Telekomunikačná sieť, elektronický systém spojení a prepínačov a ovládacie prvky, ktorými sa riadi ich prevádzka, umožňujú prenos a výmenu údajov medzi viacerými používateľmi.
Ak chce niekoľko používateľov telekomunikačných médií navzájom komunikovať, musí byť usporiadaných do nejakej siete. Teoreticky môže byť každému používateľovi pridelené priame spojenie bod-bod so všetkými ostatnými používateľmi, čo je známe ako plne prepojená topológia (podobná spojeniam používaným v prvých dňoch telefonovania), ale v praxi je táto technika nepraktické a drahé - najmä pre veľkú a rozptýlenú sieť. Metóda je navyše neúčinná, pretože väčšina odkazov bude v danom čase nečinná. Moderné telekomunikačné siete sa týmto problémom vyhýbajú vytvorením prepojenej siete prepínačov alebo uzlov, takže každý užívateľ je pripojený k jednému z uzlov. Každé spojenie v takejto sieti sa nazýva komunikačný kanál. Drôty, káble z optických vlákien a rádiové vlny sa môžu používať pre rôzne komunikačné kanály.
Typy sietí
Prepínaná komunikačná sieť
Prepínaná komunikačná sieť prenáša údaje zo zdroja na miesto určenia prostredníctvom viacerých sieťových uzlov. Prepínanie možno vykonať jedným z dvoch spôsobov. V sieti s prepínaním okruhov je vytvorená vyhradená fyzická cesta cez sieť a je udržiavaná tak dlho, kým je potrebná komunikácia. Príkladom tohto typu siete je tradičný (analógový) telefónny systém. Sieť s prepájaním paketov na druhej strane smeruje digitálne údaje v malých častiach nazývaných pakety, z ktorých každý postupuje prostredníctvom siete nezávisle. V procese nazývanom store-and-forward je každý paket dočasne uložený v každom medziľahlom uzle a potom, keď je k dispozícii ďalší odkaz, je poslaný ďalej. V schéme prenosu orientovanej na spojenie každý paket prechádza tou istou cestou sieťou, a preto všetky pakety zvyčajne dorazia do cieľa v poradí, v akom boli odoslané. Naopak, každý paket môže mať inú cestu cez sieť v schéme bez spojenia alebo datagramu. Keďže datagramy nemôžu doraziť na miesto určenia v poradí, v akom boli zaslané, sú očíslované, aby sa dali znovu správne zložiť. Posledne menovaná je metóda, ktorá sa používa na prenos údajov cez internet.
Vysielacia sieť
Vysielacia sieť sa vyhýba zložitým smerovacím postupom prepínanej siete zabezpečením toho, aby prenosy každého uzla boli prijímané všetkými ostatnými uzlami v sieti. Preto má vysielacia sieť iba jeden komunikačný kanál. Napríklad káblová lokálna sieť (LAN) môže byť nastavená ako vysielacia sieť, s jedným užívateľom pripojeným ku každému uzlu a uzlami zvyčajne usporiadanými v topológii zbernice, kruhu alebo hviezdy, ako je to znázornené na obrázku. Uzly spojené spolu v bezdrôtovej sieti LAN sa môžu vysielať prostredníctvom rádiového alebo optického spojenia. Vo väčšom meradle je veľa satelitných rádiových systémov vysielacími sieťami, pretože každá pozemská stanica v systéme zvyčajne počuje všetky správy prenášané satelitom.
Prístup do siete
Pretože všetky uzly môžu počuť každý prenos vo vysielacej sieti, musí sa vytvoriť postup na pridelenie komunikačného kanála uzlu alebo uzlom, ktoré majú pakety na vysielanie, a súčasne zabrániť deštruktívnemu rušeniu zrážkami (súčasné prenosy). Tento typ komunikácie, nazývaný viacnásobný prístup, sa môže vytvoriť buď plánovaním (technika, pri ktorej sa uzly striedajú vysielaním riadnym spôsobom), alebo náhodným prístupom ku kanálu.
Plánovaný prístup
V metóde plánovania známom ako viacnásobný prístup s časovým delením (TDMA) je každému uzlu priradený časový slot, ktorý používa slot, ak má niečo na prenos. Ak sú niektoré uzly oveľa rušnejšie ako iné, TDMA môže byť neefektívna, pretože počas časových úsekov pridelených tichým uzlom nie sú prenášané žiadne údaje. V tomto prípade sa môže implementovať rezervačný systém, v ktorom je menej časových úsekov ako uzlov a uzol si vyhradzuje slot iba vtedy, keď je to potrebné na prenos.
Variácia TDMA je proces dotazovania, pri ktorom sa centrálny ovládač opýta každého uzla, ak to vyžaduje prístup ku kanálu, a uzol vysiela paket alebo správu iba v reakcii na jeho prieskum. Inteligentné ovládače môžu dynamicky reagovať na uzly, ktoré sa náhle veľmi zaneprázdňujú tým, že ich častejšie žiadajú o prenosy. Decentralizovaná forma hlasovania sa nazýva odovzdávanie tokenov. V tomto systéme je špeciálny tokenový paket prenášaný z uzla na uzol. Na prenos je oprávnený iba uzol s tokenom; všetci ostatní sú poslucháči.
Náhodný prístup
Schémy plánovaného prístupu majú niekoľko nevýhod, vrátane veľkých režijných nákladov vyžadovaných pre procesy rezervácie, výziev a odovzdávania tokenov a možnosti dlhých periód nečinnosti, keď vysiela iba niekoľko uzlov. To môže viesť k rozsiahlemu oneskoreniu v smerovaní informácií, najmä ak sa v rôznych častiach siete vyskytuje hustá premávka v rôznych časoch - charakteristika mnohých praktických komunikačných sietí. Algoritmy s priamym prístupom boli navrhnuté špecificky tak, aby uzlom poskytli niečo na rýchlejší prístup k kanálu. Aj keď je kanál náchylný na kolízie paketov pri náhodnom prístupe, na zníženie tejto pravdepodobnosti sa vyvinuli rôzne postupy.
