اقرأ في هذا المقال
- ما هي موجات الميكروويف الأرضية في شبكات الحاسوب
- الخصائص العامة لنقل الميكروويف في شبكات الحاسوب
- أساسيات موجات الميكروويف وانتقال البيانات في شبكات الحاسوب
لا تُعد موجات الميكروويف مفيدة بشكل خاص في الهواتف ذات الاستخدام التجاري أو الشخصي ولكنّها ضرورية عندما يتعلق الأمر بخدمات الطوارئ أو المناطق النائية، كما تعتبر المناطق التي يكون فيها تركيب خطوط الهاتف صعبة للغاية أو ليس خياراً مناسباً لاتصالات الميكروويف لأنّها لا تتطلب خطوط هاتف مادية.
ما هي موجات الميكروويف الأرضية في شبكات الحاسوب
هناك نوعان من الموجات الدقيقة في شبكات الكمبيوتر، وهذه كالتالي:
أولاً: الميكروويف الأرضي
الميكروويف الأرضي: هي تقنية تنقل الحزمة المركزة لإشارة الراديو من هوائي إرسال بالموجات الدقيقة الأرضية إلى هوائي آخر.
الموجات الدقيقة: هي بشكل عام موجة كهرومغناطيسية لها تردد في نطاق من “1 جيجاهرتز” إلى “1000 جيجاهرتز”.
1- خصائص الميكروويف الأرضي
- هذه موجات أحادية الاتجاه بينما يجب محاذاة هوائي الإرسال والاستقبال ممّا يعني أنّ الهوائيات مركزة بشكل ضيق.
- هنا يتم تركيب الهوائيات على الأبراج لإرسال شعاع إلى هوائي آخر موجود على بعد كيلومتر.
- إنّه يعمل على الإرسال في خط البصر، ممّا يعني أنّ الهوائيات المثبتة على الأبراج في مرأى من بعضها البعض مباشرة.
- يتراوح مدى تردد الميكروويف الأرضي من “4 جيجاهرتز ” إلى “6 جيجاهرتز” إلى “21 جيجاهرتز ” إلى “23 جيجاهرتز”.
- تدعم الموجات الدقيقة الأرضية النطاق الترددي من “1 ميجابت في الثانية” إلى “10 ميجابت في الثانية”.
- هذه الموجات غير مكلفة لمسافات قصيرة.
- هذه باهظة الثمن لأنّها تتطلب برجاً أعلى لمسافة أطول.
- تتأثر الموجات الدقيقة الأرضية بالظروف البيئية وحجم الهوائي.
2- مزايا الميكروويف الأرضي
- نقل الميكروويف أرخص من استخدام الكابلات.
- خالية من الاستحواذ على الأرض، حيث لا تتطلب أي أرض لتركيب الكابلات.
- توفر هذه الموجات اتصالاً سهلاً في التضاريس؛ لأنّ تركيب الكابلات في التضاريس مهمة صعبة للغاية.
- يمكن تحقيق الاتصال عبر المحيطات باستخدام الإرسال بالموجات الدقيقة.
3- عيوب الميكروويف الأرضي
- إشارة خارج الطور.
- إنّه عرضة للظروف الجوية.
- النطاق الترددي محدود.
3- تطبيقات على الميكروويف الأرضي
- تستخدم لخدمات الهاتف لمسافات طويلة.
- تم تركيب جهاز إرسال طبق مكافئ عالياً.
- تستخدم لكل من الإرسال الصوتي والتلفزيوني.
- تستخدم من قبل شركات النقل الشائعة وكذلك الشبكات الخاصة.
- الأجسام الطويلة بما يكفي للتفاعل مع الموجات الدقيقة الأرضية هي يمكن أن تمنع الجدران الخرسانية (في المباني) الإرسال، ويمكن لخطوط نقل الطاقة الكهربائية في الأقطاب إتلاف الإشارات والزجاج في نوافذ المباني يمكن أن يفسد الإشارات.
ثانياً: ميكروويف الأقمار الصناعية
- يتم استخدامه للبث واستقبال الإشارات وكما يتم إرسال الإشارات إلى الفضاء، حيث يتم وضع هذه الأقمار الصناعية وتقوم بإعادة إرسال الإشارة إلى الموقع المناسب.
- إنّه يعمل كمكرر لأنّه يتلقى الإشارة فقط ويعيد إرسالها.
- يجب محاذاة الأقمار الصناعية بشكل صحيح مع الأرض حتى يعمل هذا النظام.
- إنّه جسم مادي يدور حول الأرض على ارتفاع معروف.
- تُعد الاتصالات عبر الأقمار الصناعية أكثر مرونة وموثوقية في الوقت الحاضر من أنظمة الكابلات والألياف البصرية.
- بمساعدة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية يمكن التواصل مع أي نقطة في العالم.
- يقبل الإشارة التي يتم إرسالها من المحطة الأرضية ويقوم بتضخيم الإشارة.
- يتم إعادة إرسال الإشارة المكبرة إلى محطة أرضية أخرى.
1- مزايا ميكروويف الأقمار الصناعية
- مناطق تغطية الموجات الدقيقة عبر الأقمار الصناعية هي أكثر من مناطق الميكروويف الأرضية.
- تكلفة إرسال القمر الصناعي مستقلة عن المسافة من مركز منطقة التغطية.
