اقرأ في هذا المقال
- ما هي الاتصالات التماثلية Analog Communication؟
- ما هي الاتصالات الرقمية Digital Communication؟
- ما هو الفرق بين الاتصالات التماثلية والرقمية؟
- الاختلاف الرئيسي بين الاتصالات التماثلية والرقمية من حيث طريقة العمل
- التطبيقات على الاتصالات
تُعتبر الاتصالات التماثلية والرقمية هما نوعان من أنظمة نقل البيانات، ولكن هناك عدة عوامل تحدد الاختلاف بين الاثنين، حيث يكمن الاختلاف الرئيسي بين الاتصال التماثلي والرقمي في الإشارة المرسلة، حيث في الاتصال التماثلي، تكون إشارة الرسالة في شكل تماثلي، أي إشارة زمنية مستمرة، وفي مقابل تكون الاتصالات الرقمية عادةً ما يتم إرسال البيانات الرقمية، أي إشارات الوقت المنفصلة التي تحتوي على معلومات.
ما هي الاتصالات التماثلية Analog Communication؟
الاتصالات التماثلية “Analog Communication”: هي طريقة إرسال رسالة في نوع إشارة زمنية مستمرة، حيث يمكن أن تكون الإشارة عبارة عن صورة أو رسالة صوتية أو فيديو يجب إرسالها من طرف إلى آخر.
في الاتصالات التماثلية، تكون إشارة إرسال المعلومات عموماً موجة جيبية، ومع ذلك في الاتصالات الرقمية عادة ما يتم تمثيل إشارة الرسالة بموجة مربعة، كما يتكون من محول طاقة إدخال مع معدل ومحول إنتاج مع مزيل تشكيل بين قناة اتصال، حيث يتم أولاً تقديم الإشارة التماثلية التي تحتوي على معلومات إلى محول طاقة الإدخال، كما يتم تحويل إشارة الرسالة التماثلية أولاً إلى إشارة كهربائية مكافئة.
بعد ذلك يتم توفير هذه الإشارة لدائرة المغير، حيث يتم إجراء تعديل الإشارة المطبقة من أجل الحصول على مسافة طويلة وإرسال إشارة مناسبة، وبعد ذلك يتم إرسال الإشارة المعدلة عبر قناة الاتصال، حيث يتم إضافة مكونات الضوضاء فيها، أمّا عند الوصول إلى طرف المستقبل، تخضع الإشارة المرسلة لعملية إزالة التضمين التي يتم بواسطتها استعادة الإشارة المرسلة في الأصل من الإشارة المشكلة، كما يتم بعد ذلك تغذية هذه الإشارة إلى محول الطاقة الناتج، حيث يتم استقبال الإشارة التماثلية المرسلة بالفعل.
ما هي الاتصالات الرقمية Digital Communication؟
الاتصالات الرقمية “Digital Communication”: هي طريقة الاتصال التي يتم بها إرسال الرسالة في شكل نبضات رقمية أو شكل غير مستمر باسم الاتصال الرقمي، كما يتم إرسال المعلومات بتنسيق رقمي.
نظام الاتصالات الرقمية يتكون من مصدر معلومات جنباً إلى جنب مع مشفر المصدر ومعدِّل، حيث في الطرف الآخر من قناة الاتصال، يوجد جهاز فك شفرة المصدر ومزيل التشكيل، كما يُولد مصدر المعلومات المنفصل إشارة رسالة لا تظهر تغيراً مستمراً بمرور الوقت، حيث يتم توفير هذه الإشارة لجهاز تشفير المصدر، كما توفر هذه الوحدة إشارة رسالة رقمية، أي في شكل تسلسل ثنائي، يتم بعد ذلك تغذية التسلسل الثنائي إلى المغير، حيث يتم تعديل الإشارة الرقمية.
بعد ذلك يتم إرسال هذه الإشارة الرقمية المعدلة عبر قناة الاتصال، حيث أثناء الاتصال تتعرض الإشارة لبعض التشويه بسبب التداخل الناجم عن مكونات الضوضاء الإضافية، كما في جهاز الاستقبال يتم أولاً إزالة تشكيل الإشارة الرقمية من أجل الحصول على الإشارة الرقمية المرسلة في الأصل، ويتم بعد ذلك تغذية هذه الإشارة الرقمية إلى مفكك الشفرة المصدر الذي يحول الإشارة الرقمية إلى تنسيق يمكن فهمه من قبل المستخدم.
