โทรคมนาคม
โทรคมนาคม () หมายถึงการสื่อสารระยะไกล โดยใช้เทคโนโลยีต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านทางสัญญาณไฟฟ้า หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากเทคโนโลยีที่แตกต่างกันจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับคำนี้ จึงมักใช้ในรูปพหูพจน์ เช่น Telecommunications
เทคโนโลยีการสื่อสารโทรคมนาคมในช่วงต้นประกอบด้วยสัญญาณภาพ เช่น ไฟสัญญาณ, สัญญาณควัน, โทรเลข, สัญญาณธงและ เครื่องส่งสัญญาณด้วยกระจกสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์ ตัวอย่างอื่นๆของการสื่อสารโทรคมนาคมก่อนช่วงที่ทันสมัยได่แก่ข้อความเสียงเช่นกลอง, แตรและนกหวีด เทคโนโลยีการสื่อสารโทรคมนาคมด้วยไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้าได้แก่โทรเลข, โทรศัพท์และ โทรพิมพ์, เครือข่าย, วิทยุ, เครื่องส่งไมโครเวฟ, ใยแก้วนำแสง, ดาวเทียมสื่อสารและอินเทอร์เน็ต
การปฏิวัติ ในการสื่อสารโทรคมนาคมไร้สายเริ่มต้นขึ้นในปี 190X กับการเป็นผู้บุกเบิกพัฒนาใน การสื่อสารทางวิทยุโดย Guglielmo มาร์โคนี ที่ได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ในปี 1909 สำหรับความพยายามของเขา นักประดิษฐ์ผู้บุกเบิกและนักพัฒนาอื่นๆที่น่าทึ่งมากๆในด้านการ สื่อสารโทรคมนาคมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์รวมถึง ชาร์ลส์ วีทสโตน และ ซามูเอล มอร์ส (โทรเลข) , Alexander Graham Bell (โทรศัพท์), เอ็ดวิน อาร์มสตรอง และลี เดอ ฟอเรสท์ (วิทยุ) เช่นเดียวกับที่ จอห์น โลจี แบร์ด และ Philo Farnsworth (โทรทัศน์)
กำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพของโลกในการแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านทางเครือข่ายการสื่อสารโทรคมนาคมสองทางเพิ่มขึ้นจาก 281 เพตาไบต์ของข้อมูล (ที่ถูกบีบอัดอย่างดีที่สุด)
ในปี 1986 เป็น 471 petabytes ในปี 1993 และ 2.2 (บีบอัดอย่างดีที่สุด ) เอ็กซาไบต์ ในปี 2000 และ 65 (บีบอัดอย่างดีที่สุด) exabytes ในปี 2007 นี่คือเทียบเท่าข้อมูลของสองหน้า หนังสือพิมพ์ต่อคนต่อวันในปี 1986 และ หกเต็มหน้าหนังสือพิมพ์ต่อคนต่อวันในปี 2007 ด้วยการเจริญเติบโตขนาดนี้, การสื่อสารโทรคมนาคมมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในเศรษฐกิจโลกและอุตสาหกรรมโทรคมนาคมทั่วโลกประมาณ$ 4.7 ล้านล้านภาคเศรษฐกิจในปี 2012 รายได้จากการให้บริการของอุตสาหกรรมโทรคมนาคมทั่วโลกถูกประเมินไว้ที่ $1.5 ล้านล้านในปี 2010 สอดคล้องกับ 2.4% ของผลิตภัณฑ์มวลรวมของโลก (GDP)
การติดต่อสื่อสารด้วยการรับส่งข้อมูลข่าวสารระหว่างตัวประมวลผล โดยผ่านสื่อกลางที่เชื่อมต้นทางและปลายทางที่ห่างกัน โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายรูปแบบ ตามกฎเกณฑ์ หรือระเบียบวิธีการที่กำหนดขึ้นในแต่ละอุปกรณ์ การนิยามและการให้ความหมายของคำว่า “โทรคมนาคม” โดยทั่วไปนั้นอยู่บนมูลเหตุพื้นฐานหลักสองด้าน คือภาษาศาสตร์และเทคโนโลยีร่วมสมัย
ความหมายโดยรวมของสารานุกรมโทรคมนาคมไทย พ.ศ. ๒๕๕๑ คือ
กลไฟฟ้า แสง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือคุณสมบัติพิเศษอื่นๆ ทางควอนตัมสำหรับการสื่อสัญญาณ ข้อความ เสียงภาพหรือสื่อประสมให้ผู้รับหรือระบบ
สามารถเข้าใจได้”ซึ่งวิวัฒนาการของการโทรคมนาคมนั้นเริ่มต้นจากการใช้มนุษย์ เป็นผู้ส่งสารและพัฒนามาเป็นการส่งสาร ด้วยสิ่งประดิษฐ์ จากธรรมชาติ
