Bei Netzwerken unterscheidet man hinsichtlich ihrer Ausdehnung etwas unscharf:

• Lokale Netze (LAN, Local Area Network): Das sind Netze in einem örtlich begrenzten Raum, wie etwa ein Firmennetzwerk.
  LAN nach ISO:
  Ein lokales Netz (LAN) ist eine Netz für bitserielle Übertragung von Informationen zwischen untereinander verbundenen unabhängigen Geräten. Das Netz unterliegt vollständig der Zuständigkeit des Anwenders und ist auf ein Grundstück begrenzt.
  Erfolgt die Übertragung mit Funk, ist WLAN (Wireless LAN) gebräuchlich.
  
• Weitverkehrsnetze (WAN, Wide Area Network) sind Netze, die über weitere Entfernungen reichen, wie etwa das Internet. In diesem Zusammenhang werden auch Begriffe wie MAN, Metropolitan Area Network oder für weltweit wirkende Netze auch GAN, Global Area Network, verwendet.

Übertragungsverfahren

Kern der Datenkommunikation ist der Transport der Daten, also die Datenübertragung von einem Sender mittels eines Übertragungskanals zu einem Empfänger. Die zu übertragenden Daten werden mit dem Sendertakt auf das Übertragungsmedium gegeben. Damit die Information korrekt wiedergewonnen werden kann, muss am Empfangsort eine Abtastung der Signale zum richtigen Zeitpunkt erfolgen. Normalerweise verwendet man dazu eine Codierung, die eine Rückgewinnung des Taktes aus dem Signal erlaubt. Auf diese Weise kann sich der Empfänger jederzeit auf den Takt des Senders synchronisieren.

Bei der Übertragung ist grundsätzlich zu unterscheiden:

• Basisbandverfahren: Für die Datenübertragung wird die gesamte Bandbreite des Übertragungsmediums genützt. Die Übertragung in zwei Richtungen ist möglich, aber nur zeitlich versetzt. (halbduplex)
• Breitbandverfahren: Die Datenübertragung erfolgt gleichzeitig auf mehreren Kanälen (Senden/Empfangen), die verschiedene Übertragungsfrequenzen nutzen. (vollduplex)
• Wir erwähnen der Vollständigkeit halber, dass es auch ein Simplexverfahren gibt, bei dem, wie beim Rundfunk, die Datenübertragung nur in eine Richtung möglich ist.
  

Zugriffsverfahren regeln, zu welchen Zeitpunkten Teilnehmer auf einem Netzwerk zugreifen dürfen, wobei, um Kollisionen zu vermeiden, immer nur ein Teilnehmer senden darf. Grundsätzlich sind dabei moderierte und unmoderierte Verfahren zu unterscheiden.

Der zur Zeit am weitesten verbreitete Standard für lokale Netze ist Ethernet. Der Zugriff erfolgt mit dem unmoderierten CSMA/CD-Verfahren (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect - Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung), einem Basisband-Zugriffsverfahren, das den Zugriff eines Netzwerkteilnehmers auf das Netzwerk regelt:

Bevor eine Station sendet, hört sie zunächst die Leitung ab, um festzustellen, ob nicht schon Datenverkehr zwischen anderen Stationen stattfindet. Erst bei freier Leitung wird gesendet und auch während der Sendung wird mitgehört, um festzustellen, ob eine Kollision mit einer Station auftritt, die zufällig zum gleichen Zeitpunkt oder sehr kurze Zeit danach mit dem Senden begonnen hat (Collision Detect). Im Fall einer Kollision produzieren alle sendenden Stationen ein JAM-Signal auf der Leitung, damit auf jeden Fall alle beteiligten Sende- und Empfangsknoten die Bearbeitung des aktuellen Datenpakets abbrechen. Anschließend wartet jede Station eine zufällige Zeitspanne und startet dann bei freier Leitung einen weiteren Sendeversuch.

Für die Qualität des Verfahrens ist entscheidend, dass Kollisionen verhältnismäßig selten auftreten. Die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision steigt mit der Anzahl der Teilnehmer, der Ausdehnung (Kabellänge) des Netzwerks und, weil Pakete übertragen werden, bei zu kurzen Paketen. Um die Einflüsse von Kabellänge und Paketlänge abschätzen zu können, berechnen wir zunächst das Zeitintervall t, das ein Sender benötigt, um ein Datenpaket von 64 Byte bei einer Transferrate von 400 MBit/s zur Übertragung benötigt:

Die Länge s dieses Datenpakets auf einem Kupferleiter, auf dem wir eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von v = 2*10⁸ m/s annehmen, ergibt sich nun aus:

In WLANs ist die Variante CSMA/CA (Collision avoidance) gebräuchlich, die allerdings moderiert ist. In Funknetzen gibt es aufgrund der Reichweiten das Problem einer Hidden Station, die die Kommunikation anderer Stationen nicht oder fast nicht bemerkt.

