fa fa fa fa en fa en fa fa fa fa fa fa fa ur sv fa fa en fa fa fa fa en fa fa en en fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa en fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa en fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ar fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ar fa en fa fa fa fa fa fa fa fa pnb fa fa fa fa fa de fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa
مودم یکی از ابزارهای رایانه‌ای است که برای اتصال دو رایانه به یکدیگر از راه خطوط گوناگون مخابراتی استفاده می‌شود. البته هریک از این دو کامپیوتر می‌توانند راهی به یک شبکه رایانه‌ای باشند.
نام مودم (Modem) مخفف Modular-Demodular است. یعنی وسیله‌ای که سیگنال‌ها را مدوله (پیمانه‌ای) یا دمدوله می‌کند.
مودم‌ها انواع مختلفی دارند که در کل می‌توان آنها را به این گروه‌ها تقسیم بندی کرد.
مودم‌ها در آمریکا بخشی از سیستم دفاعی هوایی SAGE در دههٔ ۱۹۵۰ بودند که ترمینال‌ها را در پایگاه‌های مختلف هوایی، سایت‌های رادارها و مراکز توصیه و کنترل را به مراکز هدایت SAGE در آمریکا و کانادا متصل می‌کردند بودند SAGE در خطوط ارتباطی تخصیص یافت اما قطعات در هر انتها مشابه به مفهوم مودم‌های کنونی بودند. IBM مقاطعه کار اولیه برای هر دوی کامپیوترها و مودم‌های استفاده شده در سیستم SAGE بود.
چند سال بعد، شانس در میان CEO ی خطوط هوایی آمریکایی و یک مدیر ناحیه‌ای از IBM ایجاد شد که منجر به ایجاد یک مینی SAGE به عنوان یک سیستم بلیط دهی خطوط هوایی خود کار شد. ترمینال‌ها در ادارات بلیط دهی متصل یک کامپیوتر مرکزی بودند که موجودیت و در دسترس بودن را مدیریت می‌کرد. سیستم SABRE نیای سیستم Sabre کنونی است.
امتیاز انحصاری AT&T در آمریکا
طی سال‌های بسیار AT&T یک کالای انحصاری در آمریکا در استفاده از خطوط تلفن باقی‌ماند که فقط اجازه می‌داد قطعات عرضه شدهٔ AT&T به شبکه اش پیوند بخورند. برای گروه رو به رشد کاربران کامپیوتری، AT&T دو سری زیر مجموعهٔ دیجیتالی در ۱۹۵۸ معرفی کرد. یکی قطعهٔ باند پهن نشان داده شده در تصویر سمت راست است. دیگری یک مودم با سرعت پایین بود که در bard ۲۰۰ کار می‌کرد. شاید
۱۰۳A در سال ۱۹۶۲ به بازار آمده و سرویس کامل دوتایی در ۳۰۰ baud در خطوط تلفنی نرمال داشت.
سخت‌افزار add- ons شناخته شده به عنوان تماس گیرنده dialer در شرایط خاص استفاده شدند و در کل توسط شماره گیری فرد کار کردند. با مودم باهوش کامپیوتر قادر به شماره گیری به طور مستقیم با ارسال پیام به مودم بود بدین سان نیاز به تلفن مربوطه برای شماره گیری و متصل کنندهٔ صوتی حذف شد و در عوض مستقیماً بر روی خط تلفن گذاشته شد و موجب تسهیل کار و عملکرد شد. برنامه‌های ترمینالی که لیست‌های شماره‌های تلفن را حفظ می‌کردند و پیام‌های تماسی را می‌فرستادند رایج شدند و این مودم‌ها و کلون‌هایش به انتشار سیستم‌های بر دو تابلوی اعلانات نیزی کوک کرد (BBSs).
آن مودم‌های قبلی گران بودند، مدل‌های استفاده شده (فقط پاسخ) در جهت دیگر. مودم‌های باهوش در هر دو حالت بسته به پیام‌های ارسالی از رایانه قادر به عملکرد بودند. حال یک مودم سمت سرور کم هزینه در بازار بود و BBSs
سرعت‌های رو به افزایش (V.۲۱ V.۲۲ V.۲۲bis)
مودم‌های باند صوتی در کل در ۳۰۰ و ۱۲۰۰ بیت در هر ثانیه (V.۲۱, V.۲۲) در میانهٔ دههٔ ۱۹۸۰ ماندند که چه در طول این دوره، متصل کنند وی صوتی از میان برداشته شد. مودم‌های سازش پذیر باهوش روانه بازار شدند.
ربوتیک‌های آمریکا (USR) سیستم مشابهی را با نام HST معرفی کردند گرچه فقط عرضه تر ۹۶۰۰ بیت در ثانیه بود و کانال برگشت عظیم تری را ارائه می‌کرد در عوض USR بازار بزرگی را در میان آمار بران F: donet با ارائهٔ مودم‌هایش به سیساب‌های BBS با قیمت کمتر ایجاد کرد که موجب فروشش به کاربران نهایی ایی شد که خواستار انتقالات فایل سریعتر بودند.
Hayes مجبوربه رقابت بود و استاندارد ۹۶۰۰ بیت در ثانیه خود را بان نام ۹۶ Express معرفی کرد که همچنین که با نام ping pong نیز معروفه کشور در کل مشابه PEP تله بیت بود. اونه پروتوکل را و نه تحقیقات مسی ساپ را پیشنهاد کرد و مودم‌های با سرعت بالایش به ندرت باقی‌ماندند.
این مودم‌ها مرسوم‌ترین مودم‌ها در ایران هستند که عموماً برای اتصال به اینترنت استفاده می‌شوند.
کار این مودم‌ها به این صورت است که به خطوط آنالوگ تلفن شهری متصل می‌شوند و کار تبدیل اطلاعات دیجیتال به آنالوگ (و برعکس) را انجام می‌دهند.می‌توانند راهی به یک شبکه رایانه‌ای باشند. مودم‌ها انواع مختلفی دارند که در کل می‌توان آنها را به این گروه‌ها تقسیم بندی کرد.
این مودم‌ها برای اتصال به خطوط دیجیتال تلفن شهری استفاده می‌شوند، و کار تبدیل اطلاعات دیجیتال خطوط تلفن را به اطلاعات قابل فهم برای رایانه (و برعکس) را انجام می‌دهند. هزینه این اتصال نسبت به هزینه خطوط آنالوگ بالاتر است و بالاترین نرخ انتقال اطلاعات در این مودم‌ها برابر ۶۴ کیلوبیت در ثانیه‌است.
ماهواره های ارتباط مستقیم ، WiFi، و گوشی های همراه تماماً از مودم برای ارتباط استفاده می کنند. مودم های مخابراتی و مودم های شبکه های داده ای در زمانی که بین تقاط با فاصله های زیاد اتصال برقرار می کنند به وفور از مودم های رادیویی بهره می برند. این سیستم ها قسمت مهمی از شبکه تلفنی مشترکین عمومی (PSTN) و همچنین اتصال شبکه های رایانه ای پر سرعت را تشکیل می دهد. لازم به یادآوری است که استفاده از مودم های رادیویی زمانی که فیبر نوری به صرفه نباشد کارآیی خواهند داشت.
حتی در زمانی که کابل مورد استفاده قرار دارد، می توان با استفاده از فرکانس های رادیویی و تکنیک های ماژوله کردن مناسب، بهره وری مناسب تری از کابل ها داشت. کابل های هم محور پهنای باند زیادی دارند ولی در عین حال تضعیف زیادشان برای فرکانس پایه در فرکانس های بالا نیز جز مشخصات بد آنها است. با استفاده از مودم، مقدار بسیار بیشتری از اطلاعات را می توان با یک سیم انتقال داد. تلویزیون های کابلی دیجیتال و سرویس های اینترنتی کابلی از مودم های فرکانس رادیویی برای افزایش پهنای باند مورد نیازکاربر خانگی استفاده می کنند. با مودم استفاده از تکنیک FDMA (تقسیم فرکانس، دسترسی چندگانه) ممکن می شود و با یک سیم می توان به چند مشترک خدمات مخابراتی دیجیتال دوطرفه کامل ارائه داد.
