اقرأ في هذا المقال
يتضمن الاتصال في نطاق تردد أول بجهاز بعيد عبر جهاز إرسال واستقبال واحد على الأقل، حيث يتم توجيه الجهاز البعيد في اتجاه متعلق بجهاز اتصال، وحيث يكون الاتصال متوافقاً مع معلمات توجيه حزمة الهوائي الأولى وحزمة الهوائي الأولى المقابلة للاتجاه، والتواصل في نطاق تردد ثانٍ مع الجهاز البعيد عبر جهاز إرسال واستقبال واحد على الأقل، حيث يكون نطاق التردد الثاني أعلى من نطاق التردد الأول.
أساسيات الاتصالات مزدوجة النطاق
يتم تهيئة جهاز الإرسال والاستقبال واحداً على الأقل مسبقاً مع معلمات توجيه حزمة الهوائي الثانية لتوليدها حزمة هوائي ثانية تتوافق مع الاتجاه، وحيث يتم إنشاء معلمات توجيه حزمة الهوائي الثانية بناءً على معلمات توجيه حزمة الهوائي الأولى.
كما يمكن أن يستخدم تجسيدات مختلفة لوسط إرسال بما في ذلك كابل متحد المحور لإرسال واستقبال الموجات الكهرومغناطيسية الموجهة بدون مسار عودة كهربي، كما يمكن تكوين نظام اتصال الموجة الموجهة للكشف عن الاتصال للحث على الموجات الكهرومغناطيسية الموجهة، والتي تنتشر على طول السطح الخارجي لكابل متحد المحور.
على الرغم من أنّ الموجات الكهرومغناطيسية الموجهة ستسبب تيارات أمامية على الدرع الأرضي فإنّ الموجات الكهرومغناطيسية الموجهة لا تتطلب تيارات عودة؛ لتمكين الموجات الكهرومغناطيسية الموجهة من الانتشار على طول السطح الخارجي للكابل المحوري، وكذلك لوسائط النقل الأخرى المستخدمة بواسطة نظام اتصالات الموجة الموجهة لنقل واستقبال الموجات الكهرومغناطيسية الموجهة.
وعلى سبيل المثال الموجات الكهرومغناطيسية الموجهة التي يسببها نظام اتصالات الموجة الموجهة على سطح خارجي لسلك مكشوف، أو سلك معزول يمكن أن ينتشر على طول السلك العاري أو السلك العاري المعزول بدون مسار إجاع كهربائي.
مبدأ عمل الاتصالات مزدوجة النطاق
تستقبل واجهة الاتصالات إشارة اتصال أو تتضمن بيانات، وكما يمكن أن تشتمل واجهة الاتصالات على واجهة لاسلكية لتلقي إشارة اتصال لاسلكي وفقاً لبروتوكول قياسي لاسلكي، مثل “LTE” أو بروتوكول بيانات وصوت خلوي آخر كـ “Wi-Fi” أو بروتوكول “802.11” وبروتوكول “WIMAX” وبروتوكول النطاق العريض للغاية، وبروتوكول “Bluetooth” أو بروتوكول “Zigbee” أو قمر صناعي للبث المباشر “DBS” أو بروتوكول اتصال ساتلي آخر أو بروتوكول لاسلكي آخر.
بالإضافة إلى ذلك أو في البديل تشتمل واجهة الاتصالات على واجهة سلكية تعمل وفقاً لبروتوكول “Ethernet” وبروتوكول ناقل تسلسلي عالمي “USB“، وبروتوكول مواصفات واجهة خدمة الكابل “DOCSIS” وخط مشترك رقمي “DSL” أو بروتوكول “Firewire (IEEE 1394)” أو بروتوكول سلكي آخر.
بالإضافة إلى البروتوكولات القائمة على المعايير يمكن أن تعمل واجهة الاتصالات جنباً إلى جنب مع البروتوكولات السلكية أو اللاسلكية الأخرى، بالإضافة إلى ذلك يمكن لواجهة الاتصالات أن تعمل اختيارياً بالاقتران مع بروتوكول يتضمن طبقات بروتوكول متعددة، بما في ذلك بروتوكول “MAC” وبروتوكول النقل وبروتوكول التطبيق وما إلى ذلك.
يبدأ جهاز الإرسال التشغيل تحت سيطرة جهاز التحكم في التدريب عن طريق إرسال مجموعة من الموجات الموجهة، مثل إشارات الاختبار مثل الموجات التجريبية أو إشارات الاختبار الأخرى في مجموعة مناظرة من الترددات المرشحة أو الأنماط المرشحة الموجهة إلى جهاز إرسال عن بعد مقترنة بوسيط الإرسال، كما يمكن أن تتضمن الموجات الموجهة بالإضافة إلى بيانات الاختبار أو البديلة.
يمكن أن تشير بيانات الاختبار إلى التردد المعين المرشح أو أسلوب الموجة الإرشادية للإشارة، وفي أحد النماذج تستقبل وحدة التحكم بالتدريب بجهاز الإرسال عن بعد إشارات الاختبار أو بيانات الاختبار من أي من الموجات الموجهة التي تم استقبالها بشكل صحيح، وتحدد أفضