Der Transport von Daten zwischen digitalen Geräten kann entweder parallel oder seriell stattfinden. Bei der parallelen Übertragung benötigt man einen Kanal (eine Leitung) pro Bit, bei serieller Übertragung nur einen Kanal, über den die einzelnen Bits nacheinander als Impulse übertragen werden.
Parallele Datenübertragung findet i. d. R. innerhalb von Geräten statt. Der Austausch von Daten geschieht über einen Datenbus. Jedem Bit ist eine Leiterbahn zugeordnet. Die einzelnen Bits eines Datenworts werden parallel übertragen, die Datenwörter aber seriell (Bitparallel-Wortseriell). Je größer die Wortlänge, um so höher wird die Übertragungsgeschwindigkeit.
Die serielle Datenübertragung (Serienübertragung) findet überall dort statt, wo mehrere Übertragungskanäle unmöglich oder unwirtschaftlich sind (z. B. Feldbus, LAN, Telefon). Man unterscheidet zwischen synchroner und asynchroner Übertragung.
Das wesentliche Kennzeichen der synchronen, seriellen Datenübertragung besteht in der exakten Übereinstimmung der Daten mit dem Taktsignal auf dem Bus. Sobald eine Baudzahl des seriellen Datentransfers vorhanden ist, muss der Senderbaustein ein Datenbit bei jedem Taktsignal abgeben. Vor jeder seriellen Datenübertragung werden Sender und Empfänger durch eine spezielle serielle Datenbitfolge (Synchronisations-Muster) synchronisiert. Daher weiß der Empfängerbaustein genau, wie er das serielle Datensignal zu interpretieren hat.
Wenn serielle Daten asynchron übertragen werden, gibt der Senderbaustein ein Zeichen nur dann ab, wenn er ein solches zur Sendung bereit hat. Zwischen den Zeichen wird ein kontinuierliches Trenn- oder Unterbrechungs-Signal (“break““ signal), gewöhnlich ein hoher Pegel abgegeben:
Jede Dateneinheit in einem asynchronen Datenstrom muss seine eigene Synchronisations-Information mitführen.
Eine asynchrone Dateneinheit ist daher von einem einzelnen Startbit und 1, 1½ oder 2 Stopbits „eingerahmt“ (“framed“):
Bei der seriellen Datenübertragung über eine Telefonleitung unterscheidet man zwei Betriebsarten:
Wenn eine einzelne Telefonleitung zum Senden von Daten in beide Richtungen verwendet wird, so nennt man dies einen Halbduplex-Betrieb.
Wenn die Sender- und Empfängerbausteine mittels zweier Leitungen verbunden sind und jede Leitung zum Datentransfer in nur eine Richtung bestimmt ist, dann nennt man dies einen Vollduplex- (oder Duplex) Verkehr.
Der Vorteil einer Datenverbindung mit Vollduplex-Betrieb liegt darin, dass der Datentransfer in beide Richtungen gleichzeitig erfolgen kann.