مودم های بی‌سیم نیز در انواع مختلف، با پهنای باند و سرعت متفاوت تولید و عرضه شده اند. این مودم ها معمولاً با عنوان مودم های نامرئی ، یا هوشمند نام برده می شوند. این دستگاه ها اطلاعاتی را که به فرکانس انتقال ماژوله شده اند را به طور همزمان از طریق چند مسیر بی‌سیم می فرستند و برای این کار از چند فرکانس متفاوت استفاده می کنند.
مودم های نامرئی دقیقاً مشابه مودم های خط تلفن معمولی کار می کنند. این وسائل غالباً نیمه‌دوطرفه عمل می کنند؛ یعنی همزمان کار ارسال و دریافت را انجام نمی‌دهند. معمولاً این مودم ها به صورت نوبتی اطلاعات را از نقاط پراکنده دور و نزدیک (که ارتباط بی‌سیم کامل و مناسبی با مودم مورد نظر ندارند) دریافت می کنند.
مودم های هوشمند دارای یک ابزار داخلی کنترل دسترسی هستند. این ابزار در در صورتی که داده ها به طور مناسب منتقل نشوند، دوباره عمل ارسال را انجام می دهد. مودم های هوشمند معمولاً به پهنای باند بیشتری نسبت به مودم های نامرئی نیاز دارند و معمولاً سرعت انتقال داده بیشتری را نیز دارند. استاندارد IEEE 802.11 طرح های ماژوله کردن برای مسافت های کوتاه را که در جهان بیشتر مورد استفاده هستند تعریف کرده است.
در استانداردهای WiMax,Wifi مودم‌های استفاده می‌شوند و در بسامدهای امواج کوچک عمل می‌کنند. Wifi اصولاًَ در لب تاپ‌ها برای اتصالات اینترنتی و پروتوکل کاربرد بیسیم (WAP) استفاده می‌شوند.
مودم‌های و مسیریاب متحرک
مودم هایی که از سیستم تلفن متحرک ( GPRS UMTS High Speed Packet Access Evolution-Data Optimized WiMAX و غیره) به عنوان Wireless modem|مودم های بی‌سیم (که گاهی نیز مودم های سلولی ) شناخته می شوند. مودم های بی‌سیم را می توان درون لپ‌تاپ، درک کنار یک وسیله خانگی (مثل تلویزیون) یا غیره جا داد. کارت اتصال یک کارت رایانه ای یا اکسپرس‌کارت است که بسته به نوع آن درون درگاه PC Card، PCMCIA ، یا ExpressCard در یک رایانه قرار می گیرد. در مورد لپ‌تاپ ها مودم های بی‌سیم USB از درگاه USB برای اتصال به رایانه کمک می گیرند. یک مسیریاب سلولی می تواند یک کارت اطلاعات بیرونی (یا AirCard) داشته باشد که درون جایگاه مخصوص آن بر روی مودم قرار بگیرد. مسیریاب های سلولی مودم نیستند. بلکه دارای مودم هستند یا اینکه جایگاهی برای اتصال مودم دارند. فرق بین مسیریاب سلولی و مودم بی‌سیم آن است که معمولاً مسیریاب سلولی یا چند کاربر اجازه اتصال همزمان به آن را می دهد (زیرا مسیریاب می تواند مسیریابی انتقال اطلاعات را انجام دهد و/یا اتصال چندگانه انجام دهد).
بسیاری از مودم های بی‌سیم GSM با یک نگهدارنده کارت SIM ارائه می شوند. برخی نیز به جایگاهی برای اتصال حافظه نوع microSD و/یا سوکت اتصال انتن اضافی (جهت افزایش آنتن‌دهی) مجهز هستند. مودم هایی که با با شبکه های CDMA (EVDO) کار می کنند، از کارت های R-UIM استفاده نمی‌کنند و در عوض از شماره سریال الکترونیکی بهره می برند.
مودم‌های خارجی حفظ تلفنی متحرک (GPRS, UMTS) نیز به عنوان کارت اطلاعاتی و روتر rouder سلولی شناخته می‌شوند. کارت اطلاعاتی یک کارت PC است که در آن کارت تلفن مشمول می‌شود در حالیکه یک روتر سلولی می‌تواند شامل یا فاقد کارت اطلاعاتی خارجی باشد اغلب روتر rouderهای سلولی اینطورند برای روتر rouder سلولی باند پهن متحرک WAARCM۳.
امروزه مودم‌های USP با یک نگه دارنده کارت SIM مشتق شده وجود دارند یعنی شما فقط نیازمند پورت USP و یک مودم برای اتصال به اینترنت هستید.
مودم ADSL که یک توسعه جدیدتر است به بسامیهای صوتی بانی صدای تلفن محدود نمی‌شود. بعضی از مودم‌های ADSL از مدل سازی بخش اورتوگونال کد دار استفاده می‌کند (DMT).
مودم‌های کابلی از گسترهٔ بسامدهای اصلی برای حمل کانال‌های تلویزیونی RF استفاده می‌کنند. مودم‌های چند کابله به یک کابل تک چسبیده و می‌توانند از باند بسامد یکسانی به وسیلهٔ پروتوکل دستیابی رسانه‌ای سطح پایین برای اجازه دادن به آنها برای کار با هم در کانال یکسان استفاده کننده نوعاً سیگنال‌های بالا و پایین با استفاده از دستیابی چند گانه قسمت بسامد جدا می‌مانند. انواع جدید مودم‌های باند وسیع پدید می‌آیند مانند ماهوارهٔ دو مسیره و مودم‌های خط برق.
مودم‌های باند پهن هنوز باید در طبقه مودم‌ها باشند تا زمانیکه از صور موجی برای حمل اطلاعات دیجیتالی استفاده می‌کنند. و نسبت به مودم‌های اتصال دیال‌آپ قدیمی قطعات پیش رفته تری هستند. زیرا قادر به مدل سازی و از مدل خارج کردن صدها کانل به طور همزمان می‌باشند. بسیاری از مودم‌های باند پهن شامل نقش‌های یک مسیریاب و دیگر ویژگی‌ها مانند ویژگی‌های DHCP, NAT, Firewall می‌باشند.
وقتی تکنولوژی باند پهن معرفی شد، ایجاد شبکه مسیر یاب ۴ برای مشتریان ناآشنا بودند. گرچه بسیاری از مردم می‌دانستند یک مودم چیست به عنوان اغلب دستیابی اینترنتی از طریق دیال‌آپ بود. به سبب این آشنایت شرکت‌ها شروع به فروش مودم‌های باند پهن با استفاده از واژهٔ آشنای مودم بیش از انواع واکور مانند آداپتور یا ترانسیور کردند. اغلب مودم‌ها باید به طور مناسب قبل از اینکه بتوانند از یک مسیر یاب استفاده کنند ترکیب بندی شود. این ترکیب بندی به عنوان حالت پل مشهود است.
ارتباطات تلفنی فضای عمیق
بسیاری از مودم‌های جدید ریشه در سیستم‌های ارتباطات تلفنی فضای عمیق و ژرف دههٔ ۱۹۶۰ دارند. تفاوت‌های مودم‌های ارتباط تلفنی فضای ژرف در مقابل مودم‌های خط زمینی بر طبق زیرند :
فرمت‌های مدل سازی دیجیتالی که دارای ایمنی بالا هستند که نوعاً استفاده می‌شوند.
پیچیدگی شکل موج پایین هستند و نوعاً مرحله دوگانه انتقال است.
تصحیح خطا از حالتی به حالت دیگر تغییر می‌کند اما نوعاً نسبت به اغلب مودم‌های خط زمین قوی تر است.
مودم‌های صدا مودم‌های منظمی هستند که قادر به ثبت یا اجرای صوتی در خط تلفنی هستند. برای کاربردهای تلفنی استفاده می‌شوند. برای جزئیات بیشتر در مورد مودم‌های صوتی سری توصیهٔ مودم صوتی را ملاحظه کنید.