ما هو الفرق بين الاتصالات التماثلية والرقمية؟
| الاختلاف | الاتصالات التماثلية | الاتصالات الرقمية |
| تمثيل الإشارة | يتم تمثيل الإشارة التماثلية بشكل أساسي بواسطة موجة جيبية تُظهر تغيراً مستمراً في الوقت. | عادةً ما يتم تمثيل الإشارة الرقمية بموجة مربعة تظهر قطار النبض الرقمي. |
| المناعة ضد الضوضاء | الإشارة المرسلة أقل مناعة ضد الضوضاء الخارجية. | تُعتبر الإشارة المرسلة أكثر مناعة نسبياً ضد الضوضاء الناتجة عن القناة. |
| التكلفة | نظام الاتصال التماثلي مكلف. | نظام الاتصالات الرقمية منخفض التكلفة نسبياً مقارنة بنظام الاتصال التماثلي. |
| متطلبات دوائر المكرر | لا تستخدم مكررات بين المرسل والمستقبل. | يمكن استخدام أجهزة إعادة الإرسال بين المرسل والمستقبل. |
| الترميز | بسبب الطبيعة التماثلية للإشارة، لا يمكن تحقيق التشفير. | يمكن تنفيذ التشفير بسبب وجود إشارة رقمية. |
| جودة الإرسال | جودة الإرسال جيدة. | إنّه يوفر جودة إرسال أفضل من الاتصال التماثلي. |
| متطلبات الطاقة | يتطلب هذا النظام طاقة منخفضة. | يحتاج إلى طاقة عالية نسبياً لنقل الإشارات. |
| متطلبات النطاق الترددي | يتطلب عرض نطاق قناة منخفض. | يحتاج نقل الإشارة الرقمية إلى عرض نطاق قناة أكبر من إرسال الإشارات التماثلي. |
| أمن البيانات | نظراً لأنّ تشفير البيانات غير ممكن في الاتصال التماثلي، فإنّ المعلومات غير مؤمنة. | نظراً لأنّه يمكن تشفير الإشارة الرقمية، فإنّها تتيح نقل البيانات بشكل آمن. |
| احتمال الخطأ | احتمال الخطأ مرتفع. | احتمال الخطأ منخفض إلى حد ما بسبب تشفير الإشارة. |
| أنواع التعديل | التضمن “AM” و”FM” و”PM” و”PAM” في الاتصال. | التضمين “PCM” و”DM” و”ADM” و”DPCM” في الاتصال. |
ملاحظة:“AM” هي اختصار لـ “Amplitude Modulation” و”PM” هي اختصار لـ “Phase Modulation”.
ملاحظة:“FM” هي اختصار لـ “Frequency Modulation” و”PAM” هي اختصار لـ “Pulse Analog Modulation”.
ملاحظة:“PCM” هي اختصار لـ “Pulse Code Modulation” و”DM” هي اختصار لـ “Delta Modulation”.
ملاحظة:“ADM” هي اختصار لـ “Adaptive Delta Modulation” و”DPCM” هي اختصار لـ “Differential Pulse Code Modulation”.
الاختلاف الرئيسي بين الاتصالات التماثلية والرقمية من حيث طريقة العمل:
أثناء الاتصال التماثلي، يتم إرسال إشارة تتغير باستمرار مع الوقت، أمّا أثناء وجوده في الاتصال الرقمي تحمل إشارة على شكل نبضات المعلومات ويتم نقلها، ونظراً للطبيعة التماثلية للإشارة المرسلة، لا يمكن تحقيق تشفير الإشارة في الاتصال التماثلي، ومع ذلك نظراً للطبيعة المنفصلة للإشارة التي يتم إرسالها يمكن تحقيق تشفير الإشارة بسهولة في الاتصالات الرقمية.
يستفيد النظام الرقمي من دارات المكرر بين المرسل والمستقبل التي تقوم بتجديد الإشارة، وبالتالي زيادة فرص الحصول على إشارة مرسلة بالفعل، أمّا في حين أنّ المكررات ليست جزءاً من نظام اتصال تماثلي، فهي أكثر عرضة لتشويه الإشارة ممّا يؤدي إلى استقبال الإشارة المشوهة، كما يُعتبر نظام الاتصالات الرقمية أكثر مناعة نسبياً من تأثيرات الضوضاء في وقت الإرسال من نظام الاتصال التماثلي وذلك لأنّ الطبيعة الرقمية للإشارة المرسلة تقلل من التداخل بسبب الضوضاء الخارجية.
يُعد نقل المعلومات من خلال نظام اتصال تماثلي مكلفاً للغاية من نظام الاتصالات الرقمية، وكذلك عرض النطاق الترددي للقناة اللازم لإرسال الإشارات التماثلية منخفض في حالة نظام الاتصال التماثلي، ومع ذلك في نظام الاتصال الرقمي يكون عرض نطاق القناة اللازم للإرسال أعلى نسبياً، ونظراً لأنّ الترميز غير مسموح به في نقل الإشارات التماثلية، وبالتالي لا يمكن تشفير البيانات في نظام الاتصال التماثلي وبالتالي لا يتم تأمينها.
على العكس من ذلك، من السهل جداً تشفير البيانات الرقمية وبالتالي يكون الاتصال الرقمي أكثر أماناّ من الاتصال التماثلي، ونظراً لأنّ الاتصال التماثلي لا يُظهر مناعة أفضل تجاه الضوضاء، فإنّ احتمال الخطأ مرتفع في حالته، بينما في الاتصال الرقمي تُظهر الإشارة المرسلة مناعة تجاه الضوضاء ومن ثم يكون احتمال الخطأ منخفضاً في حالتها.
التطبيقات على الاتصالات:
أولاً: الاتصالات التماثلية “Analog Communication”:
تجد التطبيقات بشكل رئيسي في البث التلفزيوني والبث الإذاعي، وكذلك في وقت التحويل الهاتفي يتم أخذ الاتصال التماثلي في الاعتبار.
ثانياً: الاتصالات الرقمية “Digital Communication”:
يتم استخدامه في أجهزة الكمبيوتر وأنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، ونظراً لأنّ الاتصال الرقمي يدعم تشفير البيانات، فإنّه يستخدم على نطاق واسع للأغراض العسكرية والاتصالات بعيدة المدى.
