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NHKにおけるデータ放送の提供は2000年12月に衛星放送(BS)の3つのチャンネル(当時BS1・BS2・BShi)でデジタル放送が開始されたのをきっかけにスタートし、双方向番組はモデム(当時は電話を使ったダイヤルアップ回線の接続が主)を使って開始された。その後、2003年にインターネットに接続することができるデジタルテレビが登場し、普及が始まったことをきっかけに2004年4月から本サービスが開始された。
データオンラインは、通常のデータ放送で提供しているニュース、気象情報や災害時の避難所の情報をさらにきめ細かく紹介するほか、テレビ番組との連動コンテンツによる各種番組関連情報、双方向番組(番組連動型のクイズ・ゲームやアンケートに参加可能)の機能を備えたものである。特にニュースは地上波では各都道府県別に配信しているローカルニュースを閲覧できるほか、気象情報では住所登録している場所の天気を半径5km範囲内で詳細に伝える「メッシュ予報」のサービスも提供している。