نتایج مطالعه CEA در سال ۲۰۰۶ حاکی از آن است که اتصال به اینترنت از طریق dial up درآمریکا کاهش قابل توجهی داشته است. در سال ۲۰۰۰، اتصال به وسیلهٔ dial- up حدود ۷۴٪ کل اتصالات اینترنتی در آمریکارا شامل میشده است . کاربران مودم dial up به ۶۰٪ تا ۲۰۰۳ کاهش یافتند و در حال حاضر ۳۶٪ کل کاربران اینترنت را در آمریکاتشکیل می دهند. مودم‌های باند صدا زمانی مشهورترین ابزاردست یابی به اینترنت در آمریکا بودند، اما با پیشرفت روش‌های جدید دستیابی به اینترنت، مودم‌های قدیمیk۵۶ شهرت خود را از دست دادند.
خط دیجیتال مشترک (دی.اس.ال) یا (DSL) از دسته فناوری‌هایی است که انتقال مخابراتی اطلاعات دیتا را به وسیله سیم‌های ارتباطی در یک شبکه تلفنی محلی فراهم می‌آورد.
DSL (خط اشتراک دیجیتال)
شاخه‌ای از تکنولوژی است که اطلاعات را از طریق شبکه کابلی تلفن محلی انتقال می‌دهد. DSL ابتدا برای یک حلقه ارتباطی دیجیتال شکل گرفت. در بازار یابی ارتباطات رادیویی اصطلاح DSL با معنی خط اشتراک دیجیتال نامتقارن (ADSL) قابل فهم و شناخته شده می‌باشد که متداول ترین شیوه استفاده از فناوری DSL می‌باشد. خدمات DSLاز طریق خط تلفن معمولی به طور همزمان با صدا قابل اجرا است. این امر به دلیل این است که فناوری DSL از فرکانس بالاتری نسبت به صوت استفاده می‌کند در نتیجه تداخلی بین اطلاعات دیجیتال و صوت به وجود نمی‌آید. سرعت انتقال داده‌ها با استفاده از پروتکل DSL به طور معمول از ۲۵۶ کیلو بیت بر ثانیه تا ۴۰ مگا بیت بر ثانیه بسته به نوع تکنولوژی DSL، شرایط خطوط تلفن و سطح خدمات سرویس دهنده می‌باشد. در ADSL توان انتقال داده‌ها در جهت معکوس یعنی ارسال کمتر از دانلود می‌باشد از این روADSL)خط اشتراک دیجیتال نامتقارن (نامید شده در خط اشتراک دیجیتال متقارن (SDSL) سرعت دانلود و آپلود (نرخ انتقال داده در جهت آپلود و دانلود) برابر است.
یک شبکه رایانه‌ای (به انگلیسی: Computer Network)، که اغلب به طور خلاصه به آن شبکه گفته می‌شود، گروهی از رایانه‌ها و دستگاه‌هایی می‌باشد که توسط کانال‌های ارتباطی به هم متصل شده‌اند. شبکه رایانه‌ای باعث تسهیل ارتباطات میان کاربران شده و اجازه می‌دهد کاربران منابع خود را به اشتراک بگذارند.
یک شبکه رایانه‌ای اجازه به اشتراک گذاری منابع و اطلاعات را میان دستگاه‌های متصل شده به هم، می‌دهد. در دهه ۶۰ میلادی، آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPA)، بودجه‌ای را به منظور طراحی شبکه آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPANET) برای وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا اختصاص داد. این اولین شبکه رایانه‌ای در جهان بود. توسعه شبکه از سال ۱۹۶۹ و براساس طرح‌های توسعه یافته دهه ۶۰ آغاز شد.
شبکه‌های رایانه‌ای را می‌توان برای اهداف مختلف استفاده کرد:
تسهیل ارتباطات: با استفاده از شبکه، افراد می‌توانند به آسانی از طریق رایانامه (E-mail)، پیام‌رسانی فوری، اتاق گفتگو (Chat room)، تلفن، تلفن تصویری و ویدئو کنفرانس، ارتباط برقرار کنند.
اشتراک گذاری سخت افزارها: در یک محیط شبکه‌ای، هر کامپیوتر در شبکه می‌تواند به منابع سخت افزاری در شبکه دسترسی پیدا کرده و از آن‌ها استفاده کند؛ مانند چاپ یک سند به وسیله چاپگری که در شبکه به اشتراک گذاشته شده‌است.
اشتراک گذاری پرونده‌ها، داده‌ها و اطلاعات: در یک محیط شبکه‌ای، هر کاربر مجاز می‌تواند به داده‌ها و اطلاعاتی که بر روی رایانه‌های دیگر موجود در شبکه، ذخیره شده‌است دسترسی پیدا کند. قابلیت دسترسی به داده‌ها و اطلاعات در دستگاه‌های ذخیره سازی اشتراکی، از ویژگی‌های مهم بسیاری از شبکه‌های است.
اشتراک گذاری نرم‌افزارها: کاربرانی که به یک شبکه متصل اند، می‌توانند برنامه‌های کاربردی موجود روی کامپیوترهای راه دور را اجرا کنند.
شبکه‌های کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای مستقل متصل به یکدیگرند که با یکدیگر ارتباط داشته و تبادل داده می‌کنند. مستقل بودن کامپیوترها بدین معناست که هر کدام دارای واحدهای کنترلی و پردازشی مجزا بوده و بود و نبود یکی بر دیگری تاثیرگذار نیست.
متصل بودن کامپیوترها یعنی از طریق یک رسانه فیزیکی مانند کابل، فیبر نوری، ماهواره‌ها و... به هم وصل می‌باشند. دو شرط فوق شروط لازم برای ایجاد یک شبکه کامپیوتری می‌باشند اما شرط کافی برای تشکیل یک شبکه کامپیوتری داشتن ارتباط و تبادل داده بین کامپیوترهاست.
این موضوع در بین متخصصین قلمرو شبکه مورد بحث است که آیا دو رایانه که با استفاده از نوعی از رسانه ارتباطی به یکدیگر متصل شده‌اند تشکیل یک شبکه می‌دهند. در این باره بعضی مطالعات می‌گویند که یک شبکه نیازمند دست کم ۳ رایانه متصل به هم است. یکی از این منابع با عنوان «ارتباطات راه دور: واژه‌نامه اصطلاحات ارتباطات راه دور»، یک شبکه رایانه‌ای را این طور تعریف می‌کند: «شبکه‌ای از گره‌های پردازشگر دیتا که جهت ارتباطات دیتا به یکدیگر متصل شده‌اند». در همین سند عبارت «شبکه» این طور تعریف شده‌است: «اتصال سه با چند نهاد ارتباطی». رایانه‌ای که به وسیله‌ای غیر رایانه‌ای متصل شده‌است (به عنوان نمونه از طریق ارتباط «اترنت» به یک پرینتر متصل شده‌است) ممکن است که یک شبکه رایانه‌ای به حساب آید.
در مورد تعداد بیشتری رایانه که به هم متصل هستند عموماً توابع پایه‌ای مشترکی دیده می‌شود. از این بابت برای آنکه شبکه‌ای به وظیفه‌اش عمل کند، سه نیاز اولیه بایستی فراهم گردد، «اتصالات»، «ارتباطات» و «خدمات». اتصالات به بستر سخت‌افزاری اشاره دارد، ارتباطات به روشی اشاره می‌کند که بواسطه آن وسایل با یکدیگر صحبت کنند و خدمات آنهایی هستند که برای بقیه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته شده‌اند.
دسته بندی شبکه‌های رایانه‌ای
فهرست زیر، دسته‌های شبکه‌های رایانه‌ای را نشان می‌دهد.
بر اساس نوع اتصال
شبکه‌های رایانه‌ای را می‌توان با توجه به تکنولوژی سخت افزاری و یا نرم‌افزاری که برای اتصال دستگاه‌های افراد در شبکه استفاده می‌شود، دسته بندی کرد؛ مانند فیبر نوری، اترنت، شبکه محلی بی‌سیم، HomePNA، ارتباط خط نیرو یا G.hn.
اترنت با استفاده از سیم کشی فیزیکی دستگاه‌ها را به هم متصل می‌کند. دستگاه‌های مستقر معمول شامل هاب‌ها، سوئیچ‌ها، پل‌ها و یا مسیریاب‌ها هستند.
تکنولوژی شبکه بی‌سیم برای اتصال دستگاه‌ها، بدون استفاده از سیم کشی طراحی شده‌است. این دستگاه‌ها از امواج رادیویی یا سیگنالهای مادون قرمز به عنوان رسانه انتقال استفاده می‌کنند.
