Diese Begriffe stammen übrigens aus der Informationstheorie. Die Praktiker haben da aber ihre eigenen Bezeichnungen; so wird der Sender "Alice" genannt und der Empfänger "Bob" (damit wird die alphabetische Reihenfolge gewahrt und auch die Gleichberechtigung). Für den Kanal gibt es hier keine weitere Bezeichnung.
Was aber soll der Kanal sein? Die Antwort ist einfach: Irgendwie müssen die Nachrichten übertragen werden. Das geschieht nicht über einen dubiosen Äther, sondern das sind Wege, die die bekannten physikalischen Eigenschaften unseres Universums ausnutzen. Dabei ist es zunächst unwichtig, wie die physikalische Realisierung solcher Übertragungseinrichtungen aussieht. Ein solcher Kanal kann eine gravierte Steinplatte sein, ein Stück Papier oder Pergament, ein Pferd oder ein Flugzeug, ein Kupferdraht oder ein Lichtleiter, Funk, etc. Uns interessiert allerdings hier nur eine Eigenschaft: Wie sicher ist der Kanal?
Ein Kanal in der Praxis tendiert dazu, übertragene Information nach statistischen Gesetzmäßigkeiten zu zerstören. Dazu kommt, daß Alice und Bob auf einem solchen Kanal oft nicht alleine sind; meistens gibt es noch "Eve" (von engl: eavesdropper), die die Nachricht mithören, abfangen oder verändern möchte.
Sowohl die Natur (statistisch verteilte Störungen auf dem Übertragungskanal) als auch Dritte sind überhaupt der Faktor, der das Ganze so schwierig macht. Gäbe es beide Einflüsse nicht, dann hätte man das kommunikative Paradies auf Erden. Aber wer will schon ein Paradies?
Unter Kanal verstehen wir also einen beliebigen Weg, den eine Nachricht vom Sender zum Empfänger nehmen kann. Ein Kanal ist dabei das physikalische Phänomen, das dem Signal (Träger) die Überbrückung zwischen Sender und Empfänger erlaubt.
Beispiele dazu haben wir schon kennengelernt: Mechanische Bewegung, Schall, mechanischer Druck in Flüssigkeiten, elektrische Spannung und Ströme, freie elektromagnetische Wellen, etc.
Kanäle sind, wie praktisch alles in diesem Universum, in ihrer Kapazität beschränkt. Egal welchen Kanal wir betrachten, es kann nur eine bestimmte Datenmenge pro Zeiteinheit darüber transportiert werden. Diese Eigenschaft nennt man Kanalkapazität.
Ist ein Kanal mit einem "Rauschen" belegt, und das ist in der Praxis immer der Fall, so kann man eben nur eine begrenzte Informationsmenge über den Kanal transportieren. Für das Telefonnetz beträgt diese Kanalkapazität C bei einer Bandbreite von ungefähr 3 * 103 Hz und einem Signal/Rauschverhältnis von 217 ungefähr 51 * 103 bit/s. Mehr als 50 kb/s sind also über herkömmliche Telefonleitungen nicht möglich, egal welches System man verwendet.
Formal berechnet sich die Kanalkapazität als
wobei
bedeuten (Über H reden wir gleich noch).
Die Herleitung der Formel und tiefergehende Information kann beispielsweise in [6], [7] und [8] nachgelesen werden.