Um Kollisionen zu vermeiden sendet der Netzwerkteilnehmer bei freiem Übertragungsmedium einen RTS (Request to Send), die anderen Stationen stellen ihre Sendewünsche zurück und der Empfänger schickt CTS (Clear to Send). Das Ende der Übertragung wird mit ACK signalisiert.

Bei den moderierten Verfahren ist auch Token Ring erwähnenswert, bei dem die Netzwerkteilnehmer reihum eine Sendeerlaubnis, den Token, erhalten.

Kabeltypen

Auf dem Ethernet können verschiedene Protokolle laufen, z. B. TCP/IP, DECnet, IPX/SPX (Novell), etc.
Das Ethernet besteht physikalisch aus verschiedenen Typen von 50-Ohm-Koaxkabeln oder paarweise verdrillten Leitungen (Twisted Pair), Glasfasern, oder anderen Medien. Die Datenrate betrug ursprünglich 10 MBit/s, heute sind in LANs 1000 MBit/s Standard (Gigabitethernet).

Die Daten werden in Paketen (Ethernet-Frames) variabler Länge gesendet, und mit Verwaltungsinformationen (Absender- und Empfängerstation, Länge etc.) zu Beginn und CRC-Prüfinformation (Cyclic Redundancy Check) am Ende versehen. Die elektrischen Anschlussbedingungen im weitesten Sinne sind für die verschiedenen LAN-Typen standardisiert. Es handelt sich dabei um die Standards des IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers, USA), einer internationalen Vereinigung, die sich mit allen wesentlichen Aspekten der Elektrotechnik beschäftigt. Viele ISO-Normen beruhen auf IEEE-Empfehlungen. Verbindlich für lokale Netze sind die Empfehlungen des Subkomitees mit der Kurzbezeichnung 802. Mit drahtlosen LANS etwa beschäftigt sich der Standard IEEE 802.11. Das klassische Ethernet benutzte als Medium das Yellow Cable, ein dickes, vierfach abgeschirmtes Koaxkabel, dessen Enden mit speziell angepassten Widerständen abgeschlossen sind. Wenn eine Station nun Daten sendet, breiten sich vom Anschlusspunkt der Station nach beiden Seiten hin elektromagnetische Wellen gleichmäßig aus. Ein am Kabel angeschlossener Empfänger kann nun das Signal abgreifen und weiter verarbeiten. Unabhängig davon wandert das Signal jedoch weiter, bis sie die Leitungsenden des Ethernet-Kabels erreicht hat. Dort wird es vollständig von den Abschlusswiderständen aufgenommen, so dass es nicht zu Reflexionen kommt.

Als Beispiele dienen einige Ethernet Spezifikationen der IEEE (802.3). Die entsprechenden Netze sind zum Teil noch heute in Verwendung:

In der Bezeichnung steht die erste Zahl für die Datentransferrate. Base bedeutet Basisbandverfahren. Die letzte Zahl ist ein Kürzel für die verwendete Leiterhardware.

Für die bequeme Datenübertragung im Bereich von LANs sind überdies zwei Technologien bekannt:

Bluetooth

Die Funktechnologie Bluetooth ermöglicht die einfache drahtlose Kommunikation von mobilen Endgeräten, Mobiltelefonen und Druckern im Nahbereich. Bei der maximalen Entfernung von zehn Metern ist eine direkte Sichtverbindung zwischen den Geräten nicht erforderlich. Bluetooth arbeitet mit einer Frequenz von 2,4 GHz. Auf dieser Basis ist eine Transferrate von 723 Kb/s (Kilobit pro Sekunde) bei Daten- und 423 Kb/s bei Sprachinformationen möglich.

WLAN (Wireless LAN)

Ebenfalls funkbasierend arbeitet Wireless LAN zwischen einem Endgerät und einem Zugangspunkt - Hotspot, Access-Point- zum Internet. Wireless LAN basiert auf dem Standards IEEE 802.11x. Mit IEEE 802.11n stehen mittlerweile Geschwindigkeiten von brutto 600 Mb/s zur Verfügung, die Nettorate beträgt allerdings maximal 240 Mb/s. Die maximale Entfernung zum Hotspot liegt bei maximal 300 Metern, wobei die Übertragungsgeschwindigkeit mit größeren Abständen sinkt.

Grundsätzlich ist bei Netzwerken noch zwischen Paketvermittlung und Leitungsvermittlung zu unterscheiden:

• Bei Paketvermittlung wird die Nachricht in ein Paket verpackt, das mit Absender- und Empfängeradresse versehen dem Netzwerk überlassen wird. Für das Ankommen beim richtigen Empfänger sorgen Netzwerkprotokolle. (Internet, Brief- und Paketpost)
• Bei Leitungsvermittlung wird zunächst eine Verbindung zwischen Absender und Empfänger aufgebaut und anschließend werden die Daten übertragen. (Sprachtelefonie)