فناوری ITU-T G.hn از سیم کشی موجود در منازل (کابل هم‌محور، خطوط تلفن و خطوط برق) برای ایجاد یک شبکه محلی پر سرعت (تا۱ گیگا بیت در ثانیه) استفاده می‌کند.
بر اساس تکنولوژی سیم کشی
زوج به‌هم‌تابیده: زوج به‌هم‌تابیده یکی از بهترین رسانه‌های مورد استفاده برای ارتباطات راه دور می‌باشد. سیم‌های زوج به‌هم‌تابیده، سیم تلفن معمولی هستند که از دو سیم مسی عایق که دو به دو به هم پیچ خورده‌اند درست شده‌اند. از زوج به‌هم‌تابیده برای انتقال صدا و داده‌ها استفاده می‌شود. استفاده از دو سیم به‌هم‌تابیده به کاهش تداخل و القای الکترومغناطیسی کمک می‌کند. سرعت انتقال داده، دامنه‌ای از ۲ میلیون بیت درهر ثانیه تا ۱۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه، دارد.
کابل هم‌محور: کابل هم‌محور به طور گسترده‌ای در سیستم‌های تلویزیون کابلی، ساختمان‌های اداری، و دیگر سایت‌های کاری برای شبکه‌های محلی، استفاده می‌شود. کابل‌ها یک رسانای داخلی دارند که توسط یک عایق منعطف محصور شده‌اند، که روی این لایهٔ منعطف نیز توسط یک رسانای نازک برای انعطاف کابل، به هم بافته شده‌است. همهٔ این اجزا، در داخل عایق دیگری جاسازی شده‌اند. لایه عایق به حداقل رساندن تداخل و اعوجاج کمک می‌کند. سرعت انتقال داده، دامنه‌ای از ۲۰۰ میلیون تا بیش از ۵۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه دارد.
فیبر نوری: کابل فیبر نوری شامل یک یا چند رشته از الیاف شیشه‌ای پیچیده شده در لایه‌های محافظ می‌باشد. این کابل می‌تواند نور را تا مسافت‌های طولانی انتقال دهد. کابل‌های فیبر نوری تحت تاثیر تابش‌های الکترومغناطیسی قرار نمی‌گیرند. سرعت انتقال ممکن است به چند تریلیون بیت در ثانیه برسد.
بر اساس تکنولوژی بی سیم
ریزموج (مایکروویو) زمینی: ریزموج‌های زمینی از گیرنده‌ها و فرستنده‌های زمینی استفاده می‌کنند. تجهیزات این تکنولوژی شبیه به دیش‌های ماهواره‌است. مایکروویو زمینی از دامنه‌های کوتاه گیگاهرتز استفاده می‌کند، که این سبب می‌شود تمام ارتباطات به صورت دید خطی محدود باشد. فاصله بین ایستگاه‌های رله (تقویت سیگنال) حدود ۳۰ مایل است. آنتن‌های ریزموج معمولاً در بالای ساختمان‌ها، برج‌ها، تپه‌ها و قله کوه نصب می‌شوند.
ماهواره‌های ارتباطی: ماهواره‌ها از ریزموج‌های رادیویی که توسط جو زمین منحرف نمی‌شوند، به عنوان رسانه مخابراتی خود استفاده می‌کنند.
ماهواره‌ها در فضا مستقر هستند؛ به طور معمول ۲۲۰۰۰ مایل (برای ماهواره‌های geosynchronous) بالاتر از خط استوا. این سیستم‌های در حال چرخش به دور زمین، قادر به دریافت و رله صدا، داده‌ها و سیگنال‌های تلویزیونی هستند.
تلفن همراه و سیستم‌های پی سی اس: تلفن همراه و سیستم‌های پی سی اس از چندین فناوری ارتباطات رادیویی استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها به مناطق مختلف جغرافیایی تقسیم شده‌اند. هر منطقه دارای فرستنده‌های کم قدرت و یا دستگاه‌های رله رادیویی آنتن برای تقویت تماس‌ها از یک منطقه به منطقه بعدی است.
شبکه‌های محلی بی سیم: شبکه محلی بی سیم از یک تکنولوژی رادیویی فرکانس بالا (مشابه سلول دیجیتالی) و یک تکنولوژی رادیویی فرکانس پایین استفاده می‌کند. شبکه‌های محلی بی سیم از تکنولوژِی طیف گسترده، برای برقراری ارتباط میان دستگاه‌های متعدد در یک منطقه محدود، استفاده می‌کنند. نمونه‌ای از استاندارد تکنولوژی بی سیم موج رادیویی، IEEE است.
ارتباطات فروسرخ: ارتباط فروسرخ، سیگنال‌های بین دستگاه‌ها را در فواصل کوچک (کمتراز ۱۰ متر) به صورت همتا به همتا (رو در رو) انتقال می‌دهد؛ در خط انتقال نباید هیچ گونه شی ای قرار داشته باشد.
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس اندازه یا گستردگی ناحیه‌ای که شبکه پوشش می‌دهد طبقه‌بندی شوند. برای نمونه «شبکه شخصی» (PAN)، «شبکه محلی» (LAN)، «شبکه دانشگاهی» (CAN)، «شبکه کلان‌شهری» (MAN) یا «شبکه گسترده» (WAN).
بر اساس لایه شبکه
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای مطابق مدلهای مرجع پایه‌ای که در صنعت به عنوان استاندارد شناخته می‌شوند مانند «مدل مرجع ۷ لایه OSI» و «مدل ۴ لایه TCP/IP»، بر اساس نوع «لایه شبکه»ای که در آن عمل می‌کنند طبقه‌بندی شوند.
بر اساس معماری کاربری
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس معماری کاربری که بین اعضای شبکه وجود دارد طبقه‌بندی شود، برای نمونه معماری‌های Active Networking، «مشتری-خدمتگذار» (Client-Server) و «همتا به همتا» Peer-to-Peer (گروه کاری).
بر اساس همبندی (توپولوژی)
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس نوع همبندی شبکه طبقه‌بندی شوند مانند: «شبکه باس» (Bus)، «شبکه ستاره» (‎(Star، «شبکه حلقه‌ای» (Ring)، «شبکه توری» (Mesh)، «شبکه ستاره-باس» (Star-Bus)، «شبکه درختی» (Tree) یا «شبکه سلسله مراتبی» (Hierarchical) و ترکیبی و غیره.
همبندی شبکه را می‌توان بر اساس نظم هندسی ترتیب داد. همبندی‌های شبکه طرح‌های منطقی شبکه هستند. واژه منطقی در اینجا بسیار پرمعنی است. این واژه به این معنی است که همبندی شبکه به طرح فیزیکی شبکه بستگی ندارد. مهم نیست که رایانه‌ها در یک شبکه به صورت خطی پشت سر هم قرار گرفته باشند، ولی زمانیکه از طریق یک «هاب» به یکدیگر متصل شده باشند تشکیل همبندی ستاره می‌کنند نه باس. و این عامل مهمی است که شبکه‌ها در آن فرق می‌کنند، جنبه ظاهری و جنبه عملکردی.
ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس «قرارداد» ارتباطی طبقه‌بندی شوند.
انواع شبکه‌های رایانه‌ای از نظر اندازه
«شبکه شخصی» (Personal Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که برای ارتباطات میان وسایل رایانه‌ای که اطراف یک فرد می‌باشند (مانند «تلفن»ها و «رایانه‌های جیبی» (PDA) که به آن «دستیار دیجیتالی شخصی» نیز می‌گویند) بکار می‌رود. این که این وسایل ممکن است متعلق به آن فرد باشند یا خیر جای بحث خود را دارد. برد یک شبکه شخصی عموماً چند متر بیشتر نیست. موارد مصرف شبکه‌های خصوصی می‌تواند جهت ارتباطات وسایل شخصی چند نفر به یکدیگر و یا برقراری اتصال این وسایل به شبکه‌ای در سطح بالاتر و شبکه «اینترنت» باشد.
