โทรคมนาคม

การติดต่อสื่อสารด้วยการรับส่งข้อมูลข่าวสารระหว่างตัวประมวลผล โดยผ่านสื่อกลางที่เชื่อมต้นทางและปลายทางที่ห่างกัน โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายรูปแบบ ตามกฎเกณฑ์ หรือระเบียบวิธีการที่กำหนดขึ้นในแต่ละอุปกรณ์ การนิยามและการให้ความหมายของคำว่า “โทรคมนาคม” โดยทั่วไปนั้นอยู่บนมูลเหตุพื้นฐานหลักสองด้าน คือภาษาศาสตร์และเทคโนโลยีร่วมสมัยความหมายโดยรวมของสารานุกรมโทรคมนาคมไทย พ.ศ. ๒๕๕๑ คือ"การสื่อสาร ที่ช่วยลดระยะทางระหว่างบุคคล อุปกรณ์หรือระบบอัตโนมัติที่สร้างขึ้น เพื่อใช้สำหรับการส่ง แพร่กระจายหรือนำพา ด้วยวิธีการทางกลไฟฟ้า แสง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือคุณสมบัติพิเศษอื่น ๆ ทางควอนตัมสำหรับการสื่อสัญญาณ ข้อความ เสียงภาพหรือสื่อประสมให้ผู้รับหรือระบบสามารถเข้าใจได้" ซึ่งวิวัฒนาการของการโทรคมนาคมนั้นเริ่มต้นจากการใช้มนุษย์ เป็นผู้ส่งสารและพัฒนามาเป็นการส่งสาร ด้วยสิ่งประดิษฐ์ จากธรรมชาติโดยใช้สัญลักษณ์ต่าง ๆ เช่น สัญญาณควัน สัญญาณไฟ หรือสัญญาณเสียง ซึ่งมีขอบเขตจำกัด ดังนั้นมนุษย์จึงได้มีการพัฒนาและคิดค้นสิ่งประดิษฐ์ ทางด้านโทรคมนาคมขึ้น เพื่อก้าวข้ามขอบเขตนั้น ๆ ด้วยเหตุนี้ จึงทำให้เกิดเทคโนโลยี ที่ใช้สำหรับการสื่อสารโทรคมนาคมขึ้นมากมาย ซึ่งทำให้สามารถสื่อสารกันได้อย่างรวดเร็ว และได้ระยะทางที่ไกลมากขึ้น เริ่มต้นการพัฒนาจากการสื่อสารระหว่างบุคคล กลายเป็นการสื่อสารระดับเครือข่ายระหว่างประเทศ และและครอบคลุมทั่วโลกในที่สุด

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ ดู ประวัติการสื่อสารโทรคมนาคม

ระบบโบราณ

บทความหลัก : Hydraulic telegraph, Drums in communication, Beacon, Smoke signal, and Heliograph

ระบบสัญญาณแสงด้วยไฮดรอลิคของกรีกถูกนำมาใช้เป็นช่วงต้นของศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช ระบบนี้ทำงานด้วยตัวเปิดปิดและสัญญาณที่ตามองเห็น ทำหน้าที่เหมือนโทรเลขแสง อย่างไรก็ตาม มันจะสามารถใช้ประโยชน์ในช่วงระยะทางที่จำกัดมากของข้อความที่ถูกกำหนดล่วงหน้า และ เช่นเดียวกับทุกโทรเลขแสงที่สามารถถูกนำไปใช้งานได้ในสภาพการมองเห็นที่ดีเท่านั้น^[10]

ในระหว่างยุคกลาง แถวของกระโจมไฟถูกนำมาใช้โดยทั่วไปบนแนวยอดเขาเพื่อใช้เป็นวิธีการถ่ายทอดสัญญาณ แถวกระโจมไฟประสบอุปสรรคเพราะว่าพวกมันจะสามารถส่งได้บิตเดียวของข้อมูล เพื่อให้ความหมายของข้อความเช่น"มองเห็นศัตรู" ต้องมีการตกลงกันไว้ล่วงหน้า ตัวอย่างหนึ่งที่น่าสังเกตในการใช้งานของพวกมันคือในระหว่าง the Spanish Armada เมื่อแถวกระโจมไฟถ่ายทอดสัญญาณจากพลีมัธไปลอนดอน ที่ส่งสัญญาณการมาถึงของเรือรบสเปน^[11]

ข้อมูลเพิ่มเติม: Optical communication

ระบบตั้งแต่ยุคกลาง

บทความหลัก: Semaphore line

ในปี ค.ศ. 1792 Claude Chappe, วิศวกรชาวฝรั่งเศสได้สร้างระบบโทรเลขภาพอยู่กับที่ (หรือ semaphore line)เป็นครั้งแรกระหว่างเมืองลีลและปารีส^[12] อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ได้รับความทุกข์ทรมานเนื่องจากต้องการใช้ผู้ใชังานที่มีความเชี่ยวชาญและหอสูงที่มีราคาแพงทุกๆระยะ 10-30 กิโลเมตร (6-20 ไมล์). อันเป็นผลมาจากการแข่งขันกับโทรเลขไฟฟ้า, สาย โทรเลขแสงเชิงพาณิชย์ชุดสุดท้ายของยุโรปในประเทศสวีเดนถูกทอดทิ้งในปี ค.ศ. 1880^[13]

โทรเลขและโทรศัพท์

บทความหลัก : โทรเลข, สายเคเบิลสื่อสารใต้น้ำและประวัติความเป็นมาของโทรศัพท์

การทดลองหลายครั้งในการสื่อสารด้วยไฟฟ้าเริ่มขึ้นประมาณปี 1726 ในตอนต้นไม่ประสบความสำเร็จ นักวิทยาศาสตร์ รวมทั้ง Laplace, Ampère และ Gauss มีส่วนเกี่ยวข้อง ระบบโทรเลขด้วยไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงถูกเสนอในเดือนมกราคม ค.ศ. 1837 โดยวิลเลียม Fothergill Cooke ผู้ที่พิจารณาว่ามันเป็นการปรับปรุง"โทรเลขแม่เหล็กไฟฟ้า"ที่มีอยู่เดิม; การปรับปรุงระบบห้าเข็ม-หกสายที่ถูกพัฒนาร่วมกับ ชาร์ลส์ วีทสโตน เข้าสู่การใช้ในเชิงพาณิชย์ในปี ค.ศ. 1838^[14] ระบบโทรเลขในตอนต้นใช้สายไฟหลายสายเชื่อมต่อไปยังเข็มชี้หลายๆเข็ม

นักธุรกิจ ซามูเอล F.B. มอร์ส และนักฟิสิกส์ โจเซฟ เฮนรี ของสหรัฐฯได้พัฒนาระบบโทรเลขไฟฟ้ารุ่นที่เรียบง่ายของพวกเขาขึ้นมาเองอย่างอิสระ มอร์สประสบความสำเร็จในการแสดงให้เห็นถึงการใช้ระบบนี้เมื่อวันที่ 2 กันยายน ค.ศ. 1837 การสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญที่สุด ของมอร์สในระบบโทรเลขนี้เป็นเรื่องง่ายและมีประสิทธิภาพสูง รหัสมอร์สได้รับการพัฒนาร่วมกันกับเพื่อนของเขา อัลเฟรด เวล ซึ่งเป็นการก้าวหน้าที่สำคัญเหนือกว่าระบบที่ซับซ้อนมากกว่าและมีราคาแพงกว่าของ Wheatstone และจำเป็นต้องใช้เพียงแค่สายไฟสองเส้นเท่านั้น ประสิทธิภาพการสื่อสารของรหัสมอร์สนำหน้ารหัส Huffman ในการสื่อสารแบบดิจิตอลกว่า 100 ปี แต่มอร์สและเวลก็พัฒนารหัสได้หมดข้อสังเกต โดยใช้รหัสสั้นกว่าสำหรับตัวอักษรที่ใช้บ่อยๆ