โดยใช้สัญลักษณ์ต่างๆ เช่น สัญญาณควัน สัญญาณไฟ หรือสัญญาณเสียง ซึ่งมีขอบเขตจำกัด ดังนั้นมนุษย์จึงได้มีการพัฒนาและคิดค้นสิ่งประดิษฐ์ ทาง
ด้านโทรคมนาคมขึ้น เพื่อก้าวข้ามขอบเขตนั้นๆด้วยเหตุนี้ จึงทำให้เกิดเทคโนโลยี ที่ใช้สำหรับการสื่อสารโทรคมนาคมขึ้นมากมาย ซึ่งทำให้สามารถสื่อสาร
กันได้อย่างรวดเร็ว และได้ระยะทางที่ไกลมากขึ้น เริ่มต้นการพัฒนาจากการสื่อสารระหว่างบุคคล กลายเป็นการสื่อสารระดับเครือข่ายระหว่างประเทศ และ
และครอบคลุมทั่วโลกในที่สุด
สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ ดู History of telecommunication
บทความหลัก : Hydraulic telegraph, Drums in communication, Beacon, Smoke signal, and Heliograph
ระบบสัญญาณแสงด้วยไฮดรอลิคของกรีกถูกนำมาใช้เป็นช่วงต้นของศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช ระบบนี้ทำงานด้วยตัวเปิดปิดและสัญญาณที่ตามองเห็น ทำหน้าที่เหมือนโทรเลขแสง อย่างไรก็ตาม มันจะสามารถใช้ประโยชน์ในช่วงระยะทางที่จำกัดมากของข้อความที่ถูกกำหนดล่วงหน้า และ เช่นเดียวกับทุกโทรเลขแสงที่สามารถถูกนำไปใช้งานได้ในสภาพการมองเห็นที่ดีเท่านั้น
ในระหว่างยุคกลาง แถวของกระโจมไฟถูกนำมาใช้โดยทั่วไปบนแนวยอดเขาเพื่อใช้เป็นวิธีการถ่ายทอดสัญญาณ แถวกระโจมไฟประสบอุปสรรคเพราะว่าพวกมันจะสามารถส่งได้บิตเดียวของข้อมูล เพื่อให้ความหมายของข้อความเช่น"มองเห็นศัตรู" ต้องมีการตกลงกันไว้ล่วงหน้า ตัวอย่างหนึ่งที่น่าสังเกตในการใช้งานของพวกมันคือในระหว่าง the Spanish Armada เมื่อแถวกระโจมไฟถ่ายทอดสัญญาณจากพลีมัธไปลอนดอน ที่ส่งสัญญาณการมาถึงของเรือรบสเปน
ข้อมูลเพิ่มเติม: Optical communication
บทความหลัก: Semaphore line
ในปี ค.ศ. 1792 Claude Chappe, วิศวกรชาวฝรั่งเศสได้สร้างระบบโทรเลขภาพอยู่กับที่ (หรือ semaphore line)เป็นครั้งแรกระหว่างเมืองลีลและปารีส อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ได้รับความทุกข์ทรมานเนื่องจากต้องการใช้ผู้ใชังานที่มีความเชี่ยวชาญและหอสูงที่มีราคาแพงทุกๆระยะ 10-30 กิโลเมตร (6-20 ไมล์). อันเป็นผลมาจากการแข่งขันกับโทรเลขไฟฟ้า, สาย โทรเลขแสงเชิงพาณิชย์ชุดสุดท้ายของยุโรปในประเทศสวีเดนถูกทอดทิ้งในปี ค.ศ. 1880
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 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 สายเคเบิล ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกก่อนหน้านี้ได้ดำเนินการมาไม่กี่เดือนในปี 1859 และในหมู่สิ่งอื่นๆ มันขนส่งข้อความทักทายไปมาระหว่างประธานาธิบดีเจมส์ บูคานัน ของสหรัฐฯกับสมเด็จพระราชินีวิกตอเรียแห่งสหราชอาณาจักร
อย่างไรก็ตาม สายเคเบิลที่ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเป็นครั้งแรกได้ล้มเหลวในไม่ช้า และ โครงการที่จะวางสายแทนถูกเลื่อนออกไปเป็นเวลาห้าปีเนื่องจากสงครามกลางเมืองอเมริกา สายโทรศัพท์แรกที่ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก(ซึ่งประกอบด้วยตัวขยายอิเล็กทรอนิกส์หลายร้อยชุด) ไม่ได้ใช้งานจนกระทั่งปี ค.ศ. 1956 เพียงหกปีก่อนที่ดาวเทียมสื่อสารเชิงพาณิชย์ดวงแรกคือเทลสตาร์จะปล่อยขึ้นสู่วงโคจรในอวกาศ
โทรศัพท์ธรรมดาที่ใช้งานทั่วโลกในปัจจุบันได้รับการจดสิทธิบัตรเป็นครั้งแรกโดย Alexander Graham Bell ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1876 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.