ارتباطات شبکه‌های شخصی ممکن است به صورت سیمی به «گذرگاه»های رایانه مانند USB و فایروایر برقرار شود. همچنین با بهره‌گیری از فناوری‌هایی مانند IrDA، «بلوتوث» (Bluetooth) و UWB می‌توان شبکه‌های شخصی را به صورت بی‌سیم ساخت.
«شبکه محلی» (Local Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که محدوده جغرافیایی کوچکی مانند یک خانه، یک دفتر کار یا گروهی از ساختمان‌ها را پوشش می‌دهد. در مقایسه با «شبکه‌های گسترده» (WAN) از مشخصات تعریف‌شده شبکه‌های محلی می‌توان به سرعت (نرخ انتقال) بسیار بالاتر آنها، محدوده جغرافیایی کوچکتر و عدم نیاز به «خطوط استیجاری» مخابراتی اشاره کرد.
دو فناوری «اترنت» (Ethernet) روی کابل «جفت به هم تابیده بدون محافظ» (UTP) و «وای‌فای» (Wi-Fi) رایج‌ترین فناوری‌هایی هستند که امروزه استفاده می‌شوند، با این حال فناوری‌های «آرکنت» (ARCNET) و «توکن رینگ» (Token Ring) و بسیاری روشهای دیگر در گذشته مورد استفاده بوده‌اند.
«شبکه کلان‌شهری» (Metropolitan Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» بزرگ است که معمولاً در سطح یک شهر گسترده می‌شود. در این شبکه‌ها معمولاً از «زیرساخت بی‌سیم» و یا اتصالات «فیبر نوری» جهت ارتباط محل‌های مختلف استفاده می‌شود.
«شبکه گسترده» (Wide Area Network) یک «شبکه رایانه‌ای» است که نسبتاً ناحیه جغرافیایی وسیعی را پوشش می‌دهد (برای نمونه از یک کشور به کشوری دیگر یا از یک قاره به قاره‌ای دیگر). این شبکه‌ها معمولاً از امکانات انتقال خدمات دهندگان عمومی مانند شرکت‌های مخابرات استفاده می‌کند. به عبارت کمتر رسمی این شبکه‌ها از «مسیریاب»ها و لینک‌های ارتباطی عمومی استفاده می‌کنند.
شبکه‌های گسترده برای اتصال شبکه‌های محلی یا دیگر انواع شبکه به یکدیگر استفاده می‌شوند. بنابراین کاربران و رایانه‌های یک مکان می‌توانند با کاربران و رایانه‌هایی در مکانهای دیگر در ارتباط باشند. بسیاری از شبکه‌های گسترده برای یک سازمان ویژه پیاده‌سازی می‌شوند و خصوصی هستند. بعضی دیگر به‌وسیله «سرویس دهندگان اینترنت» (ISP) پیاده‌سازی می‌شوند تا شبکه‌های محلی سازمانها را به اینترنت متصل کنند.
دو یا چند «شبکه» یا «زیرشبکه» (Subnet) که با استفاده از تجهیزاتی که در لایه ۳ یعنی «لایه شبکه» «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند مانند یک «مسیریاب»، به یکدیگر متصل می‌شوند تشکیل یک شبکه از شبکه‌ها یا «شبکه متصل» را می‌دهند. همچنین می‌توان شبکه‌ای که از اتصال داخلی میان شبکه‌های عمومی، خصوصی، تجاری، صنعتی یا دولتی به وجود می‌آید را «شبکه متصل» نامید.
در کاربردهای جدید شبکه‌های به هم متصل شده از قرارداد IP استفاده می‌کنند. بسته به اینکه چه کسانی یک شبکه از شبکه‌ها را مدیریت می‌کنند و اینکه چه کسانی در این شبکه عضو هستند، می‌توان سه نوع «شبکه متصل» دسته بندی نمود:
شبکه داخلی یا اینترانت (Intranet)
شبکه خارجی یا اکسترانت (Extranet)
شبکه‌های داخلی یا خارجی ممکن است که اتصالاتی به شبکه اینترنت داشته و یا نداشته باشند. در صورتی که این شبکه‌ها به اینترنت متصل باشند در مقابل دسترسی‌های غیرمجاز از سوی اینترنت محافظت می‌شوند. خود شبکه اینترنت به عنوان بخشی از شبکه داخلی یا شبکه خارجی به حساب نمی‌آید، اگرچه که ممکن است شبکه اینترنت به عنوان بستری برای برقراری دسترسی بین قسمت‌هایی از یک شبکه خارجی خدماتی را ارائه دهد.
یک «شبکه داخلی» مجموعه‌ای از شبکه‌های متصل به هم می‌باشد که از قرارداد ‎IP و ابزارهای مبتنی بر IP مانند «مرورگران وب» استفاده می‌کند و معمولاً زیر نظر یک نهاد مدیریتی کنترل می‌شود. این نهاد مدیریتی «شبکه داخلی» را نسبت به باقی قسمت‌های دنیا محصور می‌کند و به کاربران خاصی اجازه ورود به این شبکه را می‌دهد. به طور معمول‌تر شبکه درونی یک شرکت یا دیگر شرکت‌ها «شبکه داخلی» می‌باشد.
به طور مثال شبکه ملی در ایران نوعی از شبکه‌های داخلی (اینترانت) می‌باشد.
یک «شبکه خارجی» یک «شبکه» یا یک «شبکه متصل» است که به لحاظ قلمرو محدود به یک سازمان یا نهاد است ولی همچنین شامل اتصالات محدود به شبکه‌های متعلق به یک یا چند سازمان یا نهاد دیگر است که معمولاً ولی نه همیشه قابل اعتماد هستند. برای نمونه مشتریان یک شرکت ممکن است که دسترسی به بخش‌هایی از «شبکه داخلی» آن شرکت داشته باشند که بدین ترتیب یک «شبکه خارجی» درست می‌شود، چراکه از نقطه‌نظر امنیتی این مشتریان برای شبکه قابل اعتماد به نظر نمی‌رسند. همچنین از نظر فنی می‌توان یک «شبکه خارجی» را در گروه شبکه‌های دانشگاهی، کلان‌شهری، گسترده یا دیگر انواع شبکه (هر چیزی غیر از شبکه محلی) به حساب آورد، چراکه از نظر تعریف یک «شبکه خارجی» نمی‌تواند فقط از یک شبکه محلی تشکیل شده باشد، چون بایستی دست کم یک اتصال به خارج از شبکه داشته باشد.
شبکه ویژه‌ای از شبکه‌ها که حاصل اتصالات داخلی شبکه‌های دولتی، دانشگاهی، عمومی و خصوصی در سرتاسر دنیا است. این شبکه بر اساس شبکه اولیه‌ای کار می‌کند که «آرپانت» (ARPANET) نام داشت و به‌وسیله موسسه «آرپا» (ARPA) که وابسته به «وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا» است ایجاد شد. همچنین منزلگاهی برای «وب جهان‌گستر» (WWW) است. در لاتین واژه Internet برای نامیدن آن بکار می‌رود که برای اشتباه نشدن با معنی عام واژه «شبکه متصل» حرف اول را بزرگ می‌نویسند.
اعضای شبکه اینترنت یا شرکت‌های سرویس دهنده آنها از «آدرسهای IP» استفاده می‌کنند. این آدرس‌ها از موسسات ثبت نام آدرس تهیه می‌شوند تا تخصیص آدرسها قابل کنترل باشد. همچنین «سرویس دهندگان اینترنت» و شرکت‌های بزرگ، اطلاعات مربوط به در دسترس بودن آدرس‌هایشان را بواسطه «قرارداد دروازه لبه» (BGP) با دیگر اعضای اینترنت مبادله می‌کنند.
همه شبکه‌ها از اجزای سخت‌افزاری پایه‌ای تشکیل شده‌اند تا گره‌های شبکه را به یکدیگر متصل کنند، مانند «کارت‌های شبکه»، «تکرارگر»ها، «هاب»ها، «پل»ها، «راهگزین»ها و «مسیریاب»ها. علاوه بر این، بعضی روشها برای اتصال این اجزای سخت‌افزاری لازم است که معمولاً از کابلهای الکتریکی استفاده می‌شود (از همه رایجتر «کابل رده ۵» (کابل Cat5) است)، و کمتر از آنها، ارتباطات میکروویو (مانند آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۱) و («کابل فیبر نوری» Optical Fiber Cable) بکار می‌روند.
