Telekomunikacijsko omrežje, elektronski sistem povezav in stikal ter krmilniki, ki urejajo njihovo delovanje, kar omogoča prenos in izmenjavo podatkov med več uporabniki.
Ko želi več uporabnikov telekomunikacijskih medijev medsebojno komunicirati, jih je treba organizirati v neko obliko omrežja. Teoretično je mogoče vsakemu uporabniku dodeliti direktno povezavo od točke do točke za vse druge uporabnike, kar je znano kot popolnoma povezana topologija (podobno kot povezave, ki so bile uporabljene v najzgodnejših dneh telefonije), vendar v praksi ta tehnika nepraktično in drago - zlasti za veliko in razpršeno omrežje. Poleg tega je metoda neučinkovita, saj bo večina povezav v prostem času nedejavna. Sodobna telekomunikacijska omrežja se tem težavam izognejo tako, da vzpostavijo povezano omrežje stikal ali vozlišč, tako da je vsak uporabnik povezan z enim od vozlišč. Vsaka povezava v takem omrežju se imenuje komunikacijski kanal. Žice, optični kabel in radijski valovi se lahko uporabljajo za različne komunikacijske kanale.
Vrste omrežij
Komutirano komunikacijsko omrežje
Preklopljeno komunikacijsko omrežje prenaša podatke od vira do cilja skozi vrsto mrežnih vozlišč. Preklop lahko opravite na enega od dveh načinov. V omrežju s stikalom z vezjem se skozi omrežje vzpostavi namenska fizična pot in se zadrži toliko časa, dokler je potrebna komunikacija. Primer tovrstnega omrežja je tradicionalni (analogni) telefonski sistem. Po drugi strani paketno preklopljeno omrežje usmerja digitalne podatke v majhnih delih, imenovanih paketi, od katerih vsak poteka neodvisno po omrežju. V postopku, imenovanem shranjevanje in posredovanje, je vsak paket začasno shranjen na vsakem vmesnem vozlišču in nato posredovan, ko postane naslednja povezava na voljo. V povezavi usmerjeni prenosni shemi vsak paket vodi isto pot po omrežju in tako vsi paketi običajno prispejo na cilj v vrstnem redu, v katerem so bili poslani. Nasprotno pa lahko vsak paket po omrežju vodi v drugačno pot v shemi brez povezave ali podatkovnega programa. Ker podatkovni programi morda ne prispejo na cilj v vrstnem redu, v katerem so bili poslani, so oštevilčeni tako, da jih je mogoče pravilno sestaviti. Slednja je metoda, ki se uporablja za prenos podatkov po internetu.
Oddajajo omrežje
Oddajna mreža se izogne zapletenim postopkom usmerjanja preklopnega omrežja tako, da zagotovi, da prenose vsakega vozlišča sprejemajo vsa ostala vozlišča v omrežju. Zato ima oddajno omrežje le en sam komunikacijski kanal. Na primer žično lokalno omrežje (LAN) je lahko postavljeno kot oddajansko omrežje, pri čemer je na vsako vozlišče priključen en uporabnik, vozlišča pa so običajno razporejena v topologijo vodila, obroča ali zvezde, kot je prikazano na sliki. Vozlišča, povezana v brezžičnem lokalnem omrežju, lahko oddajajo prek radijskih ali optičnih povezav. Številni satelitski radijski sistemi v širšem obsegu oddajajo omrežja, saj vsaka zemeljska postaja znotraj sistema običajno sliši vsa sporočila, ki jih prenaša satelit.
Dostop do omrežja
Ker vsa vozlišča slišijo vsako oddajo v oddajnem omrežju, je treba določiti postopek za dodelitev komunikacijskega kanala vozlišču ali vozliščem, ki imajo pakete za prenos in hkrati preprečujejo uničevalne motnje pred trki (hkratni prenosi). To vrsto komunikacije, imenovano večkratni dostop, je mogoče vzpostaviti bodisi s časovnim razporedom (tehnika, pri kateri vozlišča urejajo oddajanje po vrsti) ali z naključnim dostopom do kanala.
Načrtovan dostop
V načinu razporejanja, imenovanem večkratni dostop s časovno delitvijo (TDMA), se vsakemu vozlišču zaporedno dodeli časovni reži, ki uporablja režo, če ima nekaj za oddajo. Če so nekatera vozlišča veliko bolj zaposlena od drugih, je TDMA lahko neučinkovita, saj med časovnimi režami, dodeljenimi tihim vozliščem, ni podatkov. V tem primeru se lahko uporabi sistem rezervacij, v katerem je manj časovnih rež kot vozlišča in vozlišče rezervira režo samo, kadar je potrebno za prenos.
Sprememba TDMA je postopek anketiranja, pri katerem centralni krmilnik vsako vozlišče po vrsti vpraša, ali potrebuje dostop do kanala, vozlišče pa paket ali sporočilo posreduje le kot odgovor na njegovo anketo. "Pametni" krmilniki se lahko dinamično odzovejo na vozlišča, ki nenadoma postanejo zelo zasedena, tako da jih pogosteje pregledujejo za prenos. Decentralizirana oblika glasovanja se imenuje prehod žetona. V tem sistemu se od vozlišča do vozlišča prenaša poseben paket "token". Samo vozlišče s žetonom je dovoljeno prenašati; vsi drugi so poslušalci.
Naključni dostop
Načrtovani načini dostopa imajo številne pomanjkljivosti, vključno z velikimi režijskimi stroški, potrebnimi za postopke rezervacije, volišča in žetona, ter možnost dolgih neuporabnih obdobij, ko oddajajo le nekaj vozlišč. To lahko privede do velikih zamud pri usmerjanju informacij, zlasti kadar se v različnih delih omrežja v različnih obdobjih pojavlja močan promet - značilnost mnogih praktičnih komunikacijskih omrežij. Algoritmi z naključnim dostopom so bili zasnovani posebej za zagotavljanje vozlišč z nekaj, kar bi lahko hitreje dostopalo do kanala. Čeprav je kanal ranljiv za paketna trčenja pod naključnim dostopom, so bili razviti različni postopki za zmanjšanje te verjetnosti.
