الاتصالات الإلكترونية - Electronic Communication

ما هي الاتصالات الإلكترونية؟

في الفترة الأخيرة من الزمن، شهد العالم تقدم تكنولوجياً كبيراً جداً لا يُقارن بالعصور السابقة، ومع الزيادة السريعة في التراكمات المتعلقة بالمعرفة البشرية، ظهرت الحاجة إلى زيادة كفاءة الأنظمة المختصة في الاتصالات، وتطوير الطرق المرتبطة بتخزين وتبادل المعلومات، حيثُ تُعتبر الاتصالات أحد الأمور التي لا يمكن الاستغناء عنها في مجالات الحياة المختلفة؛ منها: مجال الصناعة ومجال الاقتصاد ومجال العلم، فهي السبيل إلى تقدم البلاد ونموها، وتساعد الاتصالات الرقمية والتماثلية على توفير مجموعة لا بأس بها من المعلومات الهامّة.

الاتصالات الإلكترونية: هي عبارة عن عملية معالجة وإرسال واستقبال للمعلومات (Information) بين محطتين أو أكثر باستخدام الدوائر الإلكترونية، حيث يمكن لإشارة المعلومات أن تأخذ إحدى صيغتين: إمّا أن تكون إشارة تماثلية متصلة (Analog) أو إشارة رقمية متقطعة (Digital).

أنواع نظام الاتصالات الإلكترونية:

1. أنظمة الاتصالات التماثلية (Analog Communication Systems): هي عبارة عن أنظمة إلكترونية تُرسل الطاقة وتستقبلها على شكل تماثلي (الإشارة تكون ذات تغير متصل؛ مثل: الموجات الجيبية).
   
2. أنظمة الأتصالات الرقمية (Digital Communication Systems): هي عبارة عن أنظمة إلكترونية حيث ترسل الطاقة لكنّها تستقبلها فقط على شكل رقمي وبمستويات متقطعة، مثل : +5v والأرضي.
   

عناصر نظام الاتصالات الإلكترونية:

1. قسم الإرسال: يتكون من مصدر لإشارة المعلومات المطلوب إرسالها (Information Source)، مثل: الصوت (Voice)، الصورة (Picture)، الفيديو (Video) أو إرسال البيانات الرقمية (Digital Data) بالإضافة إلى المُرسل (Transmitter) الذي يقوم على معالجة هذه المعلومات لتصبح مناسبة للوسط الناقل للبيانات.
   
2. قسم الاستقبال: يتكون هذا من المستقبل (Receiver) الذي ينتقي الإشارات المطلوب استقبالها ويعالجها لاستعادة أصل المعلومات المرسلة لكي تصل إلى وجهتها المقصودة، والتي يطلق عليها إسم (Information Destination).
   
3. وسط الإرسال: يربط وسط الإرسال (Transmission Medium) بين كُل من قسمي الإرسال والاستقبال.
   

أقسام أوساط الإرسال:

• أوساط الإرسال السلكية (Wire Transmission Media): تقوم هذه الأوساط على نقل الإشارة بين المُرسل والمُستقبل بواسطة الأسلاك؛ وهي أنواع:
  
  1. الخطوط الثنائية: وهي التي توصل جهاز الهاتف الثابت بالمقسم داخل القرى والمدن.
     
  2. الكيبل المحوري: يقوم على ربط هوائي الطبق بجهاز التلفزيون في المنازل وذلك لنقل القنوات المختلفة.
     
  3. كيبل الألياف البصرية: وهو أحدث التقنيات السلكية ذات النطاق الترددي الواسع القادرة على نقل كمّاً هائلاً من المعلومات.
     
• أوساط الإرسال اللاسلكية (Wireless Transmission Media): تقوم هذه الأوساط على نقل الإشارة بين المُرسل والمُستقبل بدون استخدام الأسلاك، وهي أنواع:
  
  1. موجات الراديو: هي موجات سماوية تستخدم البث الإذاعي عبر طبقات الغلاف الجوي.
     
  2. موجات التلفزيون: هي موجات أرضية تُستخدم للبث المرئي وتنتشر موازية لسطح الأرض.
     
  3. موجات الميكروويف: هي موجات تُستخدم لنقل الإشارة بين أبراج الجوال للمحطات الرئيسية بالمدينة أو بين المدن.
     
  4. الأقمار الصناعية: تُستخدم لإجراء الاتصالات بين محطات أرضية عبر القمر الصناعي الثابت بالفضاء.
     

مقارنة بين أنظمة الاتصالات الرقمية والتماثلية:

تمتاز أنظمة الاتصالات الرقمية عن الاتصالات التناظرية بما يأتي:

1. الجودة والكفاءة العالية لنوعية المعلومات في المستقبل الرقمي.
   
2. تمتاز أجهزة الاتصالات الرقمية بفعالية واستقرارية وتوثوقية بالعمل أفضل من أجهزة الاتصال التماثلية.
   
3. يكون تأثير التشويش (Noise) على الأنظمة الرقمية أقل منه في الأنظمة التماثلية؛ بسبب إمكانية تصحيح الأخطاء التي ربما تحدث أثناء عملية نقل الإشارة.
   
4. إمكانية دمج عدد من الإشارات على نفس قناة البث في الأنظمة الرقمية، وذلك باستخدام تقنيات الإرسال الرقمي المتعدد.
   
5. تعتمد الأنظمة الرقمية على تشفير البيانات؛ ممّا يعطيها ميزة عالية بالأمن والحماية.
   
6. تٌعد الأنظمة الرقمية اقتصادية أكثر من الأنظمة التماثلية.
   
7. تستخدم التقنيات الرقمية التقنيات المحوسبة في معالجة الإشارات الرقمية (تخزين، تشفير، تحكم).
   

سلبيات الأنظمة الرقمية:

رغم الإيجابيات المتعددة لنظام الاتصالات الرقمية إلّا أنّ لها سلبيات؛ منها:

1. تُعدّ الأنظمة الرقمية أكثر تعقيداً من الأنظمة التماثلية.
   
2. حاجة الأنظمة الرقمية إلى عرض نطاق كبير جداً مع الأنظمة التماثلية.
   

معايير أنظمة الاتصالات الرقمية:

1. تُعد الواجهة الثنائية المعيارية بين المُرسل وقناة الإرسال سهلة التطبيق والفهم، وذلك بسبب سهولة فك ترميزالمُرسل بحيث يكون مُستقلاً عن قناة الإرسال، وكذلك عمل فك الترميز لقناة الإرسال بشكل مُنفصل عن المُرسل.
   
2. وجود الواجهة المعيارية الثنائية بين المُرسل وقناة الإرسال تُبسّط عملية ربط الشبكات، التي حولت عملية الإرسال إلى إرسال ثنائي من خلال الشبكات.
   
3. أصبحت أدوات الاتصالات الرقمية رخيصة جداً وموثوقة وصغيرة الحجم، بالتالي أصبحت الواجهات الرقمية عملية جداً.
   
4. واحدة من أهم نتائج نظرية المعلومات لشانتون، هي أنه إذا كان يمكن للمُرسل أن يُرسل عبر قناة الارسال بأي شكل من الأشكال، بالتالي يُمكنه أن يُرسل باستخدام الواجهة الثنائية بين المُرسل وقناة الإرسال فذلك يكون عملية الإرسال منفصلة عن بعضها، وهذا ما يُعرف بنظرية فصل المُرسل عن قناة الإرسال.