کارت شبکه (network adapter)
«کارت شبکه»، «آداپتور شبکه» یا «کارت واسط شبکه» (Network Interface Card) قطعه‌ای از سخت‌افزار رایانه‌است و طراحی شده تا این امکان را به رایانه‌ها بدهد که بتوانند بر روی یک شبکه رایانه‌ای با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این قطعه دسترسی فیزیکی به یک رسانه شبکه را تامین می‌کند و با استفاده از «آدرسهای MAC»، سیستمی سطح پایین جهت آدرس دهی فراهم می‌کند. این شرایط به کاربران اجازه می‌دهد تا به وسیله کابل یا به صورت بی‌سیم به یکدیگر متصل شوند.
«تکرارگر» تجهیزی الکترونیکی است که سیگنالی را دریافت کرده و آن را با سطح دامنه بالاتر، انرژی بیشتر و یا به سمت دیگر یک مانع ارسال می‌کند. بدین ترتیب می‌توان سیگنال را بدون کاستی به فواصل دورتری فرستاد. از آنجا که تکرارگرها با سیگنال‌های فیزیکی واقعی سروکار دارند و در جهت تفسیر داده‌ای که انتقال می‌دهند تلاشی نمی‌کنند، این تجهیزات در «لایه فیزیکی» یعنی اولین لایه از «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند.
هاب (جعبه تقسیم)- hub
«هاب» قطعه‌ای سخت‌افزاری است که امکان اتصال قسمت‌های یک شبکه را با هدایت ترافیک در سراسر شبکه فراهم می‌کند. هاب‌ها در «لایه فیزیکی» از «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند. عملکرد هاب بسیار ابتدایی است، به این ترتیب که داده رسیده از یک گره را برای تمامی گره‌های شبکه کپی می‌کند. هاب‌ها عموماً برای متصل کردن بخش‌های یک «شبکه محلی» بکار می‌روند. هر هاب چندین «درگاه» (پورت) دارد. زمانی که بسته‌ای از یک درگاه می‌رسد، به دیگر درگاه‌ها کپی می‌شود، بنابراین همه قسمت‌های شبکه محلی می‌توانند بسته‌ها را ببینند.
یک «پل» دو «زیرشبکه» (سگمنت) را در «لایه پیوند داده» از «مدل مرجع OSI» به هم متصل می‌کند. پل‌ها شبیه به «تکرارگر»ها و «هاب»های شبکه‌اند که برای اتصال قسمت‌های شبکه در «لایه فیزیکی» عمل می‌کنند، با این حال پل با استفاده از مفهوم پل‌زدن کار می‌کند، یعنی به جای آنکه ترافیک هر شبکه بدون نظارت به دیگر درگاه‌ها کپی شود، آنرا مدیریت می‌کند. بسته‌هایی که از یک طرف پل وارد می‌شوند تنها در صورتی به طرف دیگر انتشار می‌یابند که آدرس مقصد آن‌ها مربوط به سیستم‌هایی باشد که در طرف دیگر پل قرار دارند. پل مانع انتشار پیغام‌های همگانی در قطعه‌های کابل وصل‌شده به آن نمی‌شود.
پل‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:
پل‌های محلی: مستقیماً به «شبکه‌های محلی» متصل می‌شود.
پل‌های دوردست: از آن می‌توان برای ساختن «شبکه‌های گسترده» جهت ایجاد ارتباط بین «شبکه‌های محلی» استفاده کرد. پل‌های دور دست در شرایطی که سرعت اتصال از شبکه‌های انتهایی کمتر است با «مسیریاب»ها جایگزین می‌شوند.
پل‌های بی‌سیم: برای «اتصال شبکه‌های محلی» به «شبکه‌های محلی بی‌سیم» یا «شبکه‌های محلی بی‌سیم» به هم یا ایستگاه‌های دوردست به «شبکه‌های محلی» استفاده می‌شوند.
«راهگزین» که در پارسی بیشتر واژه «سوئیچ» برای آن بکار برده می‌شود، وسیله‌ای است که قسمت‌های شبکه را به یکدیگر متصل می‌کند. راهگزین‌های معمولی شبکه تقریباً ظاهری شبیه به «هاب» دارند، ولی یک راهگزین در مقایسه با هاب از هوشمندی بیشتری (و همچنین قیمت بیشتری) برخوردار است. راهگزین‌های شبکه این توانمندی را دارند که محتویات بسته‌های داده‌ای که دریافت می‌کنند را بررسی کرده، دستگاه فرستنده و گیرنده بسته را شناسایی کنند، و سپس آن بسته را به شکلی مناسب ارسال نمایند. با ارسال هر پیام فقط به دستگاه متصلی که پیام به هدف آن ارسال شده، راهگزین «پهنای باند» شبکه را به شکل بهینه‌تری استفاده می‌کند و عموماً عملکرد بهتری نسبت به یک هاب دارد.
از نظر فنی می‌توان گفت که راهگزین در «لایه پیوند داده» از «مدل مرجع OSI» عمل کنند. ولی بعضی انواع راهگزین قادرند تا در لایه‌های بالاتر نیز به بررسی محتویات بسته بپردازند و از اطلاعات بدست آمده برای تعیین مسیر مناسب ارسال بسته استفاده کنند. به این راه گزین‌ها به اصطلاح «راهگزین‌های چندلایه» (Multilayer Switch) می‌گویند.
«مسیریاب»ها تجهیزات شبکه‌ای هستند که بسته‌های داده را با استفاده از «سرایند»ها و «جدول ارسال» تعیین مسیر کرده، و ارسال می‌کنند. مسیریاب‌ها در «لایه شبکه» از «مدل مرجع OSI» عمل می‌کنند. همچنین مسیریاب‌ها اتصال بین بسترهای فیزیکی متفاوت را امکان‌پذیر می‌کنند. این کار با چک کردن سرایند یک بسته داده انجام می‌شود.
مسیریاب‌ها از «قراردادهای مسیریابی» مانند ابتدا کوتاه‌ترین مسیر را انتخاب کردن استفاده می‌کنند تا با یکدیگر گفتگو کرده و بهترین مسیر بین هر دو ایستگاه را پیکربندی کنند. هر مسیریاب دسته کم به دو شبکه، معمولاً شبکه‌های محلی، شبکه‌های گسترده و یا یک شبکه محلی و یک سرویس دهنده اینترنت متصل است. بعضی انواع مودم‌های DSL و کابلی جهت مصارف خانگی درون خود از وجود یک مسیریاب نیز بهره می‌برند.
مخابرات طیف گسترده (Spread Spectrum) روش مخابراتی می‌باشد. این روش توان سیگنال ارسالی را در یک طیف فرکانسی پخش می‌نماید. این روش باعث می‌شود آشکار سازی سیگنال کار پیچیده‌ای باشد. این روش مخابراتی در برابر تداخل و اختلال و همچنین نویز پذیری پایداری بالایی دارد.