บทความหลัก : ประวัติของวิทยุและประวัติของโทรทัศน์
ในปี ค.ศ. 1832 เจมส์ Lindsay ได้สาธิตในชั้นเรียนแสดงโทรเลขไร้สายผ่านตัวนำไฟฟ้าที่เป็นน้ำให้กับนักเรียนของเขา ในปี ค.ศ. 1854 เขาก็สามารถที่จะแสดงให้เห็นถึงการส่งสัญญาณข้ามอ่าว Firth of Tay จาก ดันดี, สกอตแลนด์ไปยังวูดเฮเวน, ระยะประมาณสองไมล์ (3 กิโลเมตร)อีกครั้งโดยใช้น้ำเป็นสื่อกลางในการส่งผ่าน ในเดือนธันวาคม ค.ศ. 1901 Guglielmo มาร์โคนี จัดตั้งการสื่อสารไร้สายระหว่าง เซนต์จอห์น, Newfoundland กับ Poldhu ในคอร์นวอลล์ (อังกฤษ) เขาได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1909 ร่วมกับ คาร์ล Braun
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 อย่างไรก็ตาม สำหรับส่วนใหญ่ของศตวรรษที่ 20, ระบบโทรทัศน์ได้รับการออกแบบ โดยใช้หลอดรังสีแคโทด ที่ประดิษฐ์คิดค้นโดย คาร์ล Braun. รุ่นแรกของโทรทัศน์ อิเล็กทรอนิกส์เพื่อรักษาสัญญาถูกผลิตโดย Philo Farnsworth ชาวอเมริกัน และมันถูกสาธิตให้ ครอบครัวของเขาในไอดาโฮเมื่อวันที่ 7 กันยายน ค.ศ. 1927
อย่างไรก็ตาม โทรทัศน์ไม่ได้เป็นแต่เพียงเทคโนโลยีอันหนึง มันถูกจำกัดขั้นพื้นฐานและการใช้งานในทางปฏิบัติของมัน มันทำหน้าที่เป็นทั้งเครื่องใช้และยังเป็นสื่อกลางการเล่าเรื่องทางสังคม และการเผยแพร่ข้อความ มันเป็นเครื่องมือทางวัฒนธรรมที่ให้ประสบการณ์ของชุมชนของการได้รับข้อมูลและการได้รับประสพการณ์ทางจินตนาการ มันจะทำหน้าที่เป็น "หน้าต่างสู่โลก" โดย การเชื่อมผู้ชมจากทั่วทุกมุมผ่านการเขียนโปรแกรมของเรื่องราวต่างๆ, ชัยชนะและโศกนาฏกรรม ที่อยู่นอกประสพการณ์ส่วนตัว
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
ดาวเทียมของสหรัฐดวงแรกเพื่อการสื่อสารอยู่ในโครงการ SCORE เมื่อ 18 ธันวาคม ค.ศ. 1958 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 () 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
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)
เมื่อวันที่ 11 กันยายนค.ศ. 1940 จอร์จ Stibitz สามารถส่งข้อมูลโดยใช้โทรพิมพ์ไปที่เครื่องคำนวณตัวเลขที่ซับซ้อนของเขาในนิวยอร์กและได้รับผลการคำนวณกลับมาที่วิทยาลัยดาร์ตเมัท์ในรัฐนิวแฮมป์เชียร์ การทำงานจากคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางหรือคอมพิวเตอร์เมนเฟรมด้วย "dumb terminal "ยังคงความนิยมไปตลอดทศสตวรรษที่ 1950 จนเข้าสู่ศตวรรษที่ 1960 ที่นักวิจัยเริ่มหันมาใช้แพ็กเกตสวิตชิง - เทคโนโลยีที่ช่วยให้ข้อมูลสามารถถูกส่งระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกันโดยไม่ต้องผ่านเมนเฟรมส่วนกลาง เครือข่ายสี่โหนดโผล่ขึ้นมาเมื่อ 5 ธันวาคมค.ศ. 1969 เครือข่ายนี้ไม่ช้าก็กลาย ARPANET ซึ่งในปี 1981 ประกอบด้วยโหนด 213 โหนด
