Các bit được biến đổi thành tín hiệu điện từ trường trong lớp:

Trong môi trường vật lý, lớp vật lý (Physical Layer) chịu trách nhiệm truyền tải các bit dữ liệu thô (0 và 1) qua các kênh truyền thông. Các phương án khác không phù hợp vì chương trình là một tập hợp các lệnh, đối thoại là sự trao đổi thông tin giữa các thực thể, và giao thức là một tập hợp các quy tắc điều khiển giao tiếp. Chỉ có bit là đơn vị dữ liệu cơ bản được truyền đi ở lớp vật lý.

Phương pháp mã hóa Unipolar, Bipolar và Polar là các phương pháp mã hóa tín hiệu số. Do đó, cả ba phương pháp này đều sử dụng tín hiệu số để biểu diễn dữ liệu.

* Unipolar: Sử dụng một mức điện áp để biểu diễn một bit (thường là bit 1) và không có điện áp (hoặc một mức điện áp rất thấp) để biểu diễn bit còn lại (thường là bit 0).
* Bipolar: Sử dụng ba mức điện áp: một mức dương, một mức âm và một mức 0. Mức 0 thường được sử dụng để biểu diễn bit 0, còn mức dương và âm được sử dụng luân phiên để biểu diễn bit 1 (ví dụ: AMI - Alternate Mark Inversion).
* Polar: Sử dụng hai mức điện áp, một dương và một âm, để biểu diễn hai bit khác nhau (ví dụ: NRZ - Non-Return to Zero).

Trong chuẩn EIA-232, mức điện áp được sử dụng để biểu diễn logic '1' là từ -3V đến -15V, và mức điện áp để biểu diễn logic '0' là từ +3V đến +15V. Do đó, bit "0" được biểu diễn bằng điện áp nằm giữa 3V và 15V.

Bộ điều chế số (Digital Modulator) có vai trò chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để truyền đi trên các kênh truyền dẫn tương tự. Ví dụ, trong các hệ thống truyền thông số, thông tin số (ví dụ: bit 0 và 1) được biểu diễn bằng các dạng sóng tương tự khác nhau (ví dụ: biên độ, tần số, hoặc pha khác nhau) để có thể truyền qua môi trường truyền dẫn.