مخابراتی طیف گسترده به دو روش ۱-ترتیب مستقیم (Direct Sequence)و ۲-پرش فرکانسی (Frequency Hopping) استفاده می‌شود. این روش مخابراتی اولین بار توسط یک آهنگ ساز آمریکایی ابداع شده‌است شیوه کار این سیستم مخابراتی به این صورت است که سیگنال پیام با یک سیگنال دیگر که دارای فرکانس بالاتری از سیگنال اصلی می‌باشد (PN Code سیگنال کد طیف گسترده) یای مانعةالجمع شده و بعد به سمت مدولاسیون (FM و AM)و آنتن ارسال می‌گردد. در سمت گیرنده نیز بعد از مدولاسیون با همان سیگنال کد طیف گسترده XOR می‌شود. مطابق جدول یای مانعةالجمع اگر ورودی همنام باشند خروجی ۱ خواهد بود و در نتیجه دوبار یای مانعةالجمع با یک سیگنال اثری در سیگنال ابتدایی نخواهد داشت و در نتیجه سیگنال پیام بازیابی می‌شود. برای این که پیام دچار مشکل نشود از کد منچستر استفاده می‌شود. این کد به این صورت می‌باشد که ۱‌ها با ۱ و ۰‌ها با -۱ نشان داده می‌شوند. اگر سیگنال پیام با سیگنال دیگری غیر از سیگنال کد کننده XOR شود فرکانس حاصل فرکانسی بالاتر از فرکانس هر دو سیگنال خواهد بود بنابر این با عبور خروجی سیستم فوق از یک فیلتر پایین گذر سیگنال پیام با کیفیت خیلی خوبی به دست می‌آید. اگر سیگنال کد کننده و دیکد کننده با همدیگر همزمان نباشند نتیجه فرکانس بالا خواهد بود که در فیلتر پایین گذر حذف شده و نتیجه‌ای نخواهد داشت بنابر این در سیستم‌های طیف گسترده همزمانی مساله مهمی می‌باشد و انتخاب کد طیف گسترده باید به گونه‌ای باشد که به همزمانی کمک نماید. با توجه به مهم بودن مساله همزمانی و رد سیگنال دریافتی در صورت غیر همزمان بودن مشکل ارسال چند مسیری (مسیرهای انعکاسی) در این سیستم مخابراتی به نحو مطلوبی حل شده و تاثیر آن بسیار کم خواهد بود. مدل سیگنال کد باید به صورتی باشد که دوره‌های متناوب داخلی آن کمترین هماهنگی را با یکدیگر داشته باشد تا در قسمت هم زمانی و رد سیگنال‌های مزاحم بهترین کارایی را داشته باشد.
در اواخر قرن هجدهم و اوایل قرن نوزدهم، کشفیاتی در زمینهٔ زیست‌شناسی صورت گرفت که از آن‌ها می‌توان به کشف بزاق و نحوهٔ تبدیل نشاسته به شکر اشاره کرد. ولی هنوز جزئیات شیمیایی دقیقی دربارهٔ آن‌ها شناخته‌نشده‌بود. در قرن نوزدهم لویی پاستور در حین تحقیق دربارهٔ تخمیر شکر به الکل متوجه شد که عملیات تخمیر توسط یک ماده موجود در مخمر کاتالیز می‌شود. او گفت: «تخمیر الکلی وابسته به حیات یاخته‌های موجود در مخمر است نه مرگ یا فاسد شدن یاخته‌ها»
سال ۱۸۷۸ ویلهلم کان، دانشمند آلمانی آنزیم را کشف کرد. کشف آنزیم پلی میان شیمی و زیست‌شناسی بود.* اما موفقیت اصلی در اکتشافات زیست‌شناسی زمانی به دست آمد که در سال ۱۹۵۳ جیمز واتسون و فرانسیس کریک توانستند ساختار مارپیچ دی‌ان‌ای را با مدل‌هایی الهام‌گرفته از دانش شیمی و پراش پرتو ایکس که روزالیند فرانکلین آن را انجام داد، توجیه کنند.
در همان سال آزمایش میلر-یوری نشان داد که آمینواسیدها واحدهای سازندهٔ پروتئین هستند که خود می‌توانند بر اساس فرایندهای طبیعی کهن روی زمین، از مواد اولیهٔ ساده‌تر ساخته‌شوند.
در سال ۱۹۸۳ کری مولیس روشی برای تولید دی‌ان‌ای ابداع کرد که انقلابی در فرایندهای شیمیایی بود و به واکنش زنجیره پلیمراز یا PCR معروف است.
کاربرد شیمی در صنعت
در اواخر قرن نوزدهم یک تحول عظیم در بهره‌برداری از نفتی که از زمین استخراج می‌شد، رخ داد. در ابتدا از نفت برای تولید موادی که جایگزینی برای روغن نهنگ بود، استفاده می‌شد. تولید گسترده و پالایش نفت سبب به وجود آمدن سوخت‌های مایعی همچون گازوئیل و سوخت دیزل، حلال‌های شیمیایی، آسفالت، روان‌ساز، واکس و بسیاری از محصولاتی که در دنیای مدرن کاربرد دارند مانند فیبر، پلاستیک، چسب، آمونیاک، شوینده‌ها و دارو شد. استفادهٔ روزافزون از صنعت شیمی سبب پیدایش رشتهٔ مهندسی شیمی برای اولین بار در مؤسسه فناوری ماساچوست در سال ۱۸۸۱ شد.
در میانهٔ قرن بیستم کنترل ساختار الکترونیکی مواد نیمه‌رسانا با ساخت شمش‌های بسیار خالص سلیسیوم و ژرمانیوم بسیار مهم شده‌بود. بررسی ترکیب شیمیایی و کنترل غلظت عناصر سازندهٔ نیمه‌رساناها باعث اختراع ترانزیستور در سال ۱۹۵۱ شد. این دستاورد سبب ساخت تراشه‌ها برای استفاده در دستگاه‌های الکترونیکی مانند کامپیوتر شد.
مواد شیمیایی، موادی‌اند که ترکیبی خاص دارند. شیمی‌دانی به نام جوزف پراست این مفهوم را در سده ۱۸ پس از آزمایش‌ها و کار روی ترکیباتی مانند مس کربنیت بکار برد. او نتیجه گرفت همهٔ نمونه‌ها از یک ترکیب، یک نوع ساختمان دارند و این نمونه‌ها از همهٔ ابعاد مانند یکدیگرند و این ابعاد مطابق با میزان عناصر موجود در ترکیب، متغیرند. این قضیه اکنون به قانون ثابت ترکیب مشهور است.
بعدها با پیشرفت روش‌ها برای ترکیب شیمیایی، مخصوصا در شیمی آلی، کشف شمار بیشتری از عناصر شیمیایی و فراگیری فنون نو در تجزیه شیمیایی که از آن برای تصویه عناصر و ترکیبات از مواد شیمیایی بکار می‌بردند، راهنمایی برای پایه‌گذاری شیمی نوین بود. این مفاهیم در بسیاری از کتاب‌های شیمی تعریف شده‌اند.
یک نمونهٔ رایج در تعریف مواد شیمیایی، آب است. این ماده همه جا ویژگی یکسان دارد و نسبت هیدروژن به اکسیژن آن همیشه به یک اندازه است؛ یعنی نمونه آن چه از رودخانه گرفته شود و چه در آزمایشگاه ساخته‌شود، یک ویژگی دارد. مواد شیمیایی که در یک فرآیند با هم واکنش می‌دهند دیگر نمی‌توانند از هم جدا شوند و در طبیعت مواد شیمیایی که خالص یافت شوند بسیار نادر هستند. شماری از این نوع مواد شیمیایی عبارتند از: الماس، طلا، سدیم کلرید و شکر (ساکارز). بطور کلی مواد شیمیایی از سه نوع جامد، مایع و گاز تشکیل می‌شوند و ممکن است که مواد شیمیایی با تغییر فشار و حرارت به شکل‌های مختلف خود درآید.
ترکیب شیمیایی عبارت است از گروهی از مواد شیمیایی که از دو یا چند عنصر شیمیایی مختلف که به وسیلهٔ پیوند شیمیایی به یکدیگر متصل شده‌اند و می‌توانند بوسیله واکنش شیمیایی به مواد ساده تبدیل گردند. ترکیبات شیمیایی مختلف، ساختمان شیمیایی مختلفی دارند؛ به عبارت دیگر، هر ترکیب نسبت اتمی یکسانی دارد که باعث می‌شود که بصورت خاصی بوسیله پیوند شیمیایی آرایش یابد. ترکیبات شیمیایی ممکن است بصورت ترکیب مولکولها باشد که در اینصورت مولکولها با پیوند کووالانسی در کنار هم قرار می‌گیرد؛ همچنین ممکن است بصورت املاح باشد و بوسیله پیوند یونی به هم پیوند یابند؛ اگر ترکیب مورد نظر فلزات باشد پیوند بین ذره‌های آن پیوند فلزی و اگر از ترکیبات کمپلکس باشد، پیوند بین ذرات آن پیوند داتیو خواهد بود.عناصر شیمیایی خالص، در گروه ترکیبات شیمیایی قرار نمی‌گیرند حتی اگر آنها از دو یا چند اتم از یک نوع عنصر تشکیل شده باشند (مانند H۲ و S۸)
عناصر با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا به حالات پایدارتر برسند. آنها به حالت پایدار می‌روند وقتی که به بیشترین تعداد الکترون و بیشترین سطح انرژی خود رسیده باشند که معمولاً تعداد ۲ یا ۸ ظرفیت الکترون است. به همین دلیل گازهای نجیب غالبا واکنش نشان نمی‌دهند:آنها ظرفیت ۸ الکترون دارند (بجز هیدروژن که فقط به ۲ ظرفیت الکترونی نیاز دارد تا به حالت پایدار برسد).
