在长波（波长 10～1000m）、甚长波（10～100km）、超长波（1000～10000km）和极长波（1万～10万km）波段的通信。
（2）中波通信，指利用波长为 100～1000m，频率为 300～3000kHz的电磁波进行的无线电通信。在白天电离层D层对中波吸收强烈，难以利用天波传播，只能靠地波传播。夜间D层消失，E层的电子密度下降，电磁波吸收减小，可由E层反射，此时中波除靠地波传播外，还靠天波传播。
（3）短波通信，波长在 10m～100m之间，频率范围 3MHz～30MHz兆赫的一种无线电通信技术。短波通信发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备，通信距离较远，是远程通信的主要手段。由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，噪声较大。
（4）微波通信，是使用波长在 0.1mm至 1m之间的电磁波——微波进行的通信。该波长段电磁波所对应的频率高于 300MHz以上。与同轴电缆通信、光纤通信和卫星通信等现代通信网传输方式不同的是，微波通信是直接使用微波作为介质进行的通信，不需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。利用微波进行通信具有容量大、质量好并可传至很远的距离的特点，因此是国家通信网的一种重要通信手段，也普遍适用于各种专用通信网。
（1）频分复用，就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输一路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。频分复用技术除传统意义上的频分复用外，还有一种是正交频分复用。
（2）时分复用，采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。时分复用就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片（简称时隙），并将这些时隙分配给每一个信号源使用，保证资源的利用率。
（3）码分复用，是指用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号。采用同一波长的扩频序列，频谱资源利用率高，与光波分复用技术结合，可以大大增加系统容量。包括码分多址、频分多址、时分多址和同步码分多址等相关技术。
（4）波分复用，是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各种信息）在发送端经光波分复用器（亦称合波器）汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经光波分解复用器（亦称分波器或称去复用器）将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
消息只能单方向传输的工作方式，例如遥控，就是单工通信方式。单工通信信道是单向信道，发送端和接收端的身份是固定的，发送端只能发送信息，不能接收信息；接收端只能接收信息，不能发送信息，数据信号仅从一端传送到另一端，即信息流是单方向的。
单工通信属于点到点的通信，根据收发频率的异同，可分为同频通信和异频通信。
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）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。
通信双方可同时收发消息，例如，EIA-422（过去称为RS-422）标准，就是全双工通信标准。全双工在微处理器与外围设备之间采用发送线和接收线各自独立的方法，可以使数据在两个方向上同时进行传送操作。在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。网卡一般都支持全双工。全双工以太网使用两对电缆线，而不是像半双工方式那样使用一对电缆线，这意味着在全双工的传送方式下，可以得到更高的数据传输速度。
将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输。优点是不需要字符同步措施，节省传输时间，速度快；缺点是需要多条通信线路，成本高。并行传输时，一次可以传一个字符，收发双方不存在同步的问题。而且速度快、控制方式简单。但是，并行传输需要多个物理通道。所以并行传输只适合于短距离——要求传输速度快的场合。
将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输。优点是只需一条通信信道，节省线路铺设费用；缺点是速度慢，需要外加码组或字符同步措施。串行通信作为计算机通信方式之一，主要起到主机与外设之间的数据传输作用，串行通信具有传输线少、成本低的特点，主要适用于短距离的人—机交换、实时监控等系统通信工作中。借助于现有的电话网也能实现远距离传输，因此串行通信接口是计算机系统当中的常用接口。随着技术的发展，以通用串行总线（USB）技术为代表串行传输速度已经超过了并行传输。
（1）有效性，用有效传输频带来度量。同样的消息用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度，所需的频带宽度越小，则有效性越高。
（2）可靠性，用接收端最终输出信噪比来度量。输出信噪比是指输出信号的平均功率与输出的噪声平均功率之比，即不同模拟通信系统在同样的信道信噪比下所得到的输出信噪比是不同的，信噪比越高，说明噪声对信号的影响越小。
（1）有效性，用信息传输速率、符号传输速率和频带利用率来衡量。
信息的传输速率通常以每秒所传输的信息量来衡量。信息量是一种消息多少的衡量。消息的不确定性程度越大，则其信息量越大。信息论中已经定义信源发出信息量的度量单位是比特，所以信息传输速率的单位为比特每秒。
符号传输速率也叫信号速率或者码元速率，指单位时间内所传输的码元数目，单位为波特。这里的码元可以是多进制的，也可以是二进制的。符号速率不管传输的信号为多少进制，都代表每秒钟所传输的符号数。对于信息传输速率，则必须折合为相应的二进制码元来计算频带利用率。
在比较不同的数字通信系统的效率时，单看信息传输速率是不够的，或者说即使两个系统的信息传输速率相同，他们的效率也可能不同，因此还要看传输这种信息所占信道频带的宽度（简称带宽）。通信系统所占用的带宽越宽，传输信息的能力应该越大，所以用单位频带内的传输速率来衡量数字通信系统传输效率。
（2）可靠性，常用误码率表示，即在传输过程中发生误码的码元个数与传输总码元数之比。这个指标一般是多次统计结果的平均量，即平均误码率。误码率的大小由通路的系统特性和信道质量决定，如果通路的系统特性和信道特性都是高质量的，则系统的误码率较低。可以通过提高信道信噪比（信号功率／噪声功率）和缩短中继段距离来减少误码率。