Rede de telecomunicações, sistema eletrônico de links e switches e os controles que governam sua operação, que permitem a transferência e troca de dados entre vários usuários.
Quando vários usuários da mídia de telecomunicações desejam se comunicar, eles devem ser organizados em alguma forma de rede. Em teoria, cada usuário pode receber um link direto ponto a ponto a todos os outros usuários, conhecido como topologia totalmente conectada (semelhante às conexões empregadas nos primeiros dias da telefonia), mas, na prática, essa técnica é impraticável e caro - especialmente para uma rede grande e dispersa. Além disso, o método é ineficiente, pois a maioria dos links ficará inativa a qualquer momento. As redes de telecomunicações modernas evitam esses problemas estabelecendo uma rede vinculada de comutadores ou nós, de modo que cada usuário esteja conectado a um dos nós. Cada link em uma rede é chamado de canal de comunicação. Fios, cabos de fibra ótica e ondas de rádio podem ser usados para diferentes canais de comunicação.
Tipos de redes
Rede de comunicações comutadas
Uma rede de comunicações comutadas transfere dados da origem para o destino através de uma série de nós da rede. A troca pode ser feita de duas maneiras. Em uma rede comutada por circuitos, um caminho físico dedicado é estabelecido através da rede e é mantido pelo tempo necessário para a comunicação. Um exemplo desse tipo de rede é o sistema telefônico tradicional (analógico). Uma rede comutada por pacotes, por outro lado, roteia dados digitais em pequenos pedaços chamados pacotes, cada um dos quais prossegue independentemente pela rede. Em um processo chamado armazenamento e encaminhamento, cada pacote é armazenado temporariamente em cada nó intermediário e encaminhado quando o próximo link ficar disponível. Em um esquema de transmissão orientado a conexão, cada pacote segue a mesma rota pela rede e, portanto, todos os pacotes geralmente chegam ao destino na ordem em que foram enviados. Por outro lado, cada pacote pode seguir um caminho diferente pela rede em um esquema sem conexão ou datagrama. Como os datagramas podem não chegar ao destino na ordem em que foram enviados, eles são numerados para que possam ser remontados corretamente. Este último é o método usado para transmitir dados pela Internet.
Rede de transmissão
Uma rede de transmissão evita os procedimentos complexos de roteamento de uma rede comutada, garantindo que as transmissões de cada nó sejam recebidas por todos os outros nós da rede. Portanto, uma rede de transmissão possui apenas um único canal de comunicação. Uma rede local com fio (LAN), por exemplo, pode ser configurada como uma rede de transmissão, com um usuário conectado a cada nó e os nós normalmente dispostos em uma topologia de barramento, anel ou estrela, conforme mostrado na figura. Os nós conectados juntos em uma LAN sem fio podem transmitir via rádio ou links ópticos. Em uma escala maior, muitos sistemas de rádio por satélite são redes de transmissão, uma vez que cada estação terrestre dentro do sistema normalmente pode ouvir todas as mensagens transmitidas por um satélite.
Acesso à rede
Como todos os nós podem ouvir cada transmissão em uma rede de transmissão, um procedimento deve ser estabelecido para alocar um canal de comunicação ao nó ou nós que possuem pacotes a serem transmitidos e ao mesmo tempo impedir interferência destrutiva de colisões (transmissões simultâneas). Esse tipo de comunicação, chamado acesso múltiplo, pode ser estabelecido por agendamento (uma técnica na qual os nós se revezam na transmissão de maneira ordenada) ou por acesso aleatório ao canal.
Acesso agendado
Em um método de agendamento conhecido como TDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo), um intervalo de tempo é atribuído, por sua vez, a cada nó, que usa o slot se tiver algo a transmitir. Se alguns nós são muito mais ocupados que outros, o TDMA pode ser ineficiente, pois nenhum dado é transmitido durante os intervalos de tempo alocados aos nós silenciosos. Nesse caso, um sistema de reserva pode ser implementado, no qual há menos intervalos de tempo que os nós e um nó reserva um slot apenas quando é necessário para a transmissão.
Uma variação do TDMA é o processo de pesquisa, em que um controlador central pergunta a cada nó, por sua vez, se requer acesso ao canal, e um nó transmite um pacote ou mensagem apenas em resposta à sua pesquisa. Controladores "inteligentes" podem responder dinamicamente a nós que de repente ficam muito ocupados pesquisando-os com mais frequência para transmissões. Uma forma descentralizada de pesquisa é chamada passagem de token. Nesse sistema, um pacote especial de "token" é passado de nó para nó. Somente o nó com o token está autorizado a transmitir; todos os outros são ouvintes.
Acesso aleatório
Os esquemas de acesso agendado têm várias desvantagens, incluindo a grande sobrecarga necessária para os processos de reserva, sondagem e passagem de token e a possibilidade de longos períodos de inatividade quando apenas alguns nós estão transmitindo. Isso pode levar a atrasos extensos nas informações de roteamento, especialmente quando o tráfego pesado ocorre em diferentes partes da rede em momentos diferentes - uma característica de muitas redes práticas de comunicação. Os algoritmos de acesso aleatório foram projetados especificamente para fornecer aos nós algo para transmitir um acesso mais rápido ao canal. Embora o canal seja vulnerável a colisões de pacotes sob acesso aleatório, vários procedimentos foram desenvolvidos para reduzir essa probabilidade.
