Telekomunikační síť, elektronický systém spojů a přepínačů a ovládací prvky, jimiž se řídí jejich provoz, umožňují přenos a výměnu dat mezi více uživateli.
Pokud si několik uživatelů telekomunikačních médií přeje komunikovat mezi sebou, musí být uspořádáni do nějaké formy sítě. Teoreticky může být každému uživateli přiděleno přímé spojení typu point-to-point se všemi ostatními uživateli v takzvané plně propojené topologii (podobné spojení používaným v nejranějších dnech telefonie), ale v praxi je tato technika nepraktické a drahé - zejména pro velkou a rozptýlenou síť. Metoda je navíc neúčinná, protože většina odkazů bude v daném okamžiku nečinná. Moderní telekomunikační sítě se těmto problémům vyhýbají vytvořením propojené sítě přepínačů nebo uzlů, takže každý uživatel je připojen k jednomu z uzlů. Každé spojení v takové síti se nazývá komunikační kanál. Pro různé komunikační kanály lze použít dráty, kabely z optických vláken a rádiové vlny.
Typy sítí
Spínaná komunikační síť
Spínaná komunikační síť přenáší data ze zdroje do cíle prostřednictvím řady síťových uzlů. Přepínání lze provést jedním ze dvou způsobů. V síti s přepínáním na obvodu je vyhrazená fyzická cesta vytvořena sítí a je udržována tak dlouho, dokud je nutná komunikace. Příkladem tohoto typu sítě je tradiční (analogový) telefonní systém. Síť s přepínáním paketů naproti tomu směruje digitální data v malých částech nazývaných pakety, z nichž každý postupuje nezávisle sítí. V procesu zvaném store-and-forward je každý paket dočasně uložen v každém mezilehlém uzlu, pak je přeposlán, jakmile bude k dispozici další odkaz. V přenosovém schématu orientovaném na připojení každý paket vede stejnou cestou sítí, a proto všechny pakety obvykle dorazí k cíli v pořadí, v jakém byly odeslány. Naopak každý paket může mít jinou cestu přes síť ve schématu bez připojení nebo datagramu. Protože datagramy nemohou dorazit k cíli v pořadí, v jakém byly odeslány, jsou očíslovány, aby mohly být správně znovu sestaveny. Posledně jmenovaná je metoda, která se používá pro přenos dat přes internet.
Vysílací síť
Vysílací síť se vyhýbá složitým směrovacím postupům přepínané sítě tím, že zajišťuje, aby přenosy každého uzlu byly přijímány všemi ostatními uzly v síti. Vysílací síť má proto pouze jeden komunikační kanál. Například kabelová lokální síť (LAN) může být nastavena jako vysílací síť, s jedním uživatelem připojeným ke každému uzlu a uzly obvykle uspořádanými v topologii sběrnice, prstence nebo hvězdy, jak je znázorněno na obrázku. Uzly spojené dohromady v bezdrátové síti LAN mohou vysílat prostřednictvím rádiových nebo optických spojů. Ve větším měřítku je mnoho satelitních rádiových systémů vysílacími sítěmi, protože každá pozemská stanice v systému obvykle slyší všechny zprávy přenášené satelitem.
Přístup k síti
Protože všechny uzly mohou slyšet každý přenos ve vysílací síti, musí být stanoven postup pro přidělování komunikačního kanálu uzlu nebo uzlům, které mají pakety pro vysílání, a současně brání destruktivnímu rušení kolizemi (simultánní přenosy). Tento typ komunikace, nazývaný vícenásobný přístup, může být vytvořen buď plánováním (technika, ve které se uzly střídají vysíláním řádným způsobem), nebo náhodným přístupem ke kanálu.
Plánovaný přístup
Ve způsobu plánování známém jako vícenásobný přístup s časovým dělením (TDMA) je každému uzlu přiřazen časový slot, který používá slot, pokud má něco k přenosu. Pokud jsou některé uzly mnohem rušnější než jiné, pak může být TDMA neefektivní, protože během časových slotů přidělených tichým uzlům nejsou předávána žádná data. V tomto případě může být implementován rezervační systém, ve kterém je méně časových slotů než uzlů a uzel rezervuje slot pouze tehdy, když je to nutné pro přenos.
Varianta TDMA je proces dotazování, ve kterém se centrální řídicí jednotka zeptá každého uzlu, pokud to vyžaduje přístup k kanálu, a uzel vysílá paket nebo zprávu pouze v reakci na svůj průzkum. „Inteligentní“ řadiče mohou dynamicky reagovat na uzly, které se najednou velmi zaneprázdní tím, že je častěji dotazují na přenosy. Decentralizovaná forma dotazování se nazývá předávání tokenů. V tomto systému je předán speciální „tokenový“ paket z uzlu do uzlu. K přenosu je oprávněn pouze uzel s tokenem; všichni ostatní jsou posluchači.
Náhodný přístup
Schémata plánovaného přístupu mají několik nevýhod, včetně velké režie požadované pro procesy rezervace, dotazování a předávání tokenů a možnost dlouhých nečinných období, kdy vysílá jen několik uzlů. To může vést k rozsáhlému zpoždění v směrování informací, zejména když se v různých částech sítě vyskytuje v různých časech velký provoz - což je charakteristika mnoha praktických komunikačních sítí. Algoritmy s náhodným přístupem byly navrženy speciálně tak, aby uzlům poskytly něco, co umožňuje rychlejší přístup ke kanálu. Ačkoli je kanál náchylný ke kolizím paketů při náhodném přístupu, byly vyvinuty různé postupy ke snížení této pravděpodobnosti.
