أساسيات شبكة الاتصالات Telecommunication network

تعتمد الشبكات إمّا على بنى تحتية سلكية أو لاسلكية، والأمثلة النموذجية لشبكات الاتصالات هي شبكة الهاتف الأرضي أو شبكة الهاتف المحمول أو شبكات تلفاز الكابل أو الإنترنت.

ما هي شبكة الاتصالات Telecommunication network

شبكة اتصالات: هو نظام إلكتروني للروابط والمفاتيح والضوابط التي تحكم تشغيلها والتي تسمح بنقل البيانات وتبادلها بين عدة مستخدمين، وهي أنظمة إرسال تتيح إرسال المعلومات في شكل تماثلي أو رقمي بين مواقع مختلفة مختلفة عن طريق الإشارات الكهرومغناطيسية أو الضوئية، وقد تتكون المعلومات من بيانات الصوت أو الفيديو أو بعض أنواع البيانات الأخرى.

عندما يسعى العديد من مستعملي وسائط الاتصالات في التواصل مع بعضهم البعض يجب تنظيمهم في شكل من أشكال الشبكات، ومن الناحية النظرية يمكن إعطاء كل مستعمل رابطاً مباشراً من نقطة إلى نقطة لجميع المستعملين الآخرين فيما يُعرف باسم طوبولوجيا متصلة بالكامل، وعلى غرار الاتصالات المستعملة في الأيام الأولى للاتصالات الهاتفية، ولكن في الممارسة العملية هذه التقنية هي غير عملية ومكلفة خاصةً لشبكة كبيرة ومتشتتة.

وعلاوة على ذلك فإنّ الطريقة غير صحيحة لأنّ معظم الروابط ستكون خاملة في أي وقت، وتتجنب شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية المتطورة هذه المشكلات من خلال إنشاء شبكة متصلة من المحولات، أو العقد بحيث يرتبط كل مستعمل بإحدى العقد وكل ارتباط في مثل هذه الشبكة يسمى قناة اتصالات، كما يمكن استعمال الأسلاك وكابلات الألياف الضوئية وموجات الراديو لقنوات اتصالات متعددة.

أساسيات شبكات الاتصالات

1- شبكات الاتصالات لنقل الكلام ثنائي الاتجاه أي شبكات الهاتف

يمكن استخدام أنواع مختلفة من شبكات الهاتف لنقل الكلام في اتجاهين، وفي الأيام الأولى لعصر المهاتفة كانت شبكة الهاتف قائمة على الأسلاك، وتنقل إشارات الكلام عن طريق الإشارات التناظرية الكهرومغناطيسية، وأصبحت شبكات الهاتف رقمية ويمكن أن تكون سلكية أي شبكة أرضية أو لاسلكية أي شبكة متنقلة، ولقد تطور نظام توصيل المشتركين من كونه نظام تبديل دائري بحت إلى نظام تبديل حزم.

2- شبكات الاتصالات لنقل البيانات

كانت شبكات الاتصالات لنقل البيانات تستخدم في السابق العديد من البروتوكولات المختلفة، ونظراً لانتصار الإنترنت اكتسب بروتوكول الإنترنت “IP” قبولاً واسع النطاق كبروتوكول قياسي لنقل البيانات، كما تعتمد جميع شبكات البيانات تقريباً على بروتوكول الإنترنت، ويتم تقسيم البيانات الموجودة في هذه الشبكات إلى حزم بيانات فردية ويتم تمييزها بعناوين الوجهة والمصدر.

وفي عقد الشبكة يتم تقييم عناوين الوجهة بواسطة ما يسمى بأجهزة التوجيه ويتم نقل حزم البيانات إلى العقدة التالية على طول الطريق إلى عنوان الوجهة، ومن حيث المبدأ يمكن للحزم الفردية العثور على طرق مختلفة عبر الشبكة والوصول إلى وجهتها في أوقات مختلفة، ويقوم نظام الوجهة بإعادتها بالترتيب الصحيح إذا لزم الأمر.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

3- دمج الكلام ونقل البيانات عبر تقنية “IP” الصوتية

إن الكفاءة المتزايدة لشبكات “IP” وفترات الكمون القصيرة وقيم الارتعاش المقترنة بعروض النطاق العالية تجعل شبكات البيانات مناسبة لتطبيقات الوقت الحقيقي ذات الأهمية الزمنية مثل المهاتفة، وبفضل تقنية نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت تم دمج شبكات الهاتف بالكامل تقريباً مع شبكات البيانات، وهذا له ميزة للمزود أنّ بنية تحتية واحدة فقط تحتاج إلى التشغيل لنقل البيانات والكلام.

يستفيد المستخدم من العديد من التطبيقات الجديدة التي توفر خيارات اتصال مرنة، وهذا يعني أنّ أنظمة الهاتف يمكن أن تستند بالكامل إلى السحابة، ولا يحتاج المستخدمون إلى برامج النظام الخاصة بهم ويمكنهم استخدام جميع خدمات الهاتف المتاحة من أي مكان متصل بالإنترنت.

مكونات شبكة الاتصالات

• محطات الوصول إلى الشبكة.

• أجهزة كمبيوتر لمعالجة المعلومات، وهم متصلون بالشبكة.

• روابط لتكوين قناة لنقل المعلومات من جهاز إرسال إلى جهاز استقبال.

• معدات اتصالات تساعد على نقل المعلومات.

• برنامج اتصالات للتحكم وإدارة إرسال الرسائل عبر الشبكة.

