ما هي وسائط النقل الموجهة وغير الموجهة في شبكات الحاسوب

يعرض الكمبيوتر وأجهزة الاتصال الأخرى البيانات في أسلوب إشارات، كما تنتقل الإشارات بين الأجهزة المتصلة في شكل طاقة كهرومغناطيسية ومن ثم تُعد الإشارات إشارات كهرومغناطيسية، والإشارات الكهرومغناطيسية هي خليط من المجالات الكهربائية والمغناطيسية التي تهتز بالنسبة لبعضها البعض وتستطيع أن ترسل الإشارات الكهرومغناطيسية من خلال وسائط نقل مختلفة وكما يتم تجزئة وسائط النقل في مجال كبير إلى نوعين هما الوسائط الموجهة وغير الموجهة.

ما هي وسائط النقل

وسائط النقل: هي الطريقة التي يتم بها توصيل الأنظمة لتوجيه إشارات البيانات في الشبكة، كما يتم استخدام كل من الموجه وغير الموجه للاتصال لمسافات قصيرة أي شبكات “LAN” و”MAN” وكذلك اتصالات المسافات الطويلة “WAN“.

• “WAN” هي اختصار لـ “Wide Area Network”.

• “MAN” هي اختصار لـ “Metropolitan Area Network”.

• “LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.

فئات وسائط النقل في الشبكات

أولاً: الوسائط النقل الموجهة أي السلكية

وسائط النقل الموجهة: هي نوع وسائط أكثر شيوعاً باسم الاتصال السلكي أو وسائط النقل المحدودة، كما تنتقل الإشارات الكهرومغناطيسية بين أجهزة الاتصال عبر وسيط أو موصل مادي، ونظراً لأنّ وسيط الإرسال هو موصل مادي فإنّه يوفر أيضاً اتجاهاً للإشارة، ولكن هناك قيود مادية للموصل في الوسائط الموجهة مثل طول الموصل وتكلفة تركيبه وصيانته وتتكون الوسائط من الاتصال المادي بين المصدر والوجهة عبر سلك أو كابل.

1- أساسيات الوسائط النقل الموجهة

يتم تجزئة الوسائط الموجهة بشكل أكبر إلى ثلاث أنواع هي كابل مزدوج مجدول وكابل متحد المحور وكابل ألياف ضوئية، كما يتضمن كابل الزوج الملتوي على سلكين موصلين مربوطين ببعضهما البعض وكل منهما محاط بمادة عازلة، وكابل الزوج الملتوي مرن وسهل التركيب لكنّها ذات نطاق ترددي منخفض وتوفر حماية أقل من التداخل، وكابل الزوج الملتوي هو أيضاً من نوعين كابل زوج مجدول محمي وغير محمي.

يحتوي الكابل المحوري على موصل مركزي أي نحاسي عادةً محاط بغلاف عازل والذي يتم تغطيته بشكل إضافي في جديلة معدنية خارجية، ويعمل كحماية ضد الضوضاء وكموصل ثانٍ ينهي الدائرة والغطاء المعدني الخارجي مغطى أيضاً بغطاء عازل، ويحمل الكابل متحد المحور إشارات ذات تردد أعلى من كابل الزوج الملتوي.

الفئة الثالثة هي الألياف الضوئية المكونة من الزجاج أو البلاستيك وتنقل الإشارات على شكل ضوء والألياف الضوئية مقاومة للضوضاء ولديها توهين أقل للإشارة، ولديها نطاق ترددي أعلى بالنسبة لكابل الزوج الملتوي والكابل المحوري ولكن لها أيضاً بعض العيوب، مثل إنّه مكلف للغاية ويتطلب الكثير من رسوم التركيب والصيانة لأنّ أي خلل في الكابل يمكن أن ينشر الضوء ويغير الإشارات، ونظراً لأنّ الألياف الضوئية مصنوعة من الزجاج فهي هشة جداً.

2- أنواع الوسائط الموجهة

أولاً: الكابل الثنائي الملفوف

• إنّها أكثر الوسائط استخداماً في جميع أنحاء العالم وجميع بدالات الهاتف المحلية مصنوعة من زوج مجدول من النحاس، ويتم إعادة استخدام خطوط الهاتف هذه كروابط وصول إلى الخط الأخير للوصول إلى الإنترنت من المنزل.

• تُستخدم أيضاً الأسلاك النحاسية المزدوجة الملتوية في كابلات “Ethernet LAN” داخل المنازل والمكاتب.

• يدعم معدلات بيانات منخفضة إلى عالية والتي تكون في حدود جيجابايت.

• هذه الأسلاك فعالة حتى مسافة قصوى تبلغ بضعة كيلومترات أو أميال، لأنّ قوة الإشارة تضيع بشكل كبير خارج المسافة.

• تأتي في نوعين مختلفين على النحو التالي هما زوج ملتوي غير محمي “UTP” وزوج ملتوي محمي “STP”

• لكل متغير هناك العديد من المتغيرات الفرعية بناءً على سمك المادة مثل “UTP-3″ و”UTP-5″ و”UTP-7”.

