خاصية السعة وخاصية الكمون في الاتصالات

إنّ الكمون مرادف للتأخير، حيث في الاتصالات السلكية واللاسلكية يرتبط وقت الاستجابة المنخفض بتجربة مستخدم إيجابية (UX) بينما يرتبط وقت الاستجابة المرتفع بتجربة مستخدم ضعيفة، وفي شبكات الكمبيوتر يمثل زمن الانتقال تعبيرًا عن مقدار الوقت الذي تحتاجه حزمة البيانات للانتقال من نقطة محددة إلى أخرى.

أسباب حدوث الكمون في الاتصالات

1- وسائط النقل

• يمكن أن يتأثر وقت الاستجابة بنوع الوسائط المستخدمة لنقل البيانات والصوت والفيديو.

• على سبيل المثال من المتوقع أن تشهد الحزم التي تنتقل عبر خط (T1) زمن انتقال أقل من الحزم التي تنتقل عبر كابل (Cat5).

2- حجم الحزمة

ستستغرق الحزمة الكبيرة وقتًا أطول للإرسال ذهابًا وإيابًا مقارنةً بحزمة صغيرة.

3- فقدان الحزم وعدم الاستقرار

يمكن أيضًا تقديم وقت الاستجابة من خلال نسبة عالية من الحزم التي تفشل في تحديد وجهتها أو تباين كبير جدًا في الوقت الذي تستغرقه بعض الحزم للانتقال من نظام إلى آخر.

4- قوة الاشارة

إذا كانت الإشارة ضعيفة وكان لابد من تعزيزها بواسطة مكرر، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث زمن انتقال.

5- تأخيرات زمن الإنتقال

إذا كان يتعين على كل عقدة بوابة أن تستغرق وقتًا لفحص رأس الحزمة وربما تغييرها وعلى سبيل المثال تغيير عدد القفزات في حقل مدة البقاء (TTL) سيكون زمن الانتقال أعلى.

ملاحظة:“TTL” هي اختصار لـ “Time to live”.

6- تأخيرات أخرى في أجهزة الكمبيوتر والتخزين

إذا كانت الحزمة عرضة للتخزين وتأخيرات الوصول إلى القرص الثابت في جهاز وسيط، مثل المحول فمن المحتمل أن يكون وقت الاستجابة أعلى.

أنواع الكمون في الاتصالات

• كمون المقاطعة: هو طول الفترة الزمنية التي يستغرقها الكمبيوتر للعمل على إشارة تخبر نظام التشغيل المضيف (OS) بالتوقف حتى يتمكن من تحديد ما يجب أن يفعله استجابة لحدث ما.

• كمون الألياف الضوئية: هو الوقت الذي يستغرقه الضوء للانتقال لمسافة محددة عبر كابل الألياف البصرية، ولكل كيلومتر (كم) مغطى يحدث كمون قدره (3.33 ميكروثانية) بشكل طبيعي وفقًا لسرعة الضوء، ومع ذلك في الواقع يبلغ زمن انتقال كابلات الألياف الضوئية لكل كيلومتر حوالي (4.9 ميكرو ثانية)، وذلك لأنّ الضوء ينتقل بشكل أبطأ في الكابل، وقد تؤدي الانحناءات أو العيوب الأخرى في الكابل إلى زيادة زمن الوصول.

• تعتمد أوقات الكمون للإنترنت على المسافة، حيث كلما طالت مدة انتقال الحزمة عبر شبكة عالمية واسعة النطاق (WAN) زاد زمن الانتقال.

• يمكن أن يكون زمن انتقال (WAN) عاملاً مهمًا في تحديد زمن انتقال الإنترنت، وستؤدي شبكة (WAN) المنشغلة بتوجيه حركة مرور أخرى إلى حدوث تأخير، سواء تم طلب المورد من خادم على شبكة المنطقة المحلية (LAN) أو كمبيوتر آخر على تلك الشبكة أو من أي مكان آخر على الإنترنت.

• زمن انتقال الصوت هو التأخير بين إنشاء الصوت وسماعه، حيث في الصوت الذي تم إنشاؤه في العالم المادي، يتم تحديد هذا التأخير من خلال سرعة الصوت، والتي تختلف قليلاً اعتمادًا على الوسط الذي تنتقل خلاله الموجة الصوتية، وينتقل الصوت بشكل أسرع في الوسائط الأكثر كثافة، حيث ينتقل بشكل أسرع عبر المواد الصلبة وأقل سرعة عبر السوائل وأبطأ في الهواء، وفي الصوت يكون المدى المتوسط ​​المقبول للكمون حوالي (8 إلى 12 ميكرو ثانية) ويلاحظ المستمع عمومًا فترات الكمون البالغة (30 مللي ثانية).

• يمكن تعريف زمن الانتقال التشغيلي على أنّه مجموع وقت العمليات إذا تم تنفيذها في سير عمل خطي، حيث في مهام سير العمل المتوازية، يتم تحديد زمن الانتقال من خلال أبطأ عملية يقوم بها عامل مهمة واحد.

• الكمون الميكانيكي هو التأخير من الإدخال إلى نظام أو جهاز ميكانيكي إلى الناتج المطلوب، ويتم تحديد هذا التأخير من خلال حدود الآلية القائمة على الفيزياء النيوتونية باستثناء ميكانيكا الكم.