สายเคเบิลโทรเลขถาวรข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเป็นครั้งแรกประสบความสำเร็จใน 27 กรกฎาคม ค.ศ. 1866 ช่วยให้มีการสื่อสารด้วยไฟฟ้าข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเป็นครั้งแรก^[15] สายเคเบิล ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกก่อนหน้านี้ได้ดำเนินการมาไม่กี่เดือนในปี 1859 และในหมู่สิ่งอื่นๆ มันขนส่งข้อความทักทายไปมาระหว่างประธานาธิบดีเจมส์ บูคานัน ของสหรัฐฯกับสมเด็จพระราชินีวิกตอเรียแห่งสหราชอาณาจักร

อย่างไรก็ตาม สายเคเบิลที่ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเป็นครั้งแรกได้ล้มเหลวในไม่ช้า และ โครงการที่จะวางสายแทนถูกเลื่อนออกไปเป็นเวลาห้าปีเนื่องจากสงครามกลางเมืองอเมริกา สายโทรศัพท์แรกที่ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก(ซึ่งประกอบด้วยตัวขยายอิเล็กทรอนิกส์หลายร้อยชุด) ไม่ได้ใช้งานจนกระทั่งปี ค.ศ. 1956 เพียงหกปีก่อนที่ดาวเทียมสื่อสารเชิงพาณิชย์ดวงแรกคือเทลสตาร์จะปล่อยขึ้นสู่วงโคจรในอวกาศ^[16]

โทรศัพท์ธรรมดาที่ใช้งานทั่วโลกในปัจจุบันได้รับการจดสิทธิบัตรเป็นครั้งแรกโดย Alexander Graham Bell ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1876^[17] สิทธิบัตรครั้งแรกอันนั้นของเบลล์เป็นสิทธิบัตรหลักของโทรศัพท์ จากสิทธิบัตรนี้สิทธิบัตรอื่นๆ ทั้งหมดสำหรับอุปกรณ์โทรศัพท์ไฟฟ้าและคุณสมบัติอื่นก็เริ่มไหลออกมา เครดิตสำหรับการประดิษฐ์โทรศัพท์ไฟฟ้าได้รับการโต้แย้งบ่อยๆและการถกเถียงใหม่เกี่ยวกับปัญหาได้เกิดขึ้นตลอดเวลา. เช่นเดียวกับสิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่อื่นๆ เช่นวิทยุ,โทรทัศน์, หลอดไฟและดิจิตอลคอมพิวเตอร์ ที่จะมีหลายนักประดิษฐ์ที่ได้ทำการทดลองบุกเบิกในการส่งผ่านเสียงทางสายที่ และปรับปรุงความคิดของกันและกัน อย่างไรก็ตาม นักประดิษฐ์ที่สำคัญคืออเล็กซานเดอ แกรฮ์ม เบลล์และการ์ดิเนอ กรีน ฮับบาร์ด ผู้ที่จัดตั้งบริษัทโทรศัพท์บริษัทแรกชื่อ Bell Telephone Company ในประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งต่อมาได้พัฒนาเป็น American Telephone & Telegraph (AT&T) ณ เวลานั้นเป็นบริษัทโทรศัพท์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก

บริการโทรศัพท์ในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกถูกจัดตั้งขึ้นมาในปี 1878 และ 1879 บนทั้งสองด้านของ มหาสมุทรแอตแลนติก ในเมือง New Haven มลรัฐคอนเนคติกัท, และลอนดอนประเทศอังกฤษ. ^[18][19]

วิทยุสื่อสารและโทรทัศน์

บทความหลัก : ประวัติของวิทยุและประวัติของโทรทัศน์

ในปี ค.ศ. 1832 เจมส์ Lindsay ได้สาธิตในชั้นเรียนแสดงโทรเลขไร้สายผ่านตัวนำไฟฟ้าที่เป็นน้ำให้กับนักเรียนของเขา ในปี ค.ศ. 1854 เขาก็สามารถที่จะแสดงให้เห็นถึงการส่งสัญญาณข้ามอ่าว Firth of Tay จาก ดันดี, สกอตแลนด์ไปยังวูดเฮเวน, ระยะประมาณสองไมล์ (3 กิโลเมตร)อีกครั้งโดยใช้น้ำเป็นสื่อกลางในการส่งผ่าน^[20] ในเดือนธันวาคม ค.ศ. 1901 Guglielmo มาร์โคนี จัดตั้งการสื่อสารไร้สายระหว่าง เซนต์จอห์น, Newfoundland กับ Poldhu ในคอร์นวอลล์ (อังกฤษ) เขาได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1909 ร่วมกับ คาร์ล Braun^[21]

เมื่อ 25 มีนาคม ค.ศ. 1925 จอห์น โลจี แบร์ด แห่งสก็อตแลนด์สามารถแสดงการส่งภาพเคลื่อนไหวที่ห้างสรรพสินค้า Selfridge's ในกรุงลอนดอนประเทศอังกฤษ ระบบของบาร์ดพึ่งพา การหมุนอย่างรวดเร็วของจาน Nipkow และทำให้มันกลายเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นโทรทัศน์เครื่องกล มันกลายเป็นพื้นฐานของการทดลองออกอากาศที่ทำโดย British Broadcasting Corporation เริ่ม 30 กันยายน ค.ศ. 1929^[22] อย่างไรก็ตาม สำหรับส่วนใหญ่ของศตวรรษที่ 20, ระบบโทรทัศน์ได้รับการออกแบบ โดยใช้หลอดรังสีแคโทด ที่ประดิษฐ์คิดค้นโดย คาร์ล Braun. รุ่นแรกของโทรทัศน์ อิเล็กทรอนิกส์เพื่อรักษาสัญญาถูกผลิตโดย Philo Farnsworth ชาวอเมริกัน และมันถูกสาธิตให้ ครอบครัวของเขาในไอดาโฮเมื่อวันที่ 7 กันยายน ค.ศ. 1927^[23]

อย่างไรก็ตาม โทรทัศน์ไม่ได้เป็นแต่เพียงเทคโนโลยีอันหนึง มันถูกจำกัดขั้นพื้นฐานและการใช้งานในทางปฏิบัติของมัน มันทำหน้าที่เป็นทั้งเครื่องใช้และยังเป็นสื่อกลางการเล่าเรื่องทางสังคม และการเผยแพร่ข้อความ มันเป็นเครื่องมือทางวัฒนธรรมที่ให้ประสบการณ์ของชุมชนของการได้รับข้อมูลและการได้รับประสพการณ์ทางจินตนาการ มันจะทำหน้าที่เป็น "หน้าต่างสู่โลก" โดย การเชื่อมผู้ชมจากทั่วทุกมุมผ่านการเขียนโปรแกรมของเรื่องราวต่างๆ, ชัยชนะและโศกนาฏกรรม ที่อยู่นอกประสพการณ์ส่วนตัว^[24]

โทรศัพท์ภาพ

บทความหลัก: ประวัติของ videotelephony

การพัฒนาของโทรศัพท์ภาพเกี่ยวข้องกับพัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีต่างๆที่ เปิดใช้งานการใช้วิดีโอแสดงสดพร้อมกับการสื่อสารโทรคมนาคมของเสียง แนวคิดของ โทรศัพท์ภาพเป็นที่นิยมครั้งแรกในช่วงปลายยุค 1870s ทั้งในสหรัฐอเมริกาและยุโรป แม้ว่าวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่จะยอมให้มีการทดลองด่วนที่สุดจะใช้เวลาเกือบครึ่งศตวรรษจึงจะสำเร็จได้ เรื่องนี้เป็นตัวเป็นตนครั้งแรกในอุปกรณ์ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นโทรศัพท์วิดีโอหรือโทรศัพท์ภาพและมันวิวัฒนาการมาจากการวิจัยอย่างเข้มข้นและการทดลองในสาขาการสื่อสารโทรคมนาคมที่หลายหลายเช่น โทรเลขไฟฟ้า, โทรศัพท์, วิทยุและ โทรทัศน์