ملاحظة:“STP” هي اختصار لـ “shielded twisted-pair” و”” هي اختصار لـ “Unshielded twisted pair”.

ثانياً: كابل متحد المحور

• تتكون الكابلات النحاسية المحورية من موصل نحاسي داخلي ودرع نحاسي خارجي مفصولة بمادة عازلة كهربائية ممّا يساعد في منع فقدان الإشارة.

• الكابلات النحاسية المحورية المستخدمة في شبكات تلفاز الكابل وكخطوط رئيسية بين معدات الاتصالات.

• يعمل كخط وصول إلى الإنترنت من المنزل ويدعم معدلات البيانات المتوسطة إلى العالية.

ثالثاً: كابل الألياف الضوئية

• في كابل الألياف الضوئية يتم إرسال المعلومات عن طريق انتشار الإشارات الضوئية عبر كابلات الألياف الضوئية وليس من خلال الإشارات الكهربائية أو الكهرومغناطيسية، ولهذا السبب تدعم اتصالات الألياف الضوئية مسافات أطول حيث لا يوجد تداخل كهربائي.

• تصنع كابلات الألياف الضوئية من خيوط رفيعة جداً من الزجاج أي السيليكا ويدعم معدلات البيانات العالية.

• يتم استخدامه للوصول إلى الإنترنت من المنزل عبر خطوط الألياف إلى المنزل “FTTH“.

• وبعض الأمثلة هي “OC-48″ و”OC-192″ و”FTTC” و”HFC”.

ملاحظة:“FTTC” هي اختصار لـ “Fiber to the curb/cabinet”.

ملاحظة:“FTTH” هي اختصار لـ “Fiber to the Home”.

ملاحظة:“HFC” هي اختصار لـ “Hybrid Fiber Coax”.

ثانياً: وسائط نقل غير موجهة

وسائط النقل غير الموجهة: هي وسائط لا يوجد فيها اتصال مادي بين المصدر والوجهة وبدلاً من ذلك يستخدمون الهواء نفسه وهذه الاتصالات ليست ملزمة لقناة لمتابعة وأيضاً الاتصال اللاسلكي ولا يتطلب أي وسيط فيزيائي لنقل الإشارات الكهرومغناطيسية، وفي الوسائط غير الموجهة يتم بث الإشارات الكهرومغناطيسية عبر الهواء للجميع وهذه الإشارات متاحة لمن لديه جهاز قادر على استقبال تلك الإشارات.

1- أساسيات وسائط النقل غير الموجهة

تُعد الوسائط غير الموجهة أيضاً بالوسائط غير المحدودة لأنّها لا تتضمن على أي مشاكل على الحدود كما تتيح الوسائط غير الموجهة للمستعمل بالنقل طوال الوقت، حيث أنّ الاتصال لاسلكي يمكن للمستخدم توصيل نفسه من أي مكان بالشبكة.

يتم تصنيف الوسائط غير الموجهة إلى موجات الراديو والموجات الدقيقة وموجات الأشعة تحت الحمراء كما تتولد موجات الراديو بسهولة، وإنّها إشارات منخفضة التردد ويمكنها السفر لمسافات طويلة ويمكن لموجات الراديو أن تخترق المباني.

تنتقل موجات الميكروويف في خط مستقيم وبالتالي تحتاج لنقل خط البصر، والمسافة التي تغطيها إشارة الميكروويف ترتبط بارتفاع الهوائيين، وكلما كانت الهوائيات أطول كلما كانت المسافة التي تغطيها الإشارة أطول، وتردد الميكروويف أعلى من موجات الراديو ويستعمل الميكروويف للهواتف المحمولة للاتصالات الهاتفية والتوزيع التلفزيوني.

تستعمل موجات الأشعة تحت الحمراء للاتصال قصير المدى مثل جهاز التحكم عن بعد “remote control” لأجهزة التلفاز وأجهزة “VCR” التي تعتمد على موجات الأشعة تحت الحمراء، كما لا يمكن اختراق العوائق لتشغيل نظام الأشعة تحت الحمراء لأنّه أكثر أماناً ضد التنصت.

• “VCR” هي اختصار لـ “videocassette recorder”.

2- أنواع وسائط النقل غير الموجهة

أولاً: المايكروويف

• تنتقل موجات الميكروويف في خطوط مستقيمة وبالتالي فإنّ التركيز الضيق يركز كل الطاقة في شعاع.

• في موجات الميكروويف تكون أجهزة إعادة الإرسال الدورية ضرورية للمسافات الطويلة ولتحقيق محاذاة هوائيات الإرسال والاستقبال بدقة وكتقنية البلوتوث.

ثانياً: الأقمار الصناعية

• استخدم راديو الميكروويف للحماية من الغلاف الجوي والعمل كمحطة ترحيل للميكروويف.

• تقع في الفضاء على ارتفاع “22000 ميل” فوق خط الاستواء، وتبدو ثابتة من الأرض لأنّها تدور بسرعة معينة.

• يمكنهم تضخيم ونقل إشارات الميكروويف من جهاز إرسال على الأرض إلى آخر.

الفرق بين وسائط النقل الموجهة وغير الموجهة