ما هي أنواع شبكات الاتصالات

1- شبكات المنطقة الواسعة “WAN”

شبكات المنطقة الواسعة “WAN”: هي شبكات اتصالات تغطي منطقة جغرافية كبيرة مثل مدينة كبيرة أو منطقة حضرية.

تُستخدم شبكات “WAN” من قبل المؤسسات الكبيرة أو الشركات متعددة الجنسيات لنقل المعلومات وتلقيها بين موظفيها، ومورديها وعملائها المنتشرين عبر مدن أو دول أو دول مختلفة في جميع أنحاء العالم.

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

الخصائص الرئيسية لشبكة WAN

• يمكن أن تغطي “WAN” منطقة جغرافية كبيرة ويمكن أن تكون شبكة خاصة أو عامة.

• يتم نقل البيانات في شكل رقمي.

• وسائل الاتصال مثل الأقمار الصناعية وشبكات الهاتف العامة متصلة بواسطة أجهزة التوجيه.

• يمكن إرسال الرسائل في شكل صور أو أصوات أو مقاطع فيديو أو بيانات بسهولة وبسرعة إلى أي شخص آخر على نفس الشبكة.

• لا يُعد إعداد “WAN” مهمة بسيطة، وإنّه معقد للغاية ويستغرق وقتاً طويلاً ومكلفاً.

• يتطلب الاحتفاظ بشبكة “WAN” إشرافاً مستمراً على مشرفي وفنيي الشبكة.

• يُعد أمن البيانات مشكلة حقيقية، حيث يستخدم الأشخاص المختلفون المعلومات أو يصلون إليها من أجهزة كمبيوتر مختلفة.

2- شبكات المنطقة المحلية “LAN”

شبكات المنطقة المحلية “LAN”: هي شبكات اتصالات تربط أجهزة معالجة المعلومات المختلفة مثل أجهزة الكمبيوتر في منطقة فعلية محدودة، ويتم استخدامها للاتصال في مناطق صغيرة مثل المكاتب أو الفصول الدراسية أو المصانع، ويتم استخدامها بشكل شائع في العديد من المؤسسات لربط وتمكين الاتصال بين المستخدمين النهائيين في المكتب والإدارات المختلفة ومجموعات العمل.

• “LAN” هي اختصار لـ “local area network”.

الخصائص الرئيسية للشبكة المحلية

• شبكات خاصة.

• تعمل بسرعة عالية نسبياً مقارنة بشبكة “WAN”.

• يربط أجهزة الكمبيوتر أو أجهزة الاتصال في منطقة جغرافية مقيدة مثل حرم المدرسة أو مبنى المكاتب.

• يمكن مشاركة الموارد المختلفة مثل الطابعات وأجهزة المودم والخوادم من قبل المستخدمين النهائيين بمساعدة شبكات المنطقة المحلية، وهذا يساعد في تقليل التكلفة.

• يساعد في توفير تكلفة شراء البرامج المرخصة لكل مستخدم في الشبكة.

• يمكن مشاركة نفس البرنامج واستخدامه عبر الشبكات المحلية.

• يمكن مشاركة البيانات والمعلومات ونقلها بسهولة عبر أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة الموجودة على نفس الشبكة.

• يتم حفظ بيانات جميع المستخدمين على القرص الصلب لجهاز الكمبيوتر الخادم، وهذا يسمح لأي مستخدم بالوصول إلى البيانات مباشرة من الخادم عند الحاجة.

• يتم تخزين المعلومات أو البيانات مركزيًا على كمبيوتر الخادم، ممّا يجعل إدارة البيانات أمراً سهلاً ويساعد في الحفاظ عليها آمنة أيضاً.

• باستخدام “LANS” يمكن مشاركة اتصال إنترنت واحد من قبل جميع مستخدمي “LAN”.

• تكلفة الإعداد الأولي لشبكة “LANS” عالية.

• مطلوب مسؤول “LAN” مخصص للتعامل مع المشكلات المتعلقة بتثبيت البرامج أو مشكلات الأجهزة أو مشكلات الكابلات.

• يتمتع مسؤول LAN بالتحكم والوصول إلى ملفات البيانات الشخصية لكل مستخدم “LAN”.

3- شبكة منطقة العاصمة “MAN”

شبكة منطقة العاصمة: هي النسخة الأكبر من الشبكة المحلية وهو يعمل على تقنية مماثلة مثل “LAN”، وبينما تقتصر شبكة “LAN” على حرم جامعي أو مبنى خاص، وتم تصميم “MAN” لتغطية مدينة بأكملها، وإنّها شبكة اتصالات تربط عدة شبكات محلية معاً في شبكة أكبر أو كابل واحد.

• “MAN” هي اختصار لـ “metropolitan area network”.

الخصائص الرئيسية لـ MAN

• يمكن أن تغطي الشبكة البلدات والمدن التي يبلغ طولها “50 كيلومتراً” أو أقل.

• وسيلة الاتصال هي الألياف الضوئية والكابلات وما إلى ذلك.

• عالي الكفاءة ويوفر اتصالاً سريعاً من خلال ناقلات عالية السرعة مثل كابلات الألياف الضوئية.

• معدلات نقل البيانات أقل مقارنة بالشبكة المحلية.

• يتم استخدام الحافلة المزدوجة في “MAN” التي تساعد في إرسال البيانات في وقت واحد في كلا الاتجاهين

• نظام الاتصالات السلكية واللاسلكية ليس آمناً تماماً من المتسللين والتجسس الصناعي.