شیمی ترکیبی (به انگلیسی: Combinatorial Chemistry) به سنتز سریع و یا شبیه‌سازی کامپیوتری تعداد زیادی از مولکول‌ها یا مواد مختلف با ساختاری مرتبط گفته می‌شود؛ برای سنتز عمدتاً ربات‌ها و روش‌های استاندارد پاسخ استفاده می‌شود. در سنتز ترکیبی، تعداد ترکیبات ساخته‌شده به صورت نمایی با تعداد مراحل شیمیایی افزایش می‌یابد. تولید مولکول‌های پیچیده زیستی یکی از مباحث مهم در شیمی ترکیبی می‌باشد.
شیمی خوراک یا شیمی تغذیه (به انگلیسی: Food Chemistry) ، شاخه‌ای از دانش بنیادین شیمی است که به بررسی و مطالعه‌ی فرایندها و برهم‌کنش‌های شیمیایی همه اجزای زیستی و غیر زیستی خوراکی‌ها می‌پردازد. این دانش ، مشترکات بسیاری با زیست‌شیمی از قبیل کربوهیدراتها ، لیپیدها و پروتئینها دارد ، اما بخش‌های فراتری نظیر رنگ ، مزه ، افزودنی‌های غذایی ، مواد معدنی ، آب ، آنزیم‌ها و ویتامین‌ها را نیز شامل می‌گردد.
شیمی دارویی (به انگلیسی: Medicinal Chemistry یا Pharmaceutical Chemistry) نام شاخه‌ای از دانش بنیادین شیمی است که به بررسی و استفاده از ترکیبات شیمیایی با هدف درمان، در سیستم‌های زیستی می‌پردازد.
این دانش از دانش‌های پایه‌ در داروسازی به شمار می‌رود و بخش گسترده‌ای از داروها از مطالعات در این زمینه حاصل می‌شوند.
شیمی سبز، که شیمی پایدار نیز نامیده می‌شود، فلسفه تحقیقاتی شیمی و مهندسی شیمی است که هدف آن طراحی محصولات و فرایندهایی می‌باشد که با محیط زیست سازگار بوده و خطرات ناشی از مواد شیمیایی به حداقل برسد. در حالی که شیمی محیط زیست، شیمی محیط زیست طبیعی است و از مواد شیمیایی آلاینده در طبیعت بحث می‌کند، شیمی سبز به دنبال کاهش و جلوگیری از آلودگی در محیط زیست می‌باشد.
شیمی فراذره‌ای یا شیمی مهمان-میزبان (به انگلیسی: Supramolecular chemistry) ، شاخه‌ای از دانش شیمی است که به بررسی سیستم‌های شیمیایی در تعداد زیادی از مولکولهای یک ماده و همچنین مطالعه نیروهای بین مولکولی می پردازد و در سال ۱۸۷۳ توسط یوهان دیدریک وان در والس پیشنهاد شد. این شاخه از دانش همچنین با نام‌های شیمی سوپرامولکولی ، یا شیمی فرامولکولی نیز شناخته می‌گردد.
شیمی غیرحرفه‌ای (به انگلیسی: Amateur chemistry) یا شیمی در خانه (به انگلیسی: home chemistry) دنبال کردن دانش شیمی به عنوان یک سرگرمی شخصی است. نباید شیمی غیرحرفه‌ای را با شیمی پنهانی اشتباه گرفت. در این شیمی افراد به صورت پنهانی به ساخت گونه‌های مختلف دارو با درصد کنترل شده از مواد مخدر یا دیگر مواد می‌پردازند.[a] از شیمی‌دان‌های غیرحرفه‌ای مهم می‌توان به اولیور ساکس و سر ادوارد الگار اشاره کرد.
گذشتهٔ شیمی غیرحرفه‌ای و تاریخ شیمی با هم مشترک اند. به عبارت دیگر پیشگامان در دانش شیمی مانند رابرت بویل و آنتوان لاووازیه همگی از کسانی بودند که از تحقیقات خود هیچ درآمدی نداشتند و این مطالعه و تحقیق تنها به عنوان یک سرگرمی برای آن‌ها بود. تنها پس از انقلاب صنعتی و گسترش دانشگاه‌ها به عنوان مرکزهای تحقیقاتی بود که تفاوت آشکاری میان دانشمندان حرفه‌ای و غیرحرفه‌ای ایجاد شد. با این حال پیشرفت دانشمندان غیرحرفه‌ای تا سدهٔ ۱۹ میلادی نیز ادامه داشت. برای نمونه در سال ۱۸۸۶ چارلز مارتین هال فرایند جداسازی آلومینیم از اکسید آن را در میان کارهای روزانهٔ خود در انبار چوب پشت خانه‌اش بدست آورد.
شیمی به عنوان سرگرمی
در سدهٔ 20 میلادی شیمی به عنوان یک سرگرمی در آمده‌است و در همین ارتباط آزمایشگاه‌ها و مرکزهای فروش وسایل مورد نیاز آزمایش نیز فراهم شده‌است. برای نمونه لینوس پاولینگ در سن یازده سالگی هیچ مشکلی برای تهیهٔ پتاسیوم سیانید نداشت. با این حال به دلیل بیشتر شدن توجه به بحث تروریسم، مواد مخدر و حفظ امنیت، سازندگان این مواد علاقه‌ای به فروش مواد شیمیایی به شیمی دانان غیرحرفه‌ای نشان نمی‌دهند. درنتیجه امکانات مجموعه‌های شیمی پایین آمده و دسترسی به مواد شیمیایی بسیار کمتر از گذشته شده‌است و موادی مانند واکنشگرهای ناب از دسترس افراد به دور قرار گرفته‌اند.
شیمی دانان غیرحرفه‌ای پرآوازه
وینت سرف یکی از پدران اینترنت، گوردون مور یکی از بنیانگذاران شرکت اینتل و دیوید پاکارد یکی از ایجادکنندگان شرکت هیولت پاکارد، همگی در گذشته از شیمیدانان غیرحرفه‌ای بودند.
عصب شناس بریتانیایی اولیور ساکس در جوانی یک شیمیدان غیرحرفه‌ای بود همانگونه که در دفترچه خاطراتش خود را توصیف کرده‌است بر آن نام «خاطرات یک پسربچهٔ شیمیدان» را گذاشته‌است.
لینوس پاولینگ برندهٔ جایزهٔ نوبل شیمی در جوانی شیمی را به صورت غیرحرفه‌ای تجربه می‌کرد.
ولفرم ریسرچ از بنیانگذاران شرکت تئودور گری از کسانی بود که در جوانی به صورت غیرحرفه‌ای به شیمی علاقه نشان می‌داد و به جمع آوری عنصرهای شیمیایی می‌پرداخت. وی بعدها جایزهٔ ایگ‌نوبل را در شیمی دریافت کرد و او همواره از آن به عنوان یک افتخار بزرگ یاد می‌کرد. وی در مجلهٔ پاپیولار ساینس یک ستون می‌نویسد و در آن از تجربه‌های شخصی خود در زمینهٔ شیمی در خانه می‌گوید.
هومر هیکخم، موشک‌ساز غیرحرفه‌ای (Amateur rocketeer) و بعدها مهندس ناسا، به همراه دوستانش توانست با ابزاری که در خانه در دسترس داشت موشک‌های کوچک تولید کند. او برای این کار از شوره یا نیترات پتاسیم، شکر و زینکوشاین استفاده کرد. زینکوشاین خود از ترکیب روی، گوگرد و اتانول درست شده‌است.
سر ادوارد الگار در پشت باغچه اش یک آزمایشگاه کوچک شیمی ساخته بود و در آن جا تجربه می‌کرد.
در کانادا بخش گسترده‌ای از واکنشگرهای ناب مانند نیتریک اسید و آب اکسیژنه به دلیل انفجاری بودن، ممنوع است.