Telekomunikāciju tīkls, saišu un slēdžu elektroniskā sistēma un vadības ierīces, kas regulē to darbību, kas ļauj pārsūtīt un apmainīties starp vairākiem lietotājiem.
Ja vairāki telekomunikāciju plašsaziņas līdzekļu lietotāji vēlas sazināties savā starpā, tie ir jāorganizē kaut kādā tīkla formā. Teorētiski katram lietotājam var dot tiešu saikni no viena punkta uz otru ar visiem pārējiem lietotājiem, kas tiek dēvēti par pilnībā savienotu topoloģiju (līdzīgi savienojumiem, kuri tika izmantoti agrākajās telefonijas dienās), taču praksē šī metode ir nepraktiski un dārgi - īpaši lielam un izkliedētam tīklam. Turklāt šī metode nav efektīva, jo lielākā daļa saišu jebkurā brīdī būs dīkstāvē. Mūsdienu telekomunikāciju tīkli izvairās no šīm problēmām, izveidojot savienotu komutatoru vai mezglu tīklu tā, lai katrs lietotājs būtu savienots ar vienu no mezgliem. Katru šāda tīkla saiti sauc par sakaru kanālu. Dažādiem sakaru kanāliem var izmantot vadu, optisko šķiedru kabeli un radioviļņus.
Tīklu veidi
Komutēts sakaru tīkls
Komutētais tīkls pārsūta datus no avota uz galamērķi, izmantojot virkni tīkla mezglu. Pārslēgšanu var veikt vienā no diviem veidiem. Ķēdē komutējamā tīklā caur tīklu tiek izveidots īpašs fiziskais ceļš un tiek turēts tik ilgi, kamēr ir nepieciešama saziņa. Šāda veida tīkla piemērs ir tradicionālā (analogā) telefona sistēma. No otras puses, pakešu komutācijas tīkls novirza digitālos datus mazos gabalos, ko sauc par paketēm, no kuriem katrs patstāvīgi virzās caur tīklu. Procesā, ko sauc par veikalu saglabāšanu un pārsūtīšanu, katra pakete tiek īslaicīgi saglabāta katrā starpposma mezglā, pēc tam pārsūtīta, kad nākamā saite kļūst pieejama. Uz savienojumu orientētā pārraides shēmā katra pakete caur tīklu iet vienā un tajā pašā maršrutā, un tādējādi visas paketes parasti nonāk galamērķī tādā secībā, kādā tās tika nosūtītas. Un otrādi, katra pakete caur tīklu bez savienojuma vai datagrammas var izvēlēties atšķirīgu ceļu. Tā kā datu shēmas var nenonākt galapunktā tādā secībā, kādā tās tika nosūtītas, tās ir numurētas, lai tās varētu pareizi salikt. Pēdējā ir metode, ko izmanto datu pārsūtīšanai caur internetu.
Apraides tīkls
Apraides tīkls novērš sarežģītas komutētā tīkla maršrutēšanas procedūras, nodrošinot, ka katra mezgla pārraides saņem visi pārējie tīkla mezgli. Tāpēc apraides tīklam ir tikai viens komunikāciju kanāls. Piemēram, vadu lokālo tīklu (LAN) var iestatīt kā apraides tīklu ar vienu lietotāju, kas savienots ar katru mezglu, un mezgli, kas parasti ir izvietoti kopnes, gredzena vai zvaigznes topoloģijā, kā parādīts attēlā. Mezgli, kas savienoti kopā bezvadu LAN, var tikt pārraidīti, izmantojot radio vai optiskās saites. Plašākā mērogā daudzas satelīta radiosistēmas ir apraides tīkli, jo katra Zemes stacija sistēmā parasti dzird visus satelīta pārraidītos ziņojumus.
Piekļuve tīklam
Tā kā visi mezgli var dzirdēt katru pārraidi apraides tīklā, ir jāizveido procedūra sakaru kanāla iedalīšanai mezglā vai mezglos, kuriem ir paketes pārraidei, un vienlaikus novēršot sadursmes (vienlaicīgas pārraides) destruktīvus traucējumus. Šo sakaru veidu, ko sauc par daudzpiekļuvi, var izveidot vai nu ar plānošanu (paņēmiens, kurā mezgli apgriezti pārraida noteiktā kārtībā), vai ar nejaušu piekļuvi kanālam.
Plānota pieeja
Plānošanas metodē, kas pazīstama kā laika dalīšanas daudzpiekļuve (TDMA), laika niša tiek piešķirta pēc kārtas katram mezglam, kurš izmanto laika nišu, ja tai ir kaut kas jāpārraida. Ja daži mezgli ir daudz aizņemtāki nekā citi, tad TDMA var būt neefektīva, jo klusajiem mezgliem piešķirtajos laika intervālos netiek nodoti dati. Šajā gadījumā var tikt ieviesta rezervēšanas sistēma, kurā ir mazāk laika nišu nekā mezglu, un mezgls rezervē laika nišu tikai tad, kad tā ir nepieciešama pārraidīšanai.
TDMA izmaiņas ir aptaujas process, kurā centrālais kontrolieris katram mezglam pēc kārtas jautā, vai tam ir nepieciešama kanāla piekļuve, un mezgls pārraida paketi vai ziņojumu tikai atbildot uz tā aptauju. “Viedie” kontrolieri var dinamiski reaģēt uz mezgliem, kas pēkšņi kļūst ļoti aizņemti, biežāk aptaujājot tos par pārraidēm. Decentralizēta vēlēšanu forma tiek saukta par marķējuma nodošanu. Šajā sistēmā no mezgla uz mezglu tiek nodota īpaša “žetona” pakete. Tikai mezgls ar marķieri ir atļauts pārraidīt; visi pārējie ir klausītāji.
Nejauša pieeja
Plānotajām piekļuves shēmām ir vairāki trūkumi, ieskaitot lielo pieskaitāmās izmaksas, kas vajadzīgas rezervēšanai, aptauju veikšanai un marķieru nodošanas procesiem, un iespēju ilgstošiem dīkstāves periodiem, kad pārraida tikai daži mezgli. Tas var izraisīt ievērojamu kavēšanos ar informācijas maršrutēšanu, it īpaši, ja intensīva satiksme dažādās tīkla daļās notiek dažādos laikos - tas ir raksturīgs daudziem praktiskiem sakaru tīkliem. Nejaušas piekļuves algoritmi tika izstrādāti īpaši, lai sniegtu mezgliem kaut ko, lai ātrāk pārraidītu piekļuvi kanālam. Lai arī kanāls ir neaizsargāts pret pakešu sadursmēm, izmantojot nejaušu piekļuvi, šīs varbūtības samazināšanai ir izstrādātas dažādas procedūras.