การพัฒนาของเทคโนโลยีวิดีโอที่สำคัญครั้งแรกเริ่มต้นในช่วงครึ่งหลังของปี 1920s ในสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกา กระตุ้นสะดุดตาโดยจอห์น โลจี แบร์ด และ AT&T Bell Labs เรื่องนี้เกิดขึ้นเป็นส่วนๆ อย่างน้อยโดย AT&T เพื่อทำหน้าที่เป็นผู้ช่วยเสริมการใช้งานของโทรศัพท์ องค์กรจำนวนมากเชื่อว่า videotelephony จะดีกว่าการสื่อสารด้วยเสียงธรรมดา อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีวิดีโอจะถูกนำไปใช้ในการแพร่ภาพโทรทัศน์ระบบอนาล็อกอีกนานก่อนที่มันจะเป็น จริงหรือเป็นที่นิยมสำหรับ videophones

Videotelephony ถูกพัฒนาควบคู่ไปกับระบบโทรศัพท์เสียงทั่วไปจากกลางถึงปลายศตวรรษที่ 20 เฉพาะในศตวรรษที่ 20 กับการกำเนิดของตัวแปลงสัญญาณวิดีโอ codecs ที่มีประสิทธิภาพและบรอดแบนด์ความเร็วสูง ทำให้มันกลายเป็นเทคโนโลยีในทางปฏิบัติที่เป็นประโยชน์สำหรับ การใช้งานปกติ. ด้วยการปรับปรุงและความนิยมอย่างรวดเร็วของอินเทอร์เน็ต มันแพร่หลายอย่างกว้างขวางผ่านการใช้ในการประชุมทางวิดีโอและเว็บแคม ซึ่งมักใช้กับโทรศัพท์อินเทอร์เน็ต และในธุรกิจ ในที่ซึ่งเทคโนโลยีทางไกลได้ช่วยลดความจำเป็นในการเดินทาง

ดาวเทียม

ดาวเทียมของสหรัฐดวงแรกเพื่อการสื่อสารอยู่ในโครงการ SCORE เมื่อ 18 ธันวาคม ค.ศ. 1958^[25] ซึ่งใช้ เทปบันทึกเสียงในการจัดเก็บและส่งต่อข้อความเสียง มันถูกใช้ในการส่งคำอวยพรคริสมาสต์ ไปทั่วโลกจากประธานาธิบดีสหรัฐอเมริกา ดไวต์ ดี ไอเซนฮาวร์ ในปี ค.ศ. 1960 นาซ่าส่ง ดาวเทียม Echo; บอลลูนฟิล์ม PET อะลูมิเนียมยาว 100 ฟุต (30 เมตร) ทำหน้าที่เป็นกระจกสะท้อนแสงแบบพาสซีฟสำหรับการสื่อสารวิทยุ ดาวเทียม Courier 1B สร้างโดย Philco, ก็ถูกส่งขึ้นไปในปี 1960 เช่นกัน โดยเป็นดาวเทียมทวนสัญญาณแบบแอคทีฟดวงแรกของโลก

ดาวเทียมเทลสตาเป็นดาวเทียมดวงแรกที่ใช้งานถ่ายทอดโดยตรงในเชิงพาณิชย์ เป็นของ AT & T ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของข้อตกลงระหว่างชาติ ระหว่าง AT & T, Bell Telephone Laboratories, นาซ่า, การไปรษณีย์อังกฤษ และการไปรษณีย์แห่งชาติฝรั่งเศส เพื่อพัฒนาการสื่อสารดาวเทียม Relay 1 ถูกส่งขึ้นไปเมื่อ 13 ธันวาคม 1962 และกลายเป็นดาวเทียมดวงแรก ที่จะส่งสัญญาณออกอากาศข้ามมหาสมุทรแปซิฟิกเมื่อ 22 พฤศจิกายน 1963 .

แอพพลิเคชี่นอันแรกและเป็นประวัติศาสตร์ที่สำคัญที่สุดสำหรับการสื่อสารดาวเทียมคือระบบโทรศัพท์ทางไกลระหว่างทวีป เครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะแบบ Switched อยู่กับที่ (อังกฤษ: fixed Public Switched Telephone Network) หรือ PSTN ถ่ายทอดการใช้โทรศัพท์ที่โทรจากสาย โทรศัพท์บนพื้นดินไปที่สถานีบนดินจากนั้นสัญญาณจะถูกส่งไปยังจานรับบนดาวเทียม ผ่านทางดาวเทียม geostationary ในวงโคจรของโลก เนื่องจากการปรับปรุงสายสื่อสารใต้น้ำ โดยการใช้ใยแก้วนำแสง ทำให้การใช้งานดาวเทียมสำหรับโทรศัพท์อยู่กับที่ในปลายศตวรรษที่ 20 ลดลงไปบ้าง แต่ดาวเทียมยังคงให้บริการเฉพาะหมู่เกาะที่ห่างไกล เช่นเกาะ Ascension, เซนต์เฮเลน่า, ซานดิเอโก การ์เซีย, และเกาะอีสเตอร์ ที่ที่ไม่มีสายเคเบิลใต้น้ำให้บริการได้ นอกจากนี้ยังมีบางทวีปและพื้นที่บางส่วนของประเทศที่การสื่อสารโทรคมนาคมโทรศัพท์พื้นฐานเป็นเรื่องยากที่จะให้บริการได้ เช่น แอนตาร์กติกา, ภูมิภาคขนาดใหญ่ของออสเตรเลีย, อเมริกาใต้ , แอฟริกา, ทางเหนือของแคนาดา, จีน, รัสเซียและ กรีนแลนด์

หลังจากที่บริการเชิงพาณิชย์ของโทรศัพท์ทางไกลถูกก่อตั้งขึ้นผ่านทางดาวเทียมสื่อสาร เจ้าภาพของการสื่อสารโทรคมนาคมในเชิงพาณิชย์อื่นๆได้พัฒนาการใช้ดาวเทียมที่คล้ายกัน โดยเริ่มต้นในปี 1979 บริการรวมถึงโทรศัพท์มือถือผ่านดาวเทียม, วิทยุผ่านดาวเทียม, โทรทัศน์ผ่านดาวเทียม และการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียม การพัฒนาเริ่มแรกที่สุดสำหรับบริการดังกล่าวส่วนมากเกิดขึ้นใน ปี 1990 ในขณะที่การกำหนดราคาเชิงพาณิชย์สำหรับช่องสัญญาณดาวเทียมยังคงลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

digital cinema

โรงภาพยนตร์ดิจิตอลหมายถึงการใช้เทคโนโลยีดิจิตอลในการแจกจ่ายหรือส่งภาพเคลื่อนไหวขึ้นจอภาพ ซึ่งตรงข้ามกับการส่งภาพเดลื่อนไหวแบบเก่า ภาพยนตร์สามารถถูกแจกจ่ายผ่านฮาร์ดไดรฟ์, Internet, ส่งผ่านดาวเทียมหรือดิสก์แสงเช่นดีวีดีและ Blu-ray ภาพยนตร์ดิจิตอลแตกต่างจากโทรทัศน์ความละเอียดสูงและไม่ได้ขึ้นอยู่กับมาตรฐานของโทรทัศน์หรือมาตรฐานของวิดีโอความละเอียดสูง เช่นอัตราส่วนหรืออัตราการเปลี่ยนเฟรมของภาพ ภาพยนตร์ดิจิตอลจะใช้ความคมชัดในแนวราบที่ 2K (2048 × 1080 หรือ 2.2 ล้านพิกเซล) หรือ 4K (4096 × 2160 หรือ 8.8 ล้านพิกเซล)

