Rețeaua de telecomunicații, sistemul electronic de legături și comutatoare și controalele care guvernează funcționarea lor, care permite transferul și schimbul de date între mai mulți utilizatori.
Când mai mulți utilizatori ai mijloacelor de telecomunicații doresc să comunice între ei, aceștia trebuie să fie organizați într-o formă de rețea. În teorie, fiecărui utilizator i se poate oferi o legătură directă punct-la-punct către toți ceilalți utilizatori în ceea ce este cunoscut ca o topologie complet conectată (similar cu conexiunile utilizate în primele zile de telefonie), dar în practică această tehnică este practic și scump - în special pentru o rețea mare și dispersată. Mai mult, metoda este ineficientă, deoarece majoritatea legăturilor vor fi inactive la un moment dat. Rețelele moderne de telecomunicații evită aceste probleme prin crearea unei rețele legate de comutatoare sau noduri, astfel încât fiecare utilizator să fie conectat la unul dintre noduri. Fiecare legătură dintr-o astfel de rețea se numește canal de comunicații. Sârmă, cablu cu fibră optică și unde radio pot fi utilizate pentru diferite canale de comunicații.
Tipuri de rețele
Rețea de comunicații comutate
O rețea de comunicații comutate transferă date de la sursă la destinație printr-o serie de noduri de rețea. Comutarea se poate face într-unul din două moduri. Într-o rețea cu comutare de circuit, o cale fizică dedicată este stabilită prin rețea și este menținută atât timp cât este necesară comunicarea. Un exemplu de acest tip de rețea este sistemul telefonic tradițional (analogic). O rețea cu comutație de pachete, pe de altă parte, rutează datele digitale în bucăți mici numite pachete, fiecare dintre acestea procedând independent prin rețea. Într-un proces numit store-and-forward, fiecare pachet este stocat temporar la fiecare nod intermediar, apoi este redirecționat atunci când următorul link devine disponibil. Într-o schemă de transmisie orientată către conexiune, fiecare pachet are aceeași rută prin rețea și astfel toate pachetele ajung de obicei la destinație în ordinea în care au fost trimise. În schimb, fiecare pachet poate lua o cale diferită prin rețea într-o schemă de date sau conexiuni. Având în vedere că datagramele nu pot ajunge la destinație în ordinea în care au fost trimise, acestea sunt numerotate astfel încât să poată fi reasamblate corespunzător. Aceasta din urmă este metoda folosită pentru transmiterea datelor prin internet.
Rețea de difuzare
O rețea de difuzare evită procedurile complexe de rutare ale unei rețele comutate, asigurându-se că transmisiile fiecărui nod sunt primite de toate celelalte noduri din rețea. Prin urmare, o rețea de difuzare are un singur canal de comunicații. O rețea locală cu fir (LAN), de exemplu, poate fi configurată ca o rețea de difuzare, cu un utilizator conectat la fiecare nod și nodurile dispuse în mod obișnuit într-o topologie de bus, inel sau stea, așa cum se arată în figură. Nodurile conectate împreună într-o rețea LAN fără fir pot transmite prin radio sau legături optice. La o scară mai mare, multe sisteme radio prin satelit sunt rețele de difuzare, deoarece fiecare stație Pământ din cadrul sistemului poate auzi de obicei toate mesajele transmise de un satelit.
Acces la retea
Deoarece toate nodurile pot auzi fiecare transmisie într-o rețea de difuzare, trebuie să se stabilească o procedură pentru alocarea unui canal de comunicații nodului sau nodurilor care au pachete de transmis și, în același timp, prevenirea interferențelor distructive din coliziuni (transmisii simultane). Acest tip de comunicare, numit acces multiplu, poate fi stabilit fie prin programare (o tehnică prin care nodurile se transformă într-o manieră ordonată), fie prin acces aleatoriu la canal.
Acces programat
Într-o metodă de planificare cunoscută sub denumirea de acces multiplu de divizare a timpului (TDMA), un slot de timp este atribuit la rândul său fiecărui nod, care folosește slotul dacă are ceva de transmis. Dacă unele noduri sunt mult mai aglomerate decât altele, atunci TDMA poate fi ineficientă, întrucât nu sunt transmise date în intervalul de timp alocat nodurilor silențioase. În acest caz, poate fi implementat un sistem de rezervare, în care există mai puține intervale de timp decât nodurile și un nod își rezervă un slot doar atunci când este necesar pentru transmisie.
O variantă a TDMA este procesul de sondare, în care un controler central cere la rândul său fiecare nod dacă are nevoie de acces la canal, iar un nod transmite un pachet sau mesaj doar ca răspuns la sondajul său. Controlerele „inteligente” pot răspunde dinamic la nodurile care devin brusc foarte ocupate, prin sondarea lor mai des pentru transmisii. O formă descentralizată de votare se numește trecerea jetonului. În acest sistem, un pachet „token” special este trecut de la nod la nod. Numai nodul cu tokenul este autorizat să transmită; toți ceilalți sunt ascultători.
Acces aleatoriu
Schemele de acces programat prezintă mai multe dezavantaje, incluzând capetele mari necesare proceselor de rezervare, sondaj și trecere a jetoanelor și posibilitatea unor perioade de ralanti lungi, când doar câteva noduri transmit. Acest lucru poate duce la întârzieri mari în rutarea informațiilor, în special atunci când traficul greu se produce în diferite părți ale rețelei în momente diferite - o caracteristică a multor rețele de comunicații practice. Algoritmii de acces aleatoriu au fost concepuți special pentru a oferi nodurilor cu ceva care să transmită acces rapid la canal. Deși canalul este vulnerabil la coliziunile de pachete sub acces aleatoriu, au fost dezvoltate diverse proceduri pentru a reduce această probabilitate.