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
ระบบสื่อสารโทรคมนาคมขั้นพื้นฐานประกอบด้วยสามหน่วยงานหลักที่มักจะนำเสนอในบางรูปแบบ ได้แก่:
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
สัญญาณที่ใช้ในการสื่อสารสามารถเป็นได้ทั้งแอนะล็อกหรือดิจิทัล สำหรับสัญญาณแอนะล็อกสัญญาณจะแปรอย่างต่อเนื่องไปตามข้อมูล ในสัญญาณดิจิทัลข้อมูลจะถูกเข้ารหัสเป็นชุดของค่าที่ไม่ต่อเนื่อง (เช่นชุดของหนึ่งและศูนย์) ในระหว่างที่สัญญาณของข้อมูลถูกส่งออกไปและรับเข้ามา ข้อมูลที่มีอยู่ในสัญญาณแอนะล็อกหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะถูกลดสภาพลงเนื่องจากการรบกวนทางกายภาพที่ไม่พึงประสงค์ (สัญญาณที่ถูกส่งออกจากเครื่องส่งในทางปฏิบัติจะไม่มีเสียงรบกวน) ปกติแล้วเสียงรบกวนในระบบการสื่อสารสามารถเป็นได้ทั้งเพิ่มเข้าหรือลบออกจากสัญญาณที่พึงประสงค์ในการสุ่มที่สมบูรณ์ รูปแบบของเสียงรบกวนนี้จะเรียกว่าเสียงเติมแต่งด้วยความเข้าใจว่าเสียงรบกวนจะเป็นลบหรือบวกแล้วแต่จังหวะที่แตกต่างกันของเวลา
ในทางตรงกันข้าม ถ้าเสียงรบกวนเติมแต่งมีไม่เกินกว่าเกณฑ์ที่กำหนด ข้อมูลที่มีอยู่ในสัญญาณดิจิทัลจะยังคงเหมือนเดิม ความต้านทานในเสียงรบกวนของระบบดิจิทัล ทำให้เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของสัญญาณดิจิทัลเหนือกว่าสัญญาณแอนะล็อก.
อ่านเพิ่มเติม: เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายการสื่อสารประกอบด้วยเครื่องส่งสัญญาณ, เครื่องรับและช่องทางที่ใช้ส่งข้อความ บางเครือข่ายการสื่อสารมีมากกว่าหนึ่งเราต์เตอร์(route=ทาง, router=ตัวส่ง, ตัวสร้างทาง)ที่ทำงานร่วมกันในการส่งข้อมูลไปยังผู้ใช้ที่ถูกต้อง นอกจากเราเตอร์แล้ว ยังมีสวิตช์ เพื่อใช้ต่อผู้ใช้หลายตัวเข้าด้วยกันด้วย
คำว่า "ช่องทาง" มีสองความหมายที่แตกต่างกัน
อีกวิธีหนึ่งในการแบ่งสื่อกลางการสื่อสารให้เป็นหลายๆช่อง คือการจัดสรรเวลาให้แต่ละผู้ส่งข้อมูลให้ออกมาที่สื่อกลางได้เฉพาะในเวลาที่กำหนดให้เท่านั้น (เรียกว่า "time slot" เช่น 20 milliseconds ของทุกๆวินาที) วิธีนี้เรียกว่า การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา() หรือ TDM ตัวกลางที่ใช้วิธีนี้คือใยแก้วนำแสง บางระบบการสื่อสารด้วยวิทยุจะใชั TDM ภายในช่อง FDM ที่ถูกจัดสรรให้ ดังนั้นระบบเหล่านั้นจึงเป็นพันธ์ผสมของ TDM และ FDM
อ่านเพิ่มเติม: การกล้ำสัญญาณ
ในการส่งสัญญาณ ข้อมูลมักถูกรบกวนด้วยอิทธิพลจากภายนอก ทำให้สัญญาณที่เครื่องรับผิดเพี้ยนไป การกล้ำสัญญาณก็เพื่อลดสิ่งรบกวนเหล่านั้น เช่นการส่งสัญญาณเสียง ซึ่งเป็นสัญญาณแบบแอนะลอก มีการกล้ำแบบขนาด () หรือ AM และการกล้ำแบบความถี่ () 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
