Telekommunikationsnetværk, elektronisk system med links og switches og de kontroller, der styrer deres drift, der muliggør dataoverførsel og udveksling mellem flere brugere.
Når flere brugere af telekommunikationsmedier ønsker at kommunikere med hinanden, skal de organiseres i en form for netværk. I teorien kan hver bruger få et direkte punkt-til-punkt-link til alle de andre brugere i det, der er kendt som en fuldt tilsluttet topologi (svarende til de forbindelser, der blev anvendt i de tidligste dage af telefoni), men i praksis er denne teknik upraktisk og dyre - især for et stort og spredt netværk. Endvidere er metoden ineffektiv, da de fleste af linkene vil være inaktive på ethvert givet tidspunkt. Moderne telekommunikationsnetværk undgår disse problemer ved at etablere et tilknyttet netværk af switches eller noder, således at hver bruger er forbundet til en af noderne. Hvert link i et sådant netværk kaldes en kommunikationskanal. Tråd, fiberoptisk kabel og radiobølger kan bruges til forskellige kommunikationskanaler.
Typer af netværk
Skiftet kommunikationsnetværk
Et skiftet kommunikationsnetværk overfører data fra kilde til destination gennem en række netværksnoder. Skift kan ske på en af to måder. I et kredsløbskiftet netværk etableres en dedikeret fysisk sti gennem netværket og holdes, så længe kommunikation er nødvendig. Et eksempel på denne type netværk er det traditionelle (analoge) telefonsystem. Et pakkekoblet netværk dirigerer på den anden side digitale data i små stykker kaldet pakker, som hver fortsætter uafhængigt gennem netværket. I en proces, der kaldes butik og fremad, gemmes hver pakke midlertidigt ved hver mellemliggende knude og videresendes derefter, når det næste link bliver tilgængeligt. I en forbindelsesorienteret transmissionsplan tager hver pakke den samme rute gennem netværket, og derfor ankommer alle pakker normalt til destinationen i den rækkefølge, de blev sendt. Omvendt kan hver pakke tage en anden sti gennem netværket i et forbindelsesløst eller datagram-skema. Da datagrammer muligvis ikke ankommer til destinationen i den rækkefølge, de blev sendt, nummereres de, så de kan samles korrekt igen. Sidstnævnte er den metode, der bruges til transmission af data via Internettet.
Broadcast netværk
Et udsendelsesnetværk undgår de komplekse routingprocedurer for et skiftet netværk ved at sikre, at hver nodes transmissioner modtages af alle andre noder i netværket. Derfor har et udsendelsesnetværk kun en enkelt kommunikationskanal. Et kablet lokalnetværk (LAN), for eksempel, kan indstilles som et udsendelsesnetværk, hvor en bruger er forbundet til hver knude og knudepunkter, der typisk er arrangeret i en bus-, ring- eller stjernetopologi, som vist på figuren. Koder, der er forbundet sammen i et trådløst LAN, kan udsendes via radio eller optiske links. I større skala sendes mange satellitradiosystemer netværk, da hver jordstation i systemet typisk kan høre alle meddelelser, der videresendes af en satellit.
Netværksadgang
Da alle noder kan høre hver transmission i et udsendelsesnetværk, skal der etableres en procedure for tildeling af en kommunikationskanal til den knude eller noder, der har pakker til at transmittere og samtidig forhindre destruktiv interferens fra kollisioner (samtidige transmissioner). Denne type kommunikation, kaldet multiple access, kan etableres enten ved planlægning (en teknik, hvor noder skifter transmission på en ordnet måde) eller ved tilfældig adgang til kanalen.
Planlagt adgang
I en planlægningsmetode, der kaldes time-division multiple access (TDMA), tildeles der en tidsslot til hver node, der bruger spalten, hvis den har noget at transmittere. Hvis nogle noder er meget travlere end andre, kan TDMA være ineffektiv, da der ikke sendes nogen data i tidsvinduer, der er tildelt lydløse noder. I dette tilfælde kan et reservationssystem implementeres, hvor der er færre tidsspalter end knudepunkter, og en knude reserverer et slot kun, når det er nødvendigt til transmission.
En variation af TDMA er pollingprocessen, hvor en central controller spørger hver node igen, om den kræver kanaltilgang, og en node kun sender en pakke eller en meddelelse som svar på dens afstemning. “Smart” -controllere kan reagere dynamisk på knudepunkter, der pludselig bliver meget travlt ved at pollere dem oftere for transmissioner. En decentral form for polling kaldes token passage. I dette system overføres en speciel "token" -pakke fra knude til knude. Kun noden med tokenet er autoriseret til at transmittere; alle andre er lyttere.
Tilfældig adgang
Planlagte adgangsordninger har adskillige ulemper, herunder det store overhead, der kræves til reservation, polling og token passering processer og muligheden for lange tomgangsperioder, når kun et par noder transmitteres. Dette kan føre til omfattende forsinkelser i routinginformation, især når tung trafik forekommer i forskellige dele af netværket på forskellige tidspunkter - karakteristisk for mange praktiske kommunikationsnetværk. Tilfældig adgangsalgoritmer blev designet specifikt til at give noder med noget til at transmittere hurtigere adgang til kanalen. Selvom kanalen er sårbar over for pakkekollisioner under tilfældig adgang, er der udviklet forskellige procedurer for at reducere denne sandsynlighed.