• زمن انتقال الكمبيوتر ونظام التشغيل هو التأخير المشترك بين إدخال أو أمر والمخرج المطلوب، ومن المساهمين في زيادة زمن انتقال الكمبيوتر عدم كفاية المخازن المؤقتة للبيانات، وعدم التطابق في سرعة البيانات بين المعالجات الدقيقة وأجهزة الإدخال أو الإخراج (I / O).

ملاحظة:“OS” هي اختصار لـ “operating system” و”I / O” هي اختصار لـ “input/output”.

ملاحظة:“WAN” هي اختصار لـ “wide area network” و”LAN” هي اختصار لـ “local area network”.

ما هي خاصية السعة في الاتصالات

وفقًا لنموذج الاتصال بفك الترميز ومن أجل تحقيق اتصال فعال يجب أن يظهر المرسل والمستقبل والقناة درجة مرضية من السعة، والسعة هي قدرة المرسل والمستقبل على ترميز الرسالة وفك ترميزها بنجاح وقدرة القناة على إرسال الرسالة بنجاح، والقناة هي ببساطة الوسيط المستخدم لنقل الإشارة من المرسل إلى جهاز الاستقبال ويكون الهواء عادةً.

كما تتوفر أنظمة لدعم مناطق التغطية الأكثر مرونة وتخصيصات السعة المكانية باستخدام أنظمة الاتصالات الساتلية، ويشتمل نظام الاتصالات الساتلية على بوابات ووحدة تحكم لتحديد البيانات للتحكم في عمليات الأقمار الصناعية وفقًا لتعريف الإطار، بما في ذلك الفترات الزمنية للإطار وتحديد توزيع السعة بين حركة المرور الأمامية والعودة والقمر الصناعي بما في ذلك الممرات.

وكذلك مضخم منخفض الضوضاء واحد على الأقل ويكون ناتجه من أجل الاقتران بمسار ولتضخيم إشارات حزمة الوصلة الصاعدة وفقاً للتخصيص، و(HPA) واحد على الأقل ويكون مدخله للاقتران بالمسار ولتضخيم إشارات حزمة الوصلة الهابطة وفقًا للتخصيص، وحيث يحدد تعريف الإطار مسارًا واحدًا على الأقل كمسار أمامي لفترة زمنية واحدة على الأقل وك مسار العودة لفترة زمنية أخرى واحدة على الأقل في الإطار.

ملاحظة:“HPA” هي اختصار لـ “High-Performance Addressing”.

السعة في خلايا الاتصالات

يتم ترتيب العقد المحلية لتكمل الخلايا الكلية استجابة لمتطلبات الخدمات المختلفة مثل: الاتصال عالي السرعة وعالي السعة، وعلى سبيل المثال يلزم تثبيت العديد من (HeNBs) لذلك يمكن تثبيت (HeNB) ضمن تغطية خلية الماكرو، وإذا تم تثبيت (HeNB) ضمن تغطية الخلية الكلية فسيحدث تداخل بين الخلية الكلية و(HeNB) والمحطة المتنقلة (UE).

بسبب هذه التداخلات يتم تعطيل المحطة المتنقلة (UE) من الاتصال بالخلية الكلية أو (HeNB)، ممّا يؤدي إلى انخفاض في سرعة الاتصال، وإذا أصبحت قوة التداخل أكبر فلن يكون الاتصال ممكنًا لذلك هناك حاجة إلى طريقة لتحسين جودة الاتصال عن طريق تجنب التداخل، الذي يحدث في حالة يتم فيها ترتيب خلايا الماكرو والعقد المحلية بطريقة مختلطة.

كيفية تقليل السعة والكمون

أولاً: تقليل السعة

1- الضوضاء المادية

تشير الضوضاء المادية إلى التشوهات في القناة عند إرسال الرسالة مثل المرور الصاخب أثناء محاولة إجراء محادثة، ويمكن محاكاة الضوضاء المادية من خلال القياس بالتواصل الكتابي.

2- الضوضاء الدلالية

تشير الضوضاء الدلالية إلى التشوهات في المعنى أي الترميز أو فك الترميز الناشئة عن المرسل أو المستقبل كما هو الحال عندما لا يشترك المرسل والمستقبل في لغة مشتركة.

ثانياً: تقليل الكمون

• يمكن تقليل زمن الوصول عن طريق الضبط والتعديل والتبديل وترقية أجهزة الكمبيوتر والبرامج والأنظمة الميكانيكية.

• داخل جهاز الكمبيوتر يمكن إزالة زمن الانتقال أو إخفاؤه من خلال تقنيات مثل: الجلب المسبق وتوقع الحاجة إلى طلبات إدخال البيانات وتعدد مؤشرات الترابط أو باستخدام التوازي عبر سلاسل تنفيذ متعددة.

• تتضمن الخطوات الأخرى لتقليل زمن الوصول وزيادة الأداء إلغاء تثبيت البرامج غير الضرورية وتحسين تكوينات الشبكات والبرامج وترقية الأجهزة أو رفع تردد تشغيلها.

إنّ السعة هي “حد السرعة” النهائي لنقل المعلومات عبر أي قناة اتصال وأمّا الكمون هو التأخير الزمني بين بدء الحدث وتصوره، وفي الشبكات والاتصالات هو الوقت بين المرسل الذي يتسبب في حدوث تغيير في النظام واستقباله.