اقرأ في هذا المقال
يحدث ضعف الإرسال عندما تختلف الإشارة المستقبلة عن الإشارة المرسلة، كما يمكن إرسال إشارة كإشارة تماثلية أو يمكن إرسالها كإشارة رقمية، وفي الإشارات التماثلية بسبب ضعف الإرسال تحصل الإشارة المستقبلة الناتجة على سعة أو شكل مختلف، وفي حالة الإشارات المرسلة رقمياً من جانب المستقبل يتم الحصول على تغييرات في البتات “0” أو “1”.
أساسيات ضعف الإرسال في شبكات الحاسوب
في نظام الاتصال للبيانات في شبكات الحاسوب تنتقل الإشارات التماثلية من خلال وسائط الإرسال والتي تنحني إلى تدهور جودة الإشارة التماثلية وهذا النقص يعمل على ضعف الإشارة، كما يحدد القوة النسبية لإشارتين أو إشارة واحدة عند نقطتين متنوعتين.
كما تشمل عيوب إرسال الشبكة المحلية اللاسلكية الشائعة فقدان المسار والتشوه متعدد المسارات وتداخل التردد اللاسلكي، وفقدان المسار وهو التوهين الذي تتعرض له الإشارة بسبب مسافة الانتشار بين الراديو ونقطة الوصول وموجود في جميع عمليات إرسال الشبكة المحلية اللاسلكية.
ما هو ضعف النقل وما هي أسبابه
الأسباب الثلاثة المختلفة للضعف هي التوهين والتشويه والضوضاء، حيث أنّ التوهين يعني فقدان الطاقة وعندما تنتقل إشارة سواء كانت بسيطة أو مركبة عبر وسيط، فإنّها تفقد بعض طاقتها في التغلب على مقاومة الوسيط، كما تختلف سرعة انتشار مكونات التردد المختلفة للإشارة في الوسائط الموجهة وهذا يؤدي إلى تأخير تشويه الإشارة.
أمّا بالنسبة للإشارة ذات النطاق الترددي تم العثور على سرعة الانتشار لتكون الحد الأقصى بالقرب من التردد المركزي وأقل على جانبي نطاق التردد، وفي حالة الإشارات التماثلية يتم تشويه الإشارة المستقبلة بسبب التأخير المتغير للمكونات المختلفة، وفي حالة الإشارات الرقمية تكون المشكلة أكثر خطورة.
كما تمتد بعض مكونات التردد لموضع بت واحد إلى مواضع بتات أخرى بسبب تشوه التأخير، كما يؤدي هذا إلى تداخل بين الرموز ممّا يحد من أقصى معدل للبتات للإرسال عبر وسيط إرسال معين، كما يمكن أيضاً معادلة تشوه التأخير مثل تشوه التوهين باستخدام معادلات مناسبة.
وفي الشبكة الضوئية ذات الطول الموجي تبقى الإشارة المرسلة في المجال البصري عبر المسار بأكمله أي مسار الضوء المخصص لها بين عقدتي المصدر والوجهة، كما قد تضطر الإشارة الضوئية إلى اجتياز عدد من مفاتيح التوصيل المتقاطع “XCS” ومقاطع الألياف والمكبرات الضوئية على سبيل المثال ومضخمات الألياف المشبعة بالإربيوم “EDFAs”، وبالتالي أثناء الانتشار عبر الشبكة قد تتدهور جودة الإشارة لأنّها تواجه تداخلاً في “XCSs” وتلتقط أيضاً ضوضاء الانبعاث التلقائي المضخم “ASE” في “EDFAs”.
ونظراً لأنّ هذه الانحرافات تستمر في تدهور جودة الإشارة أثناء تقدمها نحو وجهتها فقد يصبح معدل الخطأ في البتات المستقبَل “BER” عند العقدة الوجهة مرتفعاً بشكل غير مقبول، وافترض العمل السابق على توجيه مسار الضوء ومشكلة تخصيص الطول الموجي “RWA” طبقة مادية مثالية وتجاهل عيوب الإرسال هذه.
وتتمثل المساهمة الرئيسية في دمج دور الطبقة المادية في إعداد مسارات الضوء من خلال استخدام النماذج المناسبة للأجهزة البصرية متعددة الأطوال الموجية “XCSs” و”EDFAs”، بحيث يمكن حساب معدل الخطأ في البتات “BER” لمسار الضوء المرشح مسبقاً، كما تحديد ما إذا كان يجب استخدام مسار الضوء هذا لإجراء المكالمة.
وتتكامل الميزات من خوارزميات “RWA” الحالية مع آلية حساب معدل الخطأ في البتات “BER” على الإنترنت، كما تشير دراسات المحاكاة التي القيام بها إلى أنّ استخدام خوارزميات قبول المكالمات المستندة إلى “BER” له تأثير كبير على أداء الشبكات الواقعية.
