物理层是参考模型中的最底层，是最基础的一层，负责比特流的透明传输。围绕这个功能，本章探讨了传输比特所需要的介质和所使用的技术。
本章阐述的常见概念有通信，信道，模拟和数字通信，并行和串行通信，同步和异步通信，单工、半双工和全双工通信等。
通过信号的傅里叶分析，本章解释了其传输过程存在的衰减、失真等现象，引人了截止频率、物理带宽的概念以及它们对信号传输的影响。
信道的物理带宽直接影响信道的传输性能，即它的传输速率，或者数字带宽。奈奎斯特定理描述了无噪声信道下的最大数字带宽，香农定理描述了有噪声信道的最大数字带宽。
在基带传输技术中，介绍了NRZ、NRZI、曼彻斯特编码、4b/5b等几种线路编码方法，并探讨了这些方法的使用场景和效率。
在通带传输技术中，从3种基本的调制方法一一调频、调相和调幅开始，介绍了工程中常用的组合调制方法一一正交振幅调制（QAM),不同级别的QAM正在各种计算机网络中起着非常重要的作用。
传输介质分为导引性和非导引性两大类。导引性传输介质主要有同轴电缆、双绞线、电力线和光纤，其中双绞线和光纤是市场的主力，各自有优缺点和适用的场景。在非导引性传输介质中，探讨了无线电通信的特点，尤其是广为使用的微波通信。
本章从物理层探讨了用户接人互联网的方式，从而引出了几种接入网络一—公共交换电话网络、蜂窝移动网络、有线电视网络和卫星通信网络，并探讨了每种接人网络的框架和主要技术，指出各种网络的融合生长趋势。
本章的最后介绍了物理层设备的功能、使用场景；特别介绍了光纤收发器和全光中继器的技术特点、分类和使用场景等；引人了冲突和冲突域的概念，解释了电中继器和集线器逐渐消失的技术原因。
