Telekommunikasjonsnettverk, elektronisk system med koblinger og brytere, og kontrollene som styrer driften deres, som gir mulighet for dataoverføring og utveksling mellom flere brukere.
Når flere brukere av telekommunikasjonsmedier ønsker å kommunisere med hverandre, må de være organisert i en form for nettverk. I teorien kan hver bruker få en direkte punkt-til-punkt-kobling til alle de andre brukerne i det som er kjent som en fullstendig tilkoblet topologi (ligner på tilkoblingene som ble brukt i de tidligste dagene av telefoni), men i praksis er denne teknikken upraktisk og dyrt - spesielt for et stort og spredt nettverk. Videre er metoden ineffektiv, siden de fleste av koblingene vil være inaktive til enhver tid. Moderne telekommunikasjonsnettverk unngår disse problemene ved å etablere et koblet nettverk av brytere, eller noder, slik at hver bruker er koblet til en av nodene. Hver kobling i et slikt nettverk kalles en kommunikasjonskanal. Ledning, fiberoptisk kabel og radiobølger kan brukes til forskjellige kommunikasjonskanaler.
Typer nettverk
Byttet kommunikasjonsnettverk
Et byttet kommunikasjonsnettverk overfører data fra kilde til destinasjon gjennom en serie nettverksnoder. Bytte kan gjøres på en av to måter. I et kretsomkoblet nettverk etableres en dedikert fysisk bane gjennom nettverket og holdes så lenge kommunikasjon er nødvendig. Et eksempel på denne typen nettverk er det tradisjonelle (analoge) telefonsystemet. Et pakkeomkoblet nettverk dirigerer derimot digitale data i små biter kalt pakker, som hver forløper uavhengig gjennom nettverket. I en prosess som kalles lagring og framover, lagres hver pakke midlertidig ved hver mellomliggende node, og sendes deretter videre når neste lenke blir tilgjengelig. I et tilkoblingsorientert overføringsskjema tar hver pakke den samme ruten gjennom nettverket, og dermed ankommer vanligvis alle pakker til destinasjonen i den rekkefølgen de ble sendt. Motsatt kan hver pakke ta en annen bane gjennom nettverket i et tilkoblingsløst eller datagram-skjema. Siden datagrammer kanskje ikke ankommer destinasjonen i den rekkefølgen de ble sendt, blir de nummerert slik at de kan settes sammen på riktig måte. Det siste er metoden som brukes for overføring av data via Internett.
Kringkastingsnett
Et kringkastet nettverk unngår de komplekse rutingsprosedyrene til et koblet nettverk ved å sikre at overføringen av hver node blir mottatt av alle andre noder i nettverket. Derfor har et kringkastingsnettverk bare en enkelt kommunikasjonskanal. Et kablet lokalnettverk (LAN), for eksempel, kan være satt opp som et kringkastingsnettverk, med en bruker koblet til hver node og nodene typisk anordnet i en buss-, ring- eller stjernetopologi, som vist på figuren. Noder koblet sammen i et trådløst LAN kan kringkaste via radio eller optiske koblinger. I større skala sendes mange satellittradiosystemer nettverk, siden hver jordstasjon i systemet typisk kan høre alle meldinger som videresendes av en satellitt.
Nettverkstilgang
Siden alle noder kan høre hver sending i et kringkastingsnettverk, må det etableres en prosedyre for å tildele en kommunikasjonskanal til noden eller nodene som har pakker å overføre og samtidig forhindre ødeleggende forstyrrelser fra kollisjoner (samtidige sendinger). Denne typen kommunikasjon, kalt multiple access, kan etableres enten ved planlegging (en teknikk der noder tar sving som sender på en ordnet måte) eller ved tilfeldig tilgang til kanalen.
Planlagt tilgang
I en planleggingsmetode kjent som tidsdelingsmultiplikert tilgang (TDMA), tilordnes en tidsluke i tur og orden til hver node, som bruker sporet hvis den har noe å overføre. Hvis noen noder er mye travlere enn andre, kan TDMA være ineffektiv, siden det ikke sendes noen data i tidsluker som er tildelt til stille noder. I dette tilfellet kan et reservasjonssystem implementeres, der det er færre tidsluker enn noder og en node reserverer et spor bare når det er nødvendig for overføring.
En variant av TDMA er prosessen med polling, der en sentral kontroller spør hver node etter tur om den krever kanaltilgang, og en node overfører en pakke eller melding bare som svar på avstemningen. “Smarte” kontrollere kan svare dynamisk på noder som plutselig blir veldig opptatt ved å polle dem oftere for overføring. En desentralisert form for polling kalles tokenpassing. I dette systemet sendes en spesiell "token" -pakke fra node til node. Bare noden med symbolet er autorisert til å overføre; alle andre er lyttere.
Tilfeldig tilgang
Planlagte tilgangsordninger har flere ulemper, inkludert det store overhead som kreves for bestillings-, polling- og token-passeringsprosesser og muligheten for lange ledige perioder når bare noen få noder overfører. Dette kan føre til omfattende forsinkelser i rutingsinformasjon, spesielt når det skjer tung trafikk i forskjellige deler av nettverket til forskjellige tider - et kjennetegn ved mange praktiske kommunikasjonsnettverk. Tilfeldige tilgangsalgoritmer ble designet spesielt for å gi noder med noe for å overføre raskere tilgang til kanalen. Selv om kanalen er sårbar for pakkekollisjoner under tilfeldig tilgang, har forskjellige prosedyrer blitt utviklet for å redusere denne sannsynligheten.