- “XCS” هي اختصار لـ “cross connection switches”.
- “EDFAs” هي اختصار لـ “Erbium-doped fiber amplifier”.
- “BER” هي اختصار لـ “bit error rate”.
- “RWA” هي اختصار لـ “Routing and Wavelength Assignment”.
- “ASE” هي اختصار لـ “Adaptive Server Enterprise”.
أسباب ضعف الإرسال
أولاً: الضوضاء
الضوضاء: هو العامل الرئيسي لتشويه الإرسال، حيث تتم إضافة أي إشارة غير مرغوب فيها إلى الإشارة المرسلة والتي يتم من خلالها تعديل الإشارة المرسلة الناتجة، ومن الصعب إزالة إشارة الضوضاء غير المرغوب فيها من جانب المستقبل، وهذه الضوضاء هي أنواع مختلفة مثل ضوضاء اللقطة والضوضاء النبضية والضوضاء الحرارية وما إلى ذلك.
يمكن تعريف الضوضاء بأنّها طاقة غير مرغوب فيها من مصادر أخرى غير جهاز الإرسال، كما تحدث الضوضاء الحرارية بسبب الحركة العشوائية للإلكترونات في السلك ولا يمكن تجنبها.
مصادر الضوضاء
1- الضوضاء الحرارية
الضوضاء الحرارية: هو نوع من الضوضاء، حيث تنتج حركة الإلكترون غير المنتظمة في السلك إشارة إضافية، ويسمى أيضاً باسم الضوضاء البيضاء لأنّ التردد يشمل نطاق واسعًا من الترددات.
2- ضوضاء التحويل البيني
هنا يمكن أن تشترك قناة إرسال الإشارة في أكثر من إشارة ويتم إنشاء ضوضاء التشكيل البيني، وعلى سبيل المثال ضع في اعتبارك إشارتين “S1” و”S2″، حيث تولدان إشارات من الترددات “S1 + S2″ و”S1 – S2” والتي قد تتداخل مع إشارات نفس الترددات المرسلة من قبل المرسل، وفي أي جزء من نظام الاتصال يتم إدخال ضوضاء التشكيل البيني بسبب هذا الموقف.
3- ضوضاء الحديث المتبادل
ضوضاء الحديث المتبادل: هو تأثير سلك على سلك آخر، كما يعمل أحد السلكين بمثابة هوائي إرسال والآخر أي وسيط الإرسال بمثابة هوائي استقبال.
وعلى سبيل المثال أنظمة الهاتف، حيث من الشائع سماع محادثة لأشخاص آخرين في الخلفية وهذا هو المعروف باسم الكلام المتقاطع.
4- ضوضاء الاندفاع
ضوضاء الاندفاع: هي نبضات أو ارتفاعات غير منتظمة ناتجة عن ظاهرة خطوط الكهرباء أي شرارة البرق بسبب فقدان الاتصال في الدوائر الكهربائية وما إلى ذلك، كما إنّه مصدر أساسي للخطأ في البيانات الرقمية.
ثانياً: التوهين
التوهين: يعني فقدان الطاقة، حيث تنخفض قوة الإشارة مع المسافة على أي وسيط إرسال.
بالنسبة للوسائط الموجهة يكون هذا الانخفاض في القوة أو التوهين لوغاريتمياً بشكل عام، وبالتالي يتم التعبير عنه عادةً في صورة عدد ثابت من الديسيبل لكل وحدة مسافة.
ثالثاً: التشويه
التشويه: يعني أنّ الإشارة تغير شكلها أو شكلها، وتشويه التأخير هو ظاهرة خاصة بوسائط النقل الموجهة، كما يحدث التشوه بسبب حقيقة أنّ سرعة انتشار الإشارة عبر وسيط موجه تختلف باختلاف التردد.
بالنسبة للإشارة ذات النطاق الترددي تميل السرعة إلى أن تكون أعلى بالقرب من التردد المركزي وأقل باتجاه حافتي النطاق، وبالتالي ستصل مكونات التردد المختلفة للإشارة إلى جهاز الاستقبال في أوقات مختلفة، كما يشار إلى هذا التأثير باسم تشويه التأخير، حيث يتم تشويه الإشارة المستقبلة بسبب التأخير المتغير في مكوناتها.
تشير الضوضاء إلى أي إشارة غير مرغوب فيها، أمّا بالنسبة لأي حدث إرسال بيانات ستتألف الإشارة المستقبلة من الإشارة المرسلة والمعدلة بالتشوهات المختلفة التي يفرضها نظام الإرسال، بالإضافة إلى الإشارات الإضافية غير المطلوبة التي يتم إدخالها في مكان ما بين الإرسال والاستقبال، كم يشار إلى هذه التشويه بالإشارات غير المرغوب فيها على أنّها الضوضاء عامل مقيد رئيسي في أداء نظام الاتصالات.