ตามข้อมูลที่เก็บรวบรวมโดย Gartner และ Ars Technica ยอดขายอุปกรณ์การสื่อสารโทรคมนาคมของผู้บริโภคหลักทั่วโลกเป็นหลักล้านหน่วย ดังต่อไปนี้ :
โทรศัพท์มือถือมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในเครือข่ายโทรศัพท์ สมาชิกโทรศัพท์มือถือในขณะนี้มีจำนวนมากกว่าสมาชิกพื้นฐานอยู่กับที่ในหลายตลาด ยอดขายของโทรศัพท์มือถือในปี 2012 รวม 1,495 ล้านเครื่อง โดยแบ่งเป็นประเทศในแอฟริกา 56 ล้าน, เอเซีย/แปซิฟิก 652 ล้าน, ทวีปอเมริกา 358 ล้าน และยุโรป 366 ล้าน โทรศัพท์เหล่านี้จะได้รับการบริการโดยระบบเสียงที่มีเนื้อหาและมีการส่งแบบดิจิทัล เช่น GSM หรือ W- CDMA ที่มีการตลาดจำนวนมากเลือกที่จะลดลงของระบบอนาล็อก เช่น AMPS
การใช้โทรศัพท์เพื่อการสนทนาเพียงอย่างเดียวผ่านโทรศัพท์พื้นฐานจะจำนวนผู้ใช้ลดลง โดยการใช้สำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่ จะใช้แอปพลิเคชันต่อไปนี้มากขึ้นอุตสาหกรรมสื่อออกอากาศถึงจุดเปลี่ยนที่สำคัญในการพัฒนาของตัวมันเอง 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
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) ขณะที่ในปี 2013 ประมาณ 39 % ของประชากรโลกที่มีการเข้าถึงกับอินเทอร์เน็ตที่มีอัตราการเข้าถึง สูงสุด(วัดเป็นเปอร์เซ็นต์ของประชากร) ในทวีปอเมริกา (61%), เอเซียแปซิฟิก (32%) และยุโรป (75%) ในแง่ของการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงด้วย landline ในปี 2012, ลิคเทนสไตน์ (80,4%) โมนาโค (45.5%) และ สวิสเซอร์แลนด์ ( 41.9%) การเข้าถึงอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงด้วยโทรศัพท์มือถือ สิงคโปร์ (123.3%), ญี่ปุ่น (113.1%), ฟินแลนด์ (106.5%), เกาหลีใต้ (106%)
อินเทอร์เน็ตทำงานได้ด้วยโปรโทคอลที่ควบคุมวิธีการที่เครื่องคอมพิวเตอร์และเราเตอร์ทั้งหลายสื่อสารกันและกัน ธรรมชาติของการสื่อสารเครือข่ายคอมพิวเตอร์ใช้วิธีการแบ่งเป็นชั้นของโพรโทคอล ในแต่ละโพรโทคอลจะทำงานมากขึ้นหรือน้อยลงเป็นอิสระจากโพรโทคอลอื่น ๆ การนี้จะช่วยให้โพรโทคอลระดับต่ำกว่าจะได้รับการปรับแต่งสำหรับสถานการณ์เครือข่ายในขณะที่ไม่เปลี่ยนแปลงวิธีที่ระดับโพรโทคอลที่สูงกว่าทำงาน ตัวอย่างในทางปฏิบัติว่าทำไมสิ่งนี้เป็นสิ่งสำคัญ เพราะมันยอมให้อินเทอร์เน็ตเบราว์เซอร์ที่จะเรียกใช้ รหัสเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่กำลังทำงานจะมีการเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตผ่านอีเทอร์เน็ตหรือเชื่อมต่อกับ Wi-Fi อยู่ โพรโทคอลมักจะถูกพูดถึงในแง่ของ ตำแหน่งของมันในรูปแบบอ้างอิงกับ OSI (ภาพด้านขวา) ซึ่งเกิดขึ้นในปี 1983 เป็นขั้นตอนแรกในความพยายามที่ไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างชุดโพรโทคอลเครือข่ายที่จะนำมาใช้ อย่างกว้างขวาง
