مقدمة فى منظومة الاتصالات Communications و نقل الإشارات الكهربية

سلام الله عليكم و رحمته و بركاته 

أبدأ اليوم كما وعدتكم احبائي الكرام في أول موضوع لي فى مجال الإتصالات الخلوية و نذكر بأن ذلك المجال يهدف الى تطبيق إنتقال الإشارات الكهربية فى الوسط المادي و هو الهواء بسرعة الضوء 

   عنوان هذا الموضوع كما قرأتم هو :  مقدمة فى منظومة الاتصالات و نقل الإشارات الكهربية  و الغرض من ذلك العنوان هو معرفة كيف تنقل المعلومات من مكان إلى اخر لاسلكياً الى عبر مسافات بعيدة بإستخدام الإشارات الكهربية التى تعبر عن المعلومات حيث تمتاز هذه الطريقة بسهولة التحكم فيها كما تنتقل كما ذكرت عبر الوسط المادي بسرعة الضوء وهى (8^10*3)م\ث

إذن نحن الان أمام سؤال جديد وهو : ما المقصود بأنظمة نقل المعلومات بصفة عامة ؟

نقل المعلومات هى التقنية الأولى و الأساسية فى نظم الإتصالات من ابسطها إلى اعقدها فعلى سبيل المثال لا الحصر : المنظومة العامة المستخدمة فى صناعة الهواتف النقالة , هى المسؤلة عن تشغيل الهاتف بدونها لا يتم انتقال الإشارات الكهربية بين أجزاء الهاتف الداخلية فعندما تريد إجراء مكالمة هاتفية فعند الضغط على زر الإتصال فإن الأتي يحدث فى اقل من ثانية واحدة :-

يرسل هاتفك شحنة كهربية صغيرة تختلف قيمتها من هاتف لأخر الى الجزء الخاص بإجراء المكالمات فى دائرة الشبكة لتنشيطه*

  SIM الشبكة و الذي يعمل على ارسال و إستقبال البيانات من شريحة IC يقوم المعالج الأساسي بالهاتف بإرسال بيانات خاصة 

إن نقل المعلومات او البيانات يحتاج إلى حدوث تغيير في الإشارة الكهربية مع الزمن فمثلاً إذا قمت بنقل إشارة كهربية بجهد مقداره 9 فولت للتيار المستمر فعندما يصل الجهد تدريجياً الى تلك القيمة فإنه لا توجد اى بيانات يتم نقلها من دائرة الإرسال إلى دائرة الإستقبال بدون ان يحدث تغير فى الجهد كما ذكرت . ليس تغير الإشارة الكهربية مع الزمن فقط هو الشرط الكافي لنقل البيانات وإنما هناك شرطاً اخراً و هو يتعلق بالنوع الأخر من التيار الكهربي و هو التيار المتردد فمثلاً إذا اردت نقل إشارة بجده مقداره 220 فولت - 50 هيرتز فإنه بمجرد وصول قيمة الجهد إلى 220 فولت فإن مقدار البيانات المحمولة او المنقولة تكاد تكون  للموجة الجيبيةPhase angle او زاوية الوجه Amplitude منعدمة إذا لم يتم تغيير الإتساع

حيث يتولد Noise خلال عملية إرسال البيانات فإن الإشارات الكهربية المعبرة عن المعلومات تتعرض للشوشرة او التشويش

هذا التشويش من طرق متعددة منها ماهو من المصادر الطبيعية مثل : العوائق - المعادن و منها ما هو من صنع الإنسان و تم

التغلب على مشكلات التشويش على الإشارات المنقولة  عن طريق ضبط نسبة الإشارة إلى نسبة التشويش

Signal - To - Noise Ratio (S\N)

هنالك بعض المصطلحات التى ينبغي ان تكون على علم تام بها و هى :

 هو اول كلمة سوف تراها فى اى نوع من انواع منظومات الإتصالات المختلفة و يعمل المشفر على  : Encoder المشفر 

الإحتفاظ بالبيانات المدخلة اليه بشكل كلي او جزئي حيث يوضع فى الجزء الاول من المنظومة و هو دوائر الإرسال