- يستخدم هذا النوع من الاتصالات في تطبيقات الاتصالات المتنقلةواللاسلكية.
- إنّه سهل التثبيت.
- يستخدم إرسال الموجات الصغرية عبر الأقمار الصناعية في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل التنبؤ بالطقس وبث إشارات الراديو أو التلفاز والاتصالات المتنقلة، وما إلى ذلك.
2- عيوب ميكروويف الأقمار الصناعية
- يتطلب تصميم وتطوير أفران الميكروويف الفضائية مزيداً من الوقت وتكلفة أعلى.
- تحتاج هذه الموجات دائماً إلى المراقبة والتحكم في فترات منتظمة حتى تظل في المدار.
- عمر القمر الصناعي حوالي “12 سنة” إلى “15 سنة”، لهذا السبب يجب التخطيط لإطلاق القمر الصناعي مرة أخرى قبل أن يصبح غير فعال.
الخصائص العامة لنقل الميكروويف في شبكات الحاسوب
- التكوين يتكون راديو الميكروويف من هوائيات متمركزة داخل أطباق عاكسة متصلة بهياكل مثل الأبراج أو المباني.
- تربط الكابلات الهوائيات بجهاز الإرسال أي الاستقبال الفعلي.
- يوفر الموجات الدقيقة ذات النطاق الترددي نطاقاً ترددياً كبيراً، وغالباً ما يزيد عن “6 جيجابت في الثانية”.
- يعمل الميكروويف وخاصة الميكروويف الرقمي بشكل جيد في هذا الصدد بافتراض التصميم المناسب، ومع ذلك فإنّ هذا الراديو عالي التردد عرضة بشكل خاص للتداخل البيئي وعلى سبيل المثال هطول الأمطار والضباب والدخان، كما يعمل الميكروويف بشكل جيد في هذا الصدد.
- إنّ مسافة الميكروويف هي مسافة محدودة خاصةً عند الترددات الأعلى، كما يمكن تخفيف هذا القيد من خلال صفائف خاصة، وأكثر تعقيداً من الهوائيات تتضمن التنوع المكاني من أجل جمع المزيد من الإشارات.
- الأمان كما هو الحال مع جميع أنظمة الراديو فإنّ الميكروويف ليس آمناً بطبيعته، كما يجب فرض الأمن من خلال تشفير أو تخليط الإشارة.
- التكلفة يمكن أن تكون تكلفة اقتناء ونشر وإعادة ترتيب الميكروويف عالية، ومع ذلك فإنّه غالباً ما يُقارن بشكل إيجابي جداً مع أنظمة الكابلات، والتي تتطلب حق الطريق وحفر الخنادق والقناة والربط وما إلى ذلك.
- التطبيقات كان الميكروويف يستخدم في الأصل للاتصالات الصوتية ونقل البيانات لمسافات طويلة والتنافس مع شركات النقل لمسافات طويلة، تم العثور على الميكروويف هو البديل الأكثر جاذبية للأنظمة الكابلية بسبب السرعة والتكلفة المنخفضة لنشر “qf” حيثما كان ذلك ممكنا.
- ومع ذلك يتم استخدام تقنية الألياف الضوئية حالياً في هذا الصدد، تشمل التطبيقات المعاصرة الشبكات الخاصة، والتوصيل البيني لمفاتيح الراديو الخلوية وكبديل للأنظمة الموصلة بالكابلات في ضوء التضاريس الصعبة.
أساسيات موجات الميكروويف وانتقال البيانات في شبكات الحاسوب
راديو الميكروويف هو شكل من أشكال الإرسال الراديوي الذي يستخدم، كما تم تطوير الترددات الفائقة من تجارب الرادار أي الكشف عن الراديو، وتحديد المدى خلال الفترة التي سبقت الحرب العالمية الثانية وهناك العديد من نطاقات التردد المخصصة لأنظمة الميكروويف، وكلها في نطاق “Giga Hertz” وطول الموجة في نطاق المليمتر.
كما يؤدي هذا الطول الموجي القصير جداً إلى ظهور مصطلح الميكروويف، وهذه الإشارات عالية التردد معرضة بشكل خاص للتوهين وبالتالي يجب تضخيمها أو تكرارها بعد مسافة معينة، ومن أجل تعظيم قوة إشارة التردد العالي هذه وبالتالي زيادة مسافة الإرسال عند المستويات المقبولة فإنّ الحزم الراديوية شديدة التركيز.
يتركز هوائي الإرسال في صحن معدني عاكس مقعر يعمل على تركيز حزمة الراديو بأقصى تأثير على هوائي الاستقبال، وبالمثل يتركز هوائي الاستقبال في طبق معدني مقعر والذي يعمل على جمع أكبر قدر من الإشارة الواردة، كما إنّه نظام إرسال من نقطة إلى نقطة وليس بث.
بالإضافة إلى ذلك يجب أن يكون كل هوائي في نطاق رؤية الهوائي التالي، ونظراً لانحناء الأرض والمشاكل الواضحة للانتقال عبرها، فإنّ قفزات الميكروويف بشكل عام محدودة بـ “50 ميلاً” أي “80 كم” وإذا كانت الترددات أعلى داخل نطاق الموجات الصغرية، فإنّ هذا التأثير يكون أكثر من الترددات المنخفضة في نفس النطاق.
