Телекомуникационна мрежа, електронна система от връзки и превключватели и контролите, които управляват тяхната работа, което позволява пренос на данни и обмен между множество потребители.
Когато няколко потребители на телекомуникационни медии желаят да комуникират помежду си, те трябва да бъдат организирани в някаква форма на мрежа. На теория всеки потребител може да получи директна връзка от точка до точка към всички останали потребители в това, което е известно като напълно свързана топология (подобно на връзките, използвани в най-ранните дни на телефония), но на практика тази техника е непрактично и скъпо - особено за голяма и разпръсната мрежа. Освен това методът е неефективен, тъй като повечето връзки ще бъдат неактивни във всеки даден момент. Съвременните далекосъобщителни мрежи избягват тези проблеми чрез създаване на свързана мрежа от комутатори или възли, така че всеки потребител да е свързан към един от възлите. Всяка връзка в такава мрежа се нарича комуникационен канал. Проводник, оптичен кабел и радиовълни могат да се използват за различни комуникационни канали.
Видове мрежи
Комутирана комуникационна мрежа
Прекъснатата комуникационна мрежа прехвърля данни от източника до местоназначението чрез поредица от мрежови възли. Превключването може да се извърши по един от двата начина. В комутируема с верига мрежа се създава специален физически път през мрежата и се задържа толкова дълго, колкото е необходима комуникация. Пример за този тип мрежа е традиционната (аналогова) телефонна система. От друга страна, комутирана в пакет мрежа, маршрутизира цифрови данни на малки парчета, наречени пакети, всеки от които преминава независимо през мрежата. В процес, наречен съхраняване и предаване, всеки пакет временно се съхранява на всеки междинен възел, след което се препраща, когато следващата връзка стане достъпна. В схема за предаване, ориентирана към връзка, всеки пакет поема същия маршрут през мрежата и по този начин всички пакети обикновено пристигат до местоназначението в реда, в който са изпратени. Обратно, всеки пакет може да извърви различен път през мрежата в схема без връзка или дейтаграма. Тъй като дейтаграмите може да не пристигнат до местоназначението в реда, в който са изпратени, те са номерирани, така че да могат да бъдат монтирани правилно. Последният е методът, който се използва за предаване на данни през интернет.
Излъчваща мрежа
Излъчваната мрежа избягва сложните процедури за маршрутизиране на комутирана мрежа, като гарантира, че предаванията на всеки възел се получават от всички други възли в мрежата. Следователно, излъчващата мрежа има само един комуникационен канал. Кабелна локална мрежа (LAN), например, може да бъде настроена като излъчваща мрежа с един потребител, свързан към всеки възел и възлите, обикновено подредени в топология на шина, пръстен или звезда, както е показано на фигурата. Възлите, свързани заедно в безжична локална мрежа, могат да излъчват чрез радио или оптични връзки. В по-голям мащаб много сателитни радиосистеми излъчват мрежи, тъй като всяка земна станция в системата обикновено може да чуе всички съобщения, предавани от сателит.
Достъп до мрежа
Тъй като всички възли могат да чуят всяко предаване в излъчвана мрежа, трябва да се установи процедура за разпределяне на комуникационен канал към възела или възлите, които имат пакети за предаване и в същото време предотвратяване на разрушителни смущения от сблъсъци (едновременно предаване). Този тип комуникация, наречена множествен достъп, може да бъде установена или чрез планиране (техника, при която възлите се редуват предават по подреден начин), или чрез произволен достъп до канала.
Планиран достъп
В метода на планиране, известен като множествен достъп с разделяне на време (TDMA), на всеки възел се назначава времеви слот, който използва слота, ако има какво да предава. Ако някои възли са много по-натоварени от други, то TDMA може да бъде неефективна, тъй като не се предават данни по време на интервали от време, разпределени на тихи възли. В този случай може да бъде внедрена система за резервация, в която има по-малко времеви интервали от възлите и възел запазва слот само когато е необходим за предаване.
Вариант на TDMA е процесът на анкетиране, при който централен контролер пита всеки възел на свой ред, ако той изисква достъп до канал, а възел предава пакет или съобщение само в отговор на анкетата си. „Умните“ контролери могат да реагират динамично на възли, които изведнъж стават много заети, като ги оправят по-често за предавания. Децентрализираната форма на гласуване се нарича преминаване на жетони. В тази система се предава специален пакет "токен" от възел към възел. Само възелът с маркера е упълномощен да предава; всички останали са слушатели.
Случайна достъп
Схемите за планиран достъп имат няколко недостатъка, включително големите режийни разходи, необходими за процеса на резервация, анкетиране и преминаване на маркери и възможността за дълги празни периоди, когато само няколко възли предават. Това може да доведе до големи забавяния в маршрутизирането на информацията, особено когато в различни части на мрежата в различни периоди се появява тежък трафик - характерно за много практически комуникационни мрежи. Алгоритмите със случаен достъп са създадени специално, за да дадат възли с нещо, което да предава по-бърз достъп до канала. Въпреки че каналът е уязвим за сблъсъци на пакети при произволен достъп, са разработени различни процедури за намаляване на тази вероятност.