 يأتي فى المقام الثاني من حيث التواجد فى الجزء الأول من المنظومة و يعمل ال معَدِل على اعطاء  :  Modulator المعَدِل

Digital processing الإشارة الحاملة للبيانات بعض التغيرات عليها حتى يتم نقلها بطريقة امنة و بالطرق المتطورة ك

: Communication channel قناة الإتصال 
هي الجزء الاوسط بمنظومة الإتصالات وبدونها لا يكون هناك أي إتصال بين المرسل و المستقبل و هى فى اكثر الأحيان تكون مكون مادي بالدائرة الإلكترونية و تتكون من متذبذب بقيمة معينه و بعض المكثفات لعمل تنقية للبيانات المرسلة

          يأتي دور الكاشف فى المقام الثالث من حيث تواجده , يعمل الكاشف على إستقبال الإشارة و  :  Demodulator الكاشف

Decoder من ثم يتأكد من تصحيح الإشارات المرسلة لمررها بعد ذلك على مفكك الشفرة

 يأتي فى المقام الأخير من حيث تواجده , يعمل المفكك على استقبال المعلومات التى قام الكاشف  :  Decoder مفكك الشفرة

(0,1)Binary بمعالجتها ثم يقوم بتحويلها إلى اوامر ثنائية  Demodulator

الشكل التالي يوضح رسم تخطيطي لمنظومة اتصالات في إتجاة واحد . ويتبين من هذا المخطط ان انتقال البيانات يتم في إتجاة واحد دائماً من مصدر المعلومات ثم المشفر ثم المعَدِل ثم تنتقل الإشارة بعد ذلك على قناة إتصال و منها إلى المستقبل الذي يقوم بعمليات معاكسة لما تم في دوائر الإرسال . تمر الإشارة بعد ذلك إلى الكاشف ثم إلى مفكك الشفرة . ليس بالضرورة ان يحتوي اي نوع من انواع منظومات الإتصالات على المشفر و مفكك الشفرة فيمكن إدخال البيانات المراد إرسالها إلى المعَدِل مباشرةً وعند وصولها الى دائرة الإستقبال يقوم الكاشف بإسترجاع المعلومات المرسلة مرة أخرى و لكن فائدة المشفر كما ذكرت هو إختيار الشكل الأمثل للإشارة المراد إرسالها و ذلك لتسهيل الحصول عليها مرة اخرى . من امثلة المخطط التالي (محطات الإذاعة التلفزيونية

إذن لماذا نقوم بتشفير البيانات التى نقوم بإرسالها ؟

إذا قمنا بإرسال ما نريد من بيانات دون تشفير فإن تلك البيانات عرضة للسرقة و التشويش عليها حيث ان السرقة و التشويش اصبحت تكنولوجيا خبيثة منافسة لمنظومة إرسال البينات - كذلك يمكننا تصحيح بعض الأخطاء التي قد تحدث أثناء إرسال المعلومات لذا تقوم بالتشفير لسرية و امن تلك البيانات المرسلة

ماذا إذا اردنا ان نصمم منظومة إتصالات بإستخدام نظام الإتصال المتبادل و ذلك لتفادي عيب النواع السابق ذكرة و هو المنظومة التي تعمل فى إتجاة واحد فإننا لا نستطيع من خلال ذلك النوع الرد على الرسائل او ارسال اي رسائل فقط الأمر يقتصر على الإستقبال
لذا فنحن بحاجة الى منظومة إتصالات جديدة وهى : المنظومة النصف مزدوجة و منظومة الاتصال المزدوج
فى منظومة الإتصال النصف مزدوجة تدخل البيانات المراد ارسالها بالطريقة التى ذكرتها فى منظومة الإتصالات فى اتجاة واحد ثم تتبع مسارها المعتاد إلى ان تخرج من من مفكك الإشارة و هنا يجب يدوياً ادخال البيانات التى تم استقبالها ليعاد ارسالها بعد ما تم إجراء التعديل المطلوب ارساله عليها

ولكن فى منظومة الإتصالات المزدوجة الكاملة لا يحدث السابق بل يتم استقبال الإشارة وإعادة إرسالها اوتوماتيكياً دون تدخل من الإنسان

تحياتي
م.عبد الرحمن عريبي