เครือข่ายคอมพิวเตอร์และอินเทอร์เน็ต

เมื่อวันที่ 11 กันยายนค.ศ. 1940 จอร์จ Stibitz สามารถส่งข้อมูลโดยใช้โทรพิมพ์ไปที่เครื่องคำนวณตัวเลขที่ซับซ้อนของเขาในนิวยอร์กและได้รับผลการคำนวณกลับมาที่วิทยาลัยดาร์ตเมัท์ในรัฐนิวแฮมป์เชียร์^[26] การทำงานจากคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางหรือคอมพิวเตอร์เมนเฟรมด้วย "dumb terminal "ยังคงความนิยมไปตลอดทศสตวรรษที่ 1950 จนเข้าสู่ศตวรรษที่ 1960 ที่นักวิจัยเริ่มหันมาใช้แพ็กเกตสวิตชิง - เทคโนโลยีที่ช่วยให้ข้อมูลสามารถถูกส่งระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกันโดยไม่ต้องผ่านเมนเฟรมส่วนกลาง เครือข่ายสี่โหนดโผล่ขึ้นมาเมื่อ 5 ธันวาคมค.ศ. 1969 เครือข่ายนี้ไม่ช้าก็กลาย ARPANET ซึ่งในปี 1981 ประกอบด้วยโหนด 213 โหนด^[27]

อาร์พาเนตถูกพัฒนาไปจนกระทั่ง 7 เมษายน ค.ศ. 1969 RFC 1 (Request for Comment) ถูกตีพิมพ์ กระบวนการนี้มีความสำคัญเนื่องจากอาร์พาเนตในที่สุดก็จะรวมกับเครือข่ายอื่น ๆ ในรูปแบบอินเทอร์เน็ตและหลายโพรโทคอลการสื่อสารอินเทอร์เน็ตที่ถูกใช้งานในวันนี้ได้รับการระบุผ่านขั้นตอน RFC ในเดือนกันยายนปี ค.ศ. 1981 RFC 791 นำเสนอ Internet Protocol version 4 (IPv4) และ RFC 793 นำเสนอ Transmission Control Protocol (TCP) ที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้

อย่างไรก็ตาม ไม่ทั้งหมดที่การพัฒนาที่สำคัญจะถูกสร้างขึ้นมาผ่านขั้นตอนการขอความเห็น สองโพรโทคอลที่นิยมสำหรับการเชื่อมโยงระบบเครือข่ายท้องถิ่นหรือLAN ก็ปรากฏตัวขึ้นในปี ค.ศ. 1970 สิทธิบัตรสำหรับโพรโทคอล token ring ถูกแจกแจงโดย โอลอฟ Soderblom เมื่อ 29 ตุลาคม ค.ศ. 1974 และบทความเกี่ยวกับอีเธอร์เน็ตโพรโทคอลเรื่อง การสื่อสารของ ACM ถูกตีพิมพ์โดย โรเบิร์ต เม็ทคาล์ฟและเดวิด บ็อกส์ในกรกฎาคม ค.ศ. 1976 อีเธอร์เน็ตโพรโทคอลที่ได้รับแรงบันดาลใจจากโพรโทคอล ALOHAnet ได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยด้านวิศวกรรมไฟฟ้าที่มหาวิทยาลัยฮาวาย

องค์ประกอบพื้นฐาน

ระบบสื่อสารโทรคมนาคมขั้นพื้นฐานประกอบด้วยสามหน่วยงานหลักที่มักจะนำเสนอในบางรูปแบบ ได้แก่:

• เครื่องส่งสัญญาณที่จะรับข้อมูลมาและแปลงให้เป็นสัญญาณ
• ตัวกลางในการส่งสัญญาณหรือ"ช่องทาง"(อังกฤษ: channel) เช่นช่องว่างอิสระ(อังกฤษ: free space channel) เช่น อากาศ
• เครื่องรับที่จะรับสัญญาณจากช่องสัญญาณและแปลงกลับเป็นข้อมูลเดิม

ตัวอย่างเช่น ที่สถานีวิทยุกระจายเสียง จะมีเครื่องขยายเสียงเป็นเครื่องส่งสัญญาณ ส่งสัญญาณให้เสาอากาศ เสาอากาศส่งสัญญาณออกไปในตัวกลางคืออากาศ สายอากาศของเครื่องรับ จะรับสัญญาณที่ส่งมานี้ ส่งไปให้เครื่องขยายเสียง และมีเสียงออกมาที่บ้านผู้ฟัง ระบบนี้ทำงานแบบ ซิมเพล็กซ์ คือ ทางเดียว ผู้รับตอบกลับไม่ได้

ระบบโทรคมนาคมอีกระบบจะทำงานแบบ ดูเพล็กซ์ คือ สองทาง โดยมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานเป็นทั้งเครื่องส่งและรับ เรียกว่า ทรานซีฟเวอร์ ตัวอย่างเช่นเครื่องโทรศัพท์มือถือเป็น ทรานซีฟเวอร์

ระบบโทรคมนาคมเพื่อการสื่อสารระหว่างบุคคลเป็นการสื่อสารจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง (point-to-point) ระบบโทรคมนาคมสำหรับวิทยุหรือโทรทัศน์เป็นการสื่อสารแบบออกอากาศ(broadcast หรือ point-to-multipoint) เพราะเป็นการส่งสัญญาณจากเครื่องส่งเครื่องหนึ่งไปยังเครื่องรับหลายเครื่อง

นอกจากระบบซิมเพล็กซ์ และ ดูเพล็กซ์ แล้ว ยังมีระบบ มัลติเพล็กซ์ซึ่งใช้ในกรณีที่มีเครื่องส่งหลายเครื่อง ทำงานกับเครื่องรับหลายเครื่อง แต่ใช้ช่องทางเดียวกัน การแชร์ช่องทางทำให้ลดค่าใช้จ่ายได้มาก สัญญาณของแต่ละเครื่องส่งจะถูกมัลติเพล็กซ์ แล้วส่งผ่านตัวกลางไปที่สถานีย่อย หรือโหนด ที่นั่น สัญญาณจะถูกแยกออกไปยังเครื่องรับอย่างถูกต้อง

การสื่อสารแบบแอนะล็อกและแบบดิจิทัล

สัญญาณที่ใช้ในการสื่อสารสามารถเป็นได้ทั้งแอนะล็อกหรือดิจิทัล สำหรับสัญญาณแอนะล็อกสัญญาณจะแปรอย่างต่อเนื่องไปตามข้อมูล ในสัญญาณดิจิทัลข้อมูลจะถูกเข้ารหัสเป็นชุดของค่าที่ไม่ต่อเนื่อง (เช่นชุดของหนึ่งและศูนย์) ในระหว่างที่สัญญาณของข้อมูลถูกส่งออกไปและรับเข้ามา ข้อมูลที่มีอยู่ในสัญญาณแอนะล็อกหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะถูกลดสภาพลงเนื่องจากการรบกวนทางกายภาพที่ไม่พึงประสงค์ (สัญญาณที่ถูกส่งออกจากเครื่องส่งในทางปฏิบัติจะไม่มีเสียงรบกวน) ปกติแล้วเสียงรบกวนในระบบการสื่อสารสามารถเป็นได้ทั้งเพิ่มเข้าหรือลบออกจากสัญญาณที่พึงประสงค์ในการสุ่มที่สมบูรณ์ รูปแบบของเสียงรบกวนนี้จะเรียกว่าเสียงเติมแต่งด้วยความเข้าใจว่าเสียงรบกวนจะเป็นลบหรือบวกแล้วแต่จังหวะที่แตกต่างกันของเวลา

ในทางตรงกันข้าม ถ้าเสียงรบกวนเติมแต่งมีไม่เกินกว่าเกณฑ์ที่กำหนด ข้อมูลที่มีอยู่ในสัญญาณดิจิทัลจะยังคงเหมือนเดิม ความต้านทานในเสียงรบกวนของระบบดิจิทัล ทำให้เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของสัญญาณดิจิทัลเหนือกว่าสัญญาณแอนะล็อก.