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() สำหรับเวิลด์ไวด์เว็บ "ที่อยู่ IP" จะสามารถหาได้จากรูปแบบที่มนุษย์สามารถอ่านได้โดยการใช้ระบบชื่อโดเมน() (เช่น 72.14.207.99 ได้มาจาก www.google.com ) ในปัจจุบัน รุ่นของอินเทอร์เน็ตโพรโทคอลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมีความจำเป็นที่จะต้องเปลี่ยนแปลงจากรุ่นที่สี่ไปเป็นรุ่นที่หก
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 เพราะ โพรโทคอลในระดับโปรแกรมประยุกต์บางโปรแกรมจะใช้พอร์ตบางพอร์ต ผู้บริหารเครือข่าย สามารถจัดการจราจรเพื่อให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะอย่าง ตัวอย่างเช่นเพื่อจำกัดการเข้าถึงอินเทอร์เน็ต จะทำโดยการปิดกั้นการจราจรที่มีทิศทางสำหรับพอร์ตเฉพาะพอร์ตหนึ่งหรือเพื่อที่จะให้เกิดผลกระทบต่อประสิทธิภาพการใช้งานบางอย่าง จะทำโดยการกำหนด ลำดับความสำคัญของงาน
เหนือเลเยอร์ของการขนส่ง มีโพรโทคอลบางอย่างที่บางครั้งถูกใช้และเข้ากันได้อย่างหลวมๆในเลเยอร์เซสชั่นและเลเยอร์ presentation ที่สะดุดตาที่สุดคือโพรโทคอล Secure Sockets Layer (SSL) และ Transport Layer Security (TLS ) โพรโทคอลเหล่านี้ให้ความแน่ใจว่า ข้อมูลที่ถ่ายโอนระหว่างสองฝ่ายยังคงเป็นความลับอย่างสมบูรณ์ 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 .
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
เมื่ออินเทอร์เน็ตเติบโตในความนิยมและร้อยละของการจราจรข้อมูลขนาดใหญ่กลายเป็นงานที่เกี่ยวข้องกับอินเทอร์เน็ต LANs และ WANs ค่อยๆย้ายไปโพรโทคอล TCP/IP และในวันนี้เครือข่ายส่วนใหญ่เป็นธรรมดาที่จะทุ่มเทให้กับการจราจรแบบ TCP/IP การย้ายไป TCP/IP ที่ได้รับความช่วยเหลือจากเทคโนโลยีเช่น DHCP ที่อนุญาตให้ลูกค้า TCP/IP ในการค้นพบ ที่อยู่เครือข่ายของตัวเองได้ ซึ่งเป็นฟังก์ชันที่มาเป็นมาตรฐานกับชุดโพรโทคอล AppleTalk/IPX/NetBIOS
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 แม้จะมีความนิยมที่เจียมเนื้อเจียมตัวของไอบีเอ็มโทเค็นริงในปี 1980s และปี 1990s LANs แทบทั้งหมดในตอนนี้จะใช้อีเทอร์เน็ตแบบใช้สายหรือแบบไร้สาย ที่ชั้นกายภาพ, การใช้งานแบบอีเธอร์เน็ตใช้สายส่วนใหญ่จะใช้สายทองแดงคู่บิด (รวมถึงเครือข่าย 10BASE -T ทั่วไป ) อย่างไรก็ตาม การใช้งานในตอนแรกบางครั้งจะใช้สาย coaxial หนักและการใช้งานที่ผ่านมาบางครั้ง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้งานความเร็วสูง) จะใช้ใยแก้วนำแสง เมื่อใช้ใยแก้วนำแสง มีความแตกต่างระหว่างเส้นใยมัลติโหมดและเส้นใยซิงเกิ้ลโหมด แบบมัลติโหมดจะมีขนาดใหญ่และอุปกรณ์ที่ใช้ใยแก้วแบบนี้มีราคาถูกกว่า แต่มีแบนด์วิดธ์ในการใช้งานน้อยกว่าและความลดทอนมีมาก หมายความว่าประสิทธิภาพในการใช้งานทางไกลที่แย่มาก