通訊網路/通道
通道是指資料從源到目的地所經過的通訊介質或路徑。通道可以由多種不同的東西組成，例如：電線、自由空間和整個網路。訊號可以在具有完全不同特性的不同型別的網路之間路由。在網際網路中，資料包可能透過無線 WiFi 網路傳送到乙太網區域網，然後到 DSL 調變解調器，再到光纖主幹網，等等。不同通道獨特的物理特性決定了通訊中三個感興趣的特性：延遲、資料速率和通道可靠性。
頻寬是指例如濾波器、通訊通道或訊號頻譜的上截止頻率和下截止頻率之間的差值。頻寬和頻率一樣，用赫茲（Hz）來衡量。可以使用頻譜分析儀對頻寬進行物理測量。
頻寬，由變數Bw或W表示，與在給定通道上傳輸的數字位數密切相關
其中rb是位元率。如果我們有一個具有m個級別的M進位制訊號方案，我們可以擴充套件之前的公式來找到給定頻寬的最大位元率。
假設我們有一個頻寬為 1KHz 的通道，我們希望以 5000 位元/秒的速率傳輸資料。我們想知道為了達到這個資料速率，我們需要多少個傳輸級別。將資料代入第二個公式，我們得到以下結果
但是，我們知道在 M進位制傳輸方案中，m必須是整數。向上取整到最接近的整數，我們發現m = 3。
通道的“容量”是指在給定通道上傳輸的位元率的理論上限，該上限將導致可忽略不計的錯誤。通道容量用位元/秒來衡量。
夏農通道容量公式根據通道的幾個物理特性來確定通道的資訊容量。通訊系統可以嘗試超過給定通道的夏農容量，但傳輸過程中會產生很多錯誤，而且成本通常不值得。因此，夏農容量是理論上的最大位元率，低於該位元率，資訊可以以可忽略不計的錯誤率傳輸。
夏農通道容量C用位元/秒來衡量，由以下公式給出
C是通道的最大容量，W是通道中可用的頻寬，SNR 是信噪比，不是以 dB 計。
由於通道容量與模擬頻寬成正比，因此有些人稱之為“數字頻寬”。
電話網路的有效頻寬小於 3000Hz（但我們將向上取整），傳輸訊號的平均 SNR 小於 40dB（比噪聲大 10,000 倍）。將這些數字代入夏農公式，我們得到以下結果
我們可以看到，電話網路的理論最大通道容量（如果我們 generously round up all our numbers）大約為 40Kb/sec！那麼，一些調變解調器如何以 56kb/sec 的速率傳輸？事實證明，56k 調變解調器使用了一個技巧，我們將在後面的章節中討論。
數字資訊資料包包含一些被稱為報頭的開銷位。這是因為大多數數字系統使用統計 TDM（如時間分割複用章節中所述）。傳輸中傳送的總位數至少應等於資料位數和報頭位數之和。每秒傳輸的總位數（“吞吐量”）始終小於理論容量。由於部分吞吐量用於這些報頭位，因此每秒傳輸的資料位數（“有效吞吐量”）始終小於吞吐量。
此外，由於我們都希望資訊可靠地傳輸，因此智慧發射器和智慧接收器檢查訊息是否有錯誤是很有意義的。
可靠通訊的一個重要組成部分是錯誤檢測，我們將在後面的章節中更深入地探討。錯誤檢測是在資料包報頭中嵌入某種校驗和（在 IP 通訊中稱為 CRC 校驗和）的過程。接收器使用此校驗和來檢測大多數傳輸錯誤。
一些系統使用 **前向糾錯** (FEC)，我們將在後面更深入地討論這個主題。在這樣的系統中，傳送方構建資料包並將錯誤糾正碼新增到資料包中。在正常情況下（只有很少的位元錯誤），這給了接收方足夠的資訊，不僅可以確定存在某種錯誤，還可以準確地確定哪些比特出錯，並修復這些錯誤。
此外，由於我們都希望我們的資訊能夠可靠地傳輸，因此智慧傳送方和智慧接收方之間直接通訊以確保可靠傳輸是有意義的。這稱為 **確認**，該過程稱為 **握手**。
在 **確認請求** (ARQ) 方案中，傳送方傳送資料包，然後接收方將傳送確認。肯定確認（稱為“ACK”）表示資料包已無錯誤地接收。否定確認（稱為“NAK”）表示資料包已錯誤地接收。通常，當傳送方收到 NAK 時，傳送方將再次傳送該資料包。
如果傳送方在合理的時間內未收到 ACK，則傳送方將再次傳送資料包。
在一些流協議（如 RTP）中，傳送方正在傳送時間敏感的資料，因此它無法等待確認包。在這些型別的系統中，接收方將嘗試檢測接收到的資料包中的錯誤，如果發現錯誤，並且無法使用 FEC 立即糾正錯誤，則該錯誤資料包將被簡單地刪除。