เครือข่ายโทรคมนาคม

อ่านเพิ่มเติม: เครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายการสื่อสารประกอบด้วยเครื่องส่งสัญญาณ, เครื่องรับและช่องทางที่ใช้ส่งข้อความ บางเครือข่ายการสื่อสารมีมากกว่าหนึ่งเราต์เตอร์(route=ทาง, router=ตัวส่ง, ตัวสร้างทาง)ที่ทำงานร่วมกันในการส่งข้อมูลไปยังผู้ใช้ที่ถูกต้อง นอกจากเราเตอร์แล้ว ยังมีสวิตช์ เพื่อใช้ต่อผู้ใช้หลายตัวเข้าด้วยกันด้วย

ช่องทางการสื่อสาร

คำว่า "ช่องทาง" มีสองความหมายที่แตกต่างกัน

1. ในความหมายแรกคือช่องทางที่เป็นสื่อทางกายภาพที่ใช้ส่งสัญญาณระหว่างเครื่องส่งและรับ ตัวอย่างเช่น อากาศในการส่งสัญญาณด้วยเสียง, ใยแก้วนำแสงสำหรับส่งสัญญาณด้วยแสง, สาย coaxial สำหรับส่งสัญญาณด้วยกระแสไฟฟ้าและ อากาศสำหรับส่งสัญาณด้วยแสงที่มองเห็นได้ หรือเป็นคลื่นอิน​​ฟราเรด แสงอัลตราไวโอเลต และคลื่นวิทยุ ช่องทางสุดท้ายนี้เรียกว่า "free space channel" หมายถึงที่ว่างใดๆ ที่อาจเป็นอากาศหรือสุญญากาศก็ได้ เช่นการส่งคลื่นวิทยุผ่านทาง free space channel นั่นคือ การส่งไปในที่ว่างใดๆ เพราะคลื่นวิทยุเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถเดินทางได้ดีในสุญญากาศเท่าๆกับเดินทางในอากาศ หมอก เมฆ หรือแก๊สบางชนิดที่ไม่ใช่อากาศ
2. ในอีกความหมายของ "ช่อง" ในกิจการโทรคมนาคม คือคำว่าช่องสื่อสาร ซึ่งเป็นส่วนย่อยของตัวกลางที่ใช้ส่งหลายๆกระแสข้อมูลไปพร้อมๆกัน ตัวอย่างเช่น สถานีวิทยุหนึ่งสามารถออกอากาศคลื่นวิทยุเข้าไปใน free space ที่ความถี่ในย่าน 94.5 MHz ในขณะที่สถานีวิทยุ อื่นสามารถออกอากาศพร้อมกันด้วยคลื่นวิทยุที่มีความถี่ในย่าน 96.1 MHz แต่ละสถานีจะส่ง คลื่นวิทยุด้วยความกว้างหรือแบนด์วิดท์ประมาณ 180 kHz โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ความถี่ดังกล่าวข้างต้นซึ่งถูกเรียกว่า"ความถี่คลื่นพาห์" แต่ละสถานีในตัวอย่างนี้จะถูกแยกออกจากสถานีที่อยู่ใกล้เคียง ห่าง 200 kHz และความแตกต่างระหว่าง 200 khz และ 180 kHz (20 kHz)เป็นค่ายอมรับได้ทางด้านวิศวกรรมสำหรับความไม่สมบูรณ์ของระบบการสื่อสาร เมื่อมีผู้ใช้ ใช้ตัวกลางในการสื่อสารร่วมกัน ความถี่ของเครื่องส่งของแต่ละผู้ใช้ ในตัวอย่างข้างต้น "free space channel" ถูกแบ่งออกเป็นสองช่องสื่อสารตามความถี่ และแต่ละช่องมีการกำหนดความถี่ของแบนด์วิดท์ให้แยกจากกันในการออกอากาศคลื่นวิทยุ ระบบการแบ่งสื่อกลางให้เป็นช่องทางตามความถี่นี้เรียกว่า การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่ (อังกฤษ: Frequency Division Multiplex) หรือ FDM

อีกวิธีหนึ่งในการแบ่งสื่อกลางการสื่อสารให้เป็นหลายๆช่อง คือการจัดสรรเวลาให้แต่ละผู้ส่งข้อมูลให้ออกมาที่สื่อกลางได้เฉพาะในเวลาที่กำหนดให้เท่านั้น (เรียกว่า "time slot" เช่น 20 milliseconds ของทุกๆวินาที) วิธีนี้เรียกว่า การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา(อังกฤษ: Time Division Multiplex) หรือ TDM ตัวกลางที่ใช้วิธีนี้คือใยแก้วนำแสง บางระบบการสื่อสารด้วยวิทยุจะใชั TDM ภายในช่อง FDM ที่ถูกจัดสรรให้ ดังนั้นระบบเหล่านั้นจึงเป็นพันธ์ผสมของ TDM และ FDM

การกล้ำสัญญาณ (Modulation)

อ่านเพิ่มเติม: การกล้ำสัญญาณ

ในการส่งสัญญาณ ข้อมูลมักถูกรบกวนด้วยอิทธิพลจากภายนอก ทำให้สัญญาณที่เครื่องรับผิดเพี้ยนไป การกล้ำสัญญาณก็เพื่อลดสิ่งรบกวนเหล่านั้น เช่นการส่งสัญญาณเสียง ซึ่งเป็นสัญญาณแบบแอนะลอก มีการกล้ำแบบขนาด (อังกฤษ: Amplitude Modulation) หรือ AM และการกล้ำแบบความถี่ (อังกฤษ: Frequency Modulation) หรือ FM ส่วนการส่งสัญญาณแบบดิจิตอล ก็ต้องเปลี่ยนรูปให้เป็นสัญญาณแอนะลอกก่อน ซึ่งเรียกวิธีการนี้ว่า "keying" (มาจากการใช้สัญญาณมอสในอดีต) เช่น phase-shift keying, frequency-shift keying, and amplitude-shift keying ระบบบลูทูธใช้ phase-shift keying ถ้าใช้ phase-shift keying ผสมกับ amplitude-shift keying เรียกว่า quadrature amplitude modulation (QAM) ใช้ในการส่งข้อมูลดิจิตอลความจุมากๆ

ยอดขายอุปกรณ์ทั่วโลก

ตามข้อมูลที่เก็บรวบรวมโดย Gartner^[28][29] และ Ars Technica^[30] ยอดขายอุปกรณ์การสื่อสารโทรคมนาคมของผู้บริโภคหลักทั่วโลกเป็นหลักล้านหน่วย ดังต่อไปนี้ :

โทรศัพท์อัจฉริยะ

โทรศัพท์มือถือมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในเครือข่ายโทรศัพท์ สมาชิกโทรศัพท์มือถือในขณะนี้มีจำนวนมากกว่าสมาชิกพื้นฐานอยู่กับที่ในหลายตลาด ยอดขายของโทรศัพท์มือถือในปี 2012 รวม 1,495 ล้านเครื่อง โดยแบ่งเป็นประเทศในแอฟริกา 56 ล้าน, เอเซีย/แปซิฟิก 652 ล้าน, ทวีปอเมริกา 358 ล้าน และยุโรป 366 ล้าน^[31] โทรศัพท์เหล่านี้จะได้รับการบริการโดยระบบเสียงที่มีเนื้อหาและมีการส่งแบบดิจิทัล เช่น GSM หรือ W- CDMA ที่มีการตลาดจำนวนมากเลือกที่จะลดลงของระบบอนาล็อก เช่น AMPS

