Red de telecomunicaciones, sistema electrónico de enlaces y conmutadores, y los controles que rigen su funcionamiento, que permite la transferencia e intercambio de datos entre múltiples usuarios.
Cuando varios usuarios de medios de telecomunicaciones desean comunicarse entre sí, deben organizarse en alguna forma de red. En teoría, a cada usuario se le puede dar un enlace directo punto a punto a todos los demás usuarios en lo que se conoce como una topología completamente conectada (similar a las conexiones empleadas en los primeros días de la telefonía), pero en la práctica esta técnica es poco práctico y costoso, especialmente para una red grande y dispersa. Además, el método es ineficiente, ya que la mayoría de los enlaces estarán inactivos en cualquier momento. Las redes de telecomunicaciones modernas evitan estos problemas estableciendo una red vinculada de conmutadores o nodos, de modo que cada usuario esté conectado a uno de los nodos. Cada enlace en dicha red se llama un canal de comunicaciones. Se puede usar cable, cable de fibra óptica y ondas de radio para diferentes canales de comunicación.
Tipos de redes
Red de comunicaciones conmutada
Una red de comunicaciones conmutada transfiere datos de origen a destino a través de una serie de nodos de red. El cambio se puede hacer de una de dos maneras. En una red con conmutación de circuitos, se establece una ruta física dedicada a través de la red y se mantiene durante el tiempo que sea necesaria la comunicación. Un ejemplo de este tipo de red es el sistema telefónico tradicional (analógico). Una red de paquetes conmutados, por otro lado, enruta los datos digitales en pequeñas piezas llamadas paquetes, cada uno de los cuales procede de forma independiente a través de la red. En un proceso llamado almacenar y reenviar, cada paquete se almacena temporalmente en cada nodo intermedio, luego se reenvía cuando el siguiente enlace está disponible. En un esquema de transmisión orientado a la conexión, cada paquete toma la misma ruta a través de la red y, por lo tanto, todos los paquetes generalmente llegan al destino en el orden en que fueron enviados. Por el contrario, cada paquete puede tomar una ruta diferente a través de la red en un esquema de datagrama o sin conexión. Dado que los datagramas pueden no llegar al destino en el orden en que fueron enviados, están numerados para que puedan volverse a ensamblar correctamente. Este último es el método que se utiliza para transmitir datos a través de Internet.
Red de difusión
Una red de difusión evita los complejos procedimientos de enrutamiento de una red conmutada al garantizar que las transmisiones de cada nodo sean recibidas por todos los demás nodos de la red. Por lo tanto, una red de difusión tiene un solo canal de comunicaciones. Una red de área local (LAN) cableada, por ejemplo, puede configurarse como una red de difusión, con un usuario conectado a cada nodo y los nodos típicamente dispuestos en una topología de bus, anillo o estrella, como se muestra en la figura. Los nodos conectados entre sí en una LAN inalámbrica pueden transmitir a través de radio o enlaces ópticos. En una escala mayor, muchos sistemas de radio satelital son redes de transmisión, ya que cada estación terrestre dentro del sistema típicamente puede escuchar todos los mensajes transmitidos por un satélite.
Acceso a la red
Dado que todos los nodos pueden escuchar cada transmisión en una red de difusión, se debe establecer un procedimiento para asignar un canal de comunicaciones al nodo o nodos que tienen paquetes para transmitir y al mismo tiempo evitar interferencias destructivas de colisiones (transmisiones simultáneas). Este tipo de comunicación, llamada acceso múltiple, se puede establecer mediante programación (una técnica en la que los nodos se turnan para transmitir de manera ordenada) o mediante acceso aleatorio al canal.
Acceso programado
En un método de programación conocido como acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), se asigna un intervalo de tiempo a cada nodo, que utiliza el intervalo si tiene algo que transmitir. Si algunos nodos están mucho más ocupados que otros, entonces TDMA puede ser ineficiente, ya que no se pasan datos durante los intervalos de tiempo asignados a los nodos silenciosos. En este caso, se puede implementar un sistema de reserva, en el que hay menos intervalos de tiempo que los nodos y un nodo reserva un intervalo solo cuando es necesario para la transmisión.
Una variación de TDMA es el proceso de sondeo, en el que un controlador central pregunta a cada nodo por turno si requiere acceso al canal, y un nodo transmite un paquete o mensaje solo en respuesta a su sondeo. Los controladores "inteligentes" pueden responder dinámicamente a los nodos que de repente se vuelven muy ocupados al sondearlos con mayor frecuencia para las transmisiones. Una forma descentralizada de sondeo se llama transferencia de tokens. En este sistema, se pasa un paquete especial de "token" de nodo a nodo. Solo el nodo con el token está autorizado a transmitir; Todos los demás son oyentes.
Acceso aleatorio
Los esquemas de acceso programado tienen varias desventajas, incluida la gran sobrecarga requerida para los procesos de reserva, sondeo y transferencia de tokens y la posibilidad de largos períodos de inactividad cuando solo se transmiten unos pocos nodos. Esto puede conducir a demoras extensas en la información de enrutamiento, especialmente cuando se produce tráfico pesado en diferentes partes de la red en diferentes momentos, una característica de muchas redes de comunicaciones prácticas. Los algoritmos de acceso aleatorio fueron diseñados específicamente para dar a los nodos algo para transmitir un acceso más rápido al canal. Aunque el canal es vulnerable a colisiones de paquetes bajo acceso aleatorio, se han desarrollado varios procedimientos para reducir esta probabilidad.