การใช้โทรศัพท์เพื่อการสนทนาเพียงอย่างเดียวผ่านโทรศัพท์พื้นฐานจะจำนวนผู้ใช้ลดลง โดยการใช้สำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่ จะใช้แอปพลิเคชันต่อไปนี้มากขึ้น

• SMS
• Voice over IP
• โทรศัพท์มือถือ 3G, 4G หรือ LTE
• LINE
• Tango เป็นแอปพลิเคชันซอฟแวร์ที่ใช้ในการส่งข้อความข้ามแพลตฟอร์มสำหรับโทรศัพท์อัจฉริยะ ที่ให้บริการพูดคุยแบบเห็นภาพผู้ใช้ทั้งสองด้านผ่านทางเครือข่าย 3G, 4G และ Wi-Fi

วิทยุและโทรทัศน์

อุตสาหกรรมสื่อออกอากาศถึงจุดเปลี่ยนที่สำคัญในการพัฒนาของตัวมันเอง หลายประเทศกำลังเปลี่ยนการออกอากาศจากแอนะล็อกมาเป็นดิจิทัล ซึ่งทำได้โดยการผลิตวงจรรวมที่ราคาถูกกว่าเดิม ได้ความเร็วและมีความสามารถที่มากขึ้น ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการออกอากาศ แบบดิจิตอลก็คือการหลีกเลี่ยงการร้องเรียนเป็นประจำในการออกอากาศแบบแอนะล็อก ซึ่งได้แก่ปัญหาที่ภาพเต็มไปด้วยหิมะ และเงาสะท้อนเหมือนผีและภาพเพี้ยนอื่น ๆ เหล่านี้อันเกิดขึ้นจากการรบกวนในสัญญาณภาพแอนะล็อก การส่งการจายคลื่นด้วยดิจิทัลจะสามารถเอาชนะปัญหานี้ เพราะสัญญาณดิจิทัลจะลดลงเป็นค่าที่ไม่ต่อเนื่องเมื่อเกิดการรบกวน และด้วยเหตุนี้ การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณ ขนาดเล็กๆจะไม่ส่งผลกระทบต่อสัญญาณสุดท้าย ตัวอย่างเช่นถ้าข้อความเป็น ไบนารี 1011 ถูกส่งด้วยสัญญาณ แอมพลิจูด [ 1.0 0.0 1.0 1.0 ] และได้รับ สัญญาณที่มี แอมพลิจูด [ 0.9 0.2 1.1 0.9 ] ก็ยังคงถูกถอดรหัสได้ข้อความ ไบนารี 1011 เหมือนกับที่มันถูกส่งมา จากตัวอย่างนี้ ปัญหาที่เกิดกับการส่งสัญญาณแบบดิจิตอลยังสามารถเกิดขึ้นได้ ถ้าการรบกวนมีมากพออย่างมีนัยสำคัญ ก็สามารถปรับเปลี่ยนข้อความหลังถอดรหัสออกมาแล้วได้ ด้วยการแก้ไขข้อผิดพลาดล่วงหน้า เครื่องรับสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดของบิตของข้อความที่ถูกส่งมาได้ แต่การรบกวนที่มากเกินไป จะทำให้​​สัญญาณที่ส่งออกไปผิดเพี้ยนไปมาก ซึ่งหมายถึงความล้มเหลวของการส่งการจายคลื่น

ในการแพร่ภาพโทรทัศน์ระบบดิจิทัล มีสามมาตรฐานที่ มีแนวโน้มที่จะถูกนำมาใช้ในการแข่งขัน ทั่วโลก ได้แก่มาตรฐาน ATSC , DVB และ ISDB; ทั้งสามมาตรฐาน ใช้ MPEG -2 สำหรับการบีบอัดภาพวิดีโอ, ATSC ใช้ Dolby Digital AC- 3 สำหรับการบีบอัดเสียง, ISDB ใช้ การเข้ารหัสเสียงขั้นสูง ( MPEG-2 ส่วนที่ 7 ) และ DVB ไม่มีมาตรฐานสำหรับการบีบอัดเสียง แต่ทั่วไปมักจะใช้ MPEG - 1 ส่วนที่ 3 Layer 2. ทางเลือกของการมอดูเลชั่นยังแตกต่างกันไปหลายรูปแบบ ในการกระจายเสียงระบบดิจิตอล มาตรฐานเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันมาก แทบทุกประเทศเลือกที่จะพัฒนามาตรฐาน Digital Audio Broadcasting (รู้จักกันดีว่าคือมาตรฐาน ยูเรก้า 147) ยกเว้นประเทศสหรัฐอเมริกาที่เลือกที่จะพัฒนาวิทยุ HD ซึ่งแตกต่างจาก ยูเรก้า 147, ที่ขึ้นอยู่กับวิธีการส่งที่เรียกว่าการส่งแบบ in-band on-channel ที่ยอมให้ ข้อมูลดิจิทัล " ขี่หลัง " ไปบนสัญญาณแอนะล็อก AM หรือ FM ปกติ

อย่างไรก็ตาม แม้จะอยู่ในระหว่างเปลี่ยนผ่านไปเป็นดิจิทัล, โทรทัศน์แบบแอนะล็อกยังคงได้รับการถ่ายทอดในประเทศส่วนใหญ่ ข้อยกเว้นคือสหรัฐอเมริกา ที่สิ้นสุดการส่งโทรทัศน์แอนะล็อก (ทั้งหมด แต่ไม่รวมสถานีโทรทัศน์พลังงานต่ำมากๆ) ตั้งแต 12 มิถุนายน 2009 หลังจากที่ต้อง ล่าช้าจากเส้นตายถึงสองครั้ง สำหรับโทรทัศน์แบบแอนะล็อก มีสามมาตรฐานในการการแพร่ภาพโทรทัศน์สี ที่รู้จักกันดีได้แก่ PAL (เยอรมันออกแบบ), NTSC (อเมริกาเหนือออกแบบ) และ SECAM (ฝรั่งเศสออกแบบ) (ไม่เกี่ยวกับมันมาตรฐานทีวี ขาวดำ ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ.) สำหรับวิทยุแอนะล็อก การเปลี่ยนเป็นดิจิทัลทำได้ยากกว่าโดยความจริงที่ว่า เครื่องรับแอนะล็อกจะขายในราคาเศษเสี้ยวของราคาเครื่องรับดิจิตอล. ทางเลือกของการมอดูเลชั่นของวิทยุแอนะล็อกปกติจะเป็นระหว่าง AM หรือ FM เท่านั้น. เพื่อให้บรรลุการเล่นสเตอริโอ subcarrier ของ AM ถูกนำมาใช้สำหรับ FM สเตอริโอ

ปัจจุบัน โทรทัศน์ความละเอียดสูงได้รับความนิยมมากยิ่งขึ้น

อินเทอร์เน็ต

อินเทอร์เน็ตเป็นเครือข่ายทั่วโลกของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่สามารถสื่อสารกันด้วยอินเทอร์เน็ตโพรโทคอล คอมพิวเตอร์บนอินเทอร์เน็ตใด ๆ จะมี IP address ไม่ซ้ำกันที่จะทำให้คอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ สามารถหาเส้นทางไปถึงได้ เครื่องที่ส่งจะมี IP address ของผู้ส่ง และ IP address ของผู้รับ ดังนั้น อินเทอร์เน็ตจึงเป็นการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ด้วยกัน

คาดกันว่า 51% ของข้อมูลที่ไหลผ่านเครือข่ายโทรคมนาคมสองทางในปี 2000 มีการไหล ผ่านทางอินเทอร์เน็ต (ส่วนที่เหลือ(42%)โดยผ่านทางโทรศัพท์พื้นฐาน) โดยในปี 2007 อินเทอร์เน็ตครอบงำอย่างชัดเจนโดย 97% ของข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ในเครือข่ายการสื่อสารโทรคมนาคม (ส่วนที่เหลือ(2 %) ผ่านทางโทรศัพท์มือถือ)^[32] ขณะที่ในปี 2013 ประมาณ 39 % ของประชากรโลกที่มีการเข้าถึงกับอินเทอร์เน็ตที่มีอัตราการเข้าถึง สูงสุด(วัดเป็นเปอร์เซ็นต์ของประชากร) ในทวีปอเมริกา (61%), เอเซียแปซิฟิก (32%) และยุโรป (75%)^[33] ในแง่ของการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงด้วย landline ในปี 2012, ลิคเทนสไตน์ (80,4%) โมนาโค (45.5%) และ สวิสเซอร์แลนด์ ( 41.9%)^[34] การเข้าถึงอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงด้วยโทรศัพท์มือถือ สิงคโปร์ (123.3%), ญี่ปุ่น (113.1%), ฟินแลนด์ (106.5%), เกาหลีใต้ (106%)^[35]

อินเทอร์เน็ตทำงานได้ด้วยโปรโทคอลที่ควบคุมวิธีการที่เครื่องคอมพิวเตอร์และเราเตอร์ทั้งหลายสื่อสารกันและกัน ธรรมชาติของการสื่อสารเครือข่ายคอมพิวเตอร์ใช้วิธีการแบ่งเป็นชั้นของโพรโทคอล ในแต่ละโพรโทคอลจะทำงานมากขึ้นหรือน้อยลงเป็นอิสระจากโพรโทคอลอื่น ๆ การนี้จะช่วยให้โพรโทคอลระดับต่ำกว่าจะได้รับการปรับแต่งสำหรับสถานการณ์เครือข่ายในขณะที่ไม่เปลี่ยนแปลงวิธีที่ระดับโพรโทคอลที่สูงกว่าทำงาน ตัวอย่างในทางปฏิบัติว่าทำไมสิ่งนี้เป็นสิ่งสำคัญ เพราะมันยอมให้อินเทอร์เน็ตเบราว์เซอร์ที่จะเรียกใช้ รหัสเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่กำลังทำงานจะมีการเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตผ่านอีเทอร์เน็ตหรือเชื่อมต่อกับ Wi-Fi อยู่ โพรโทคอลมักจะถูกพูดถึงในแง่ของ ตำแหน่งของมันในรูปแบบอ้างอิงกับ OSI (ภาพด้านขวา) ซึ่งเกิดขึ้นในปี 1983 เป็นขั้นตอนแรกในความพยายามที่ไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างชุดโพรโทคอลเครือข่ายที่จะนำมาใช้ อย่างกว้างขวาง^[36]

สำหรับอินเทอร์เน็ต โพรโทคอลสื่อทางกายภาพและการเชื่อมโยงข้อมูลสามารถแปรผันกัน หลายครั้งในรูปของแพ็กเก็ตที่เดินทางไปรอบโลก นี่เป็นเพราะว่าอินเทอร์เน็ตไม่มีข้อจำกัด ในสื่อทางกายภาพหรือโปรโทคอลในการเชื่อมโยงข้อมูลที่จะถูกนำมาใช้ สิ่งนี้นำไปสู่​​การพัฒนาของสื่อและโพรโทคอลที่เหมาะสมที่สุดกับสถานการณ์เครือข่ายท้องถิ่น ในทางปฏิบัติ การติดต่อสื่อสารระหว่างทวีปส่วนใหญ่จะใช้ Asynchronous Transfer Mode (ATM ) โพรโทคอล (หรือที่ทันสมัยเทียบเท่า​​) บนใยแก้วนำแสง นี้เป็นเพราะการสื่อสารระหว่างทวีปส่วนใหญ่ อินเทอร์เน็ตจะใช้โครงสร้างพื้นฐานร่วมกันกับเครือข่ายโทรศัพท์พื้นฐาน หรือ PSTN

ที่เลเยอร์เครือข่าย หลายอย่างกลายเป็นมาตรฐานที่ Internet Protocol (IP) ถูกนำมาใช้สำหรับการหาที่อยู่แฝง(อังกฤษ: logical addressing) สำหรับเวิลด์ไวด์เว็บ "ที่อยู่ IP" จะสามารถหาได้จากรูปแบบที่มนุษย์สามารถอ่านได้โดยการใช้ระบบชื่อโดเมน(อังกฤษ: domain name system) (เช่น 72.14.207.99 ได้มาจาก www.google.com ) ในปัจจุบัน รุ่นของอินเทอร์เน็ตโพรโทคอลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมีความจำเป็นที่จะต้องเปลี่ยนแปลงจากรุ่นที่สี่ไปเป็นรุ่นที่หก^[37]

ที่เลเยอร์การขนส่ง การสื่อสารส่วนใหญ่จะใช้โพรโทคอลแบบ Transmission Control Protocol (TCP) หรือ User Datagram Protocol (UDP) อย่างใดอย่างหนึ่ง TCP จะใช้เมื่อ มันเป็นสิ่งจำเป็นที่ทุกๆข้อความที่ส่งจะต้องไปถึงคอมพิวเตอร์ปลายทาง ในขณะที่ UDP เป็นเพียงน่าพอใจที่จะนำมาใช้ ด้วย TCP, แพ็กเก็ตจะถูกส่งใหม่หากพวกมันสูญหายไปและจะถูกจัดลำดับก่อนหลังก่อนที่จะถูกนำเสนอให้กับชั้นที่สูงกว่า ด้วย UDP, แพ็คเก็ตจะไม่ได้เรียงลำดับก่อนหลังหรือหากเกิดการสูญหายก็จะไม่มีการส่งไปให้ใหม่ ทั้ง TCP และ UDP แพ็คเก็ตจะพกพาหมายเลขพอร์ตไปด้วยเพื่อระบุแอปพลิเคชันหรือกระบวนการในการประมวลผลที่ แพ็คเก็ตนั้นควรจะได้รับการจัดการ^[38] เพราะ โพรโทคอลในระดับโปรแกรมประยุกต์บางโปรแกรมจะใช้พอร์ตบางพอร์ต ผู้บริหารเครือข่าย สามารถจัดการจราจรเพื่อให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะอย่าง ตัวอย่างเช่นเพื่อจำกัดการเข้าถึงอินเทอร์เน็ต จะทำโดยการปิดกั้นการจราจรที่มีทิศทางสำหรับพอร์ตเฉพาะพอร์ตหนึ่งหรือเพื่อที่จะให้เกิดผลกระทบต่อประสิทธิภาพการใช้งานบางอย่าง จะทำโดยการกำหนด ลำดับความสำคัญของงาน

เหนือเลเยอร์ของการขนส่ง มีโพรโทคอลบางอย่างที่บางครั้งถูกใช้และเข้ากันได้อย่างหลวมๆในเลเยอร์เซสชั่นและเลเยอร์ presentation ที่สะดุดตาที่สุดคือโพรโทคอล Secure Sockets Layer (SSL) และ Transport Layer Security (TLS ) โพรโทคอลเหล่านี้ให้ความแน่ใจว่า ข้อมูลที่ถ่ายโอนระหว่างสองฝ่ายยังคงเป็นความลับอย่างสมบูรณ์^[39] ในที่สุด ที่ชั้น application ผู้ใช้อินเทอร์เน็ตจำนวนมากจะคุ้นเคยกับโพรโทคอลเช่น HTTP (การท่องเว็บ), POP3 (e-mail), FTP (การถ่ายโอนไฟล์) IRC (พูดคุย), BitTorrent (แชร์ไฟล์) และ XMPP (การส่งข้อความโต้ตอบแบบทันที)

Voice over Internet Protocol (VoIP) ช่วยให้แพ็คเก็ตข้อมูลถูกนำไปใช้สำหรับการสื่อสารด้วยเสียงประสานสองทาง แพ็คเก็ตข้อมูลจะถูกกำหนดให้เป็นประเภทเสียงและสามารถถูก จัดลำดับความสำคัญโดยผู้บริหารเครือข่ายเพื่อให้เป็นเวลาจริง การสนทนาที่ประสานกันจะมีการขัดแย้งน้อยกับการจราจรของข้อมูลประเภทอื่นที่สามารถเลื่อนออกไปได้ (เช่นการถ่ายโอนไฟล์หรืออีเมล) หรือบัฟเฟอร์ล่วงหน้าได้ (เช่นเสียงและวิดีโอ) โดยไม่ได้เสียหาย การจัดลำดับความสำคัญแบบนั้นจะดีเมื่อเครือข่ายมีความจุเพียงพอสำหรับทุกการโทร VoIP ที่เกิดขึ้นในเวลาเดียวกันและเครือข่ายมีการเปิดใช้งานสำหรับจัดลำดับความสำคัญ เช่น เครือข่าย รูปแบบขององค์กรภาคเอกชน แต่อินเทอร์เน็ตไม่ได้รับการจัดการโดยทั่วไปในทางนี้และเพื่อให้มีความแตกต่างในคุณภาพของการโทรผ่าน VoIP ที่เหนือกว่าเครือข่ายส่วนตัวและเหนือกว่าอินเทอร์เน็ตสาธารณะ^[40] .

เครือข่ายท้องถิ่นและเครือข่ายบริเวณกว้าง

บทความหลัก : แลนและแวน

แม้จะมีการเจริญเติบโตของอินเทอร์เน็ต ลักษณะสมบัติของเครือข่ายท้องถิ่น ("LAN" ที่เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ไม่ได้มีขนาดเกินไม่กี่กิโลเมตร)ยังคงแตกต่างกัน นี้เป็นเพราะเครือข่ายขนาดนี้ไม่จำเป็นต้องมีคุณสมบัติทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายขนาดใหญ่กว่าและมักจะ มีประสิทธิภาพด้านราคามากกว่า และมีประสิทธิภาพได้โดยไม่ต้องมีคุณสมบัติเหล่านั้น เมื่อแลนเหล่านี้นไม่ได้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต พวกมันยังคงมีข้อได้เปรียบของความเป็นส่วนตัว และความปลอดภัย อย่างไรก็ตาม เมื่อขาดการเชื่อมต่อโดยตรงกับอินเทอร์เน็ต แลนจะไม่สามารถให้ความคุ้มครองได้ 100% จากพวกแฮกเกอร์หรือกองกำลังทางเศรษฐกิจต่างๆ ภัยคุกคามเหล่านี้จะมีอยู่ถ้ายังมีวิธีการใดๆสำหรับการเชื่อมต่อระยะไกลไปยัง LAN ได้

นอกจากนี้ยังมีเครือข่ายบริเวณกว้างอิสระ ("WAN" เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ส่วนตัวที่มีขนาดเป็นพันกิโลเมตร) อีกครั้งหนึ่งที่บางส่วนของข้อได้เปรียบของพวกมันได้แก่ความเป็นส่วนตัว การรักษาความปลอดภัย และการที่ไม่สนใจอย่างสมบูรณ์ต่อพวกแฮ็กเกอร์ใดๆที่จะไม่สามารถ "แตะต้อง"แวนนี้ได้ แน่นอนผู้ใช้หลักที่สำคัญของ LANs และ WANs ส่วนตัวรวมถึง กองกำลังติดอาวุธและหน่วยข่าวกรองที่จะต้องเก็บรักษาข้อมูลของพวกมันให้มีความปลอดภัยและเป็นความลับอย่างสมบูรณ์

เมื่อกลางปี 1980s, มีหลายชุดของโพรโทคอลการสื่อสารเกิดขึ้นเพื่อเติมเต็มช่องว่างระหว่างชั้นการเชื่อมโยงข้อมูลและชั้นแอปพลิเคชันของรูปแบบการอ้างอิง OSI สิ่งเหล่านี้รวมถึง Appletalk, IPX และ NetBIOS กับชุดโพรโทคอลที่โดดเด่นในช่วงปี 1990s ที่เป็น IPX เนื่องจากความนิยมของผู้ใช้ MS-DOS. TCP/IP ก็มีขึ้นที่จุดนี้ แต่โดยทั่วไปแล้ว มันถูกใช้ โดยหน่วยราชการและการวิจัยขนาดใหญ่^[41]

เมื่ออินเทอร์เน็ตเติบโตในความนิยมและร้อยละของการจราจรข้อมูลขนาดใหญ่กลายเป็นงานที่เกี่ยวข้องกับอินเทอร์เน็ต LANs และ WANs ค่อยๆย้ายไปโพรโทคอล TCP/IP และในวันนี้เครือข่ายส่วนใหญ่เป็นธรรมดาที่จะทุ่มเทให้กับการจราจรแบบ TCP/IP การย้ายไป TCP/IP ที่ได้รับความช่วยเหลือจากเทคโนโลยีเช่น DHCP ที่อนุญาตให้ลูกค้า TCP/IP ในการค้นพบ ที่อยู่เครือข่ายของตัวเองได้ ซึ่งเป็นฟังก์ชันที่มาเป็นมาตรฐานกับชุดโพรโทคอล AppleTalk/IPX/NetBIOS^[42]

ถึงแม้ว่าจะอยู่ที่ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลด้วยกันก็ตาม LANs ที่ทันสมัยที่สุดก็แตกต่างจากอินเทอร์เน็ต ในขณะที่ Asynchronous Transfer Mode (ATM) หรือ Multiprotocol Label Switching (MPLS) เป็น โพรโทคอลการเชื่อมโยงข้อมูลทั่วไปสำหรับเครือข่ายขนาดใหญ่ เช่น WANs; ส่วน Ethernet และ Token Ring จะเป็นโพรโทคอลการเชื่อมโยงข้อมูลทั่วไปสำหรับ LANs. โพรโทคอล เหล่านี้แตกต่างจากโพรโทคอลในอดีตที่ว่า พวกมันง่ายกว่า (เช่น ที่พวกมันละเว้นคุณสมบัติเช่นคุณภาพของการบริการที่รับประกัน ) และเสนอการป้องกันการชนกัน ทั้งสองอย่างของความแตกต่างเหล่านี้ทำให้ระบบประหยัดมากขึ้น^[43] แม้จะมีความนิยมที่เจียมเนื้อเจียมตัวของไอบีเอ็มโทเค็นริงในปี 1980s และปี 1990s LANs แทบทั้งหมดในตอนนี้จะใช้อีเทอร์เน็ตแบบใช้สายหรือแบบไร้สาย ที่ชั้นกายภาพ, การใช้งานแบบอีเธอร์เน็ตใช้สายส่วนใหญ่จะใช้สายทองแดงคู่บิด (รวมถึงเครือข่าย 10BASE -T ทั่วไป ) อย่างไรก็ตาม การใช้งานในตอนแรกบางครั้งจะใช้สาย coaxial หนักและการใช้งานที่ผ่านมาบางครั้ง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้งานความเร็วสูง) จะใช้ใยแก้วนำแสง^[44] เมื่อใช้ใยแก้วนำแสง มีความแตกต่างระหว่างเส้นใยมัลติโหมดและเส้นใยซิงเกิ้ลโหมด แบบมัลติโหมดจะมีขนาดใหญ่และอุปกรณ์ที่ใช้ใยแก้วแบบนี้มีราคาถูกกว่า แต่มีแบนด์วิดธ์ในการใช้งานน้อยกว่าและความลดทอนมีมาก หมายความว่าประสิทธิภาพในการใช้งานทางไกลที่แย่มาก^[45]

• การกล้ำสัญญาณ (Modulation)
• เกณฑ์วิธีการสื่อสาร
• รายชื่อจำนวนสมาชิกผู้ใช้อินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ในแต่ละประเทศ
• ผู้ใช้อินเทอร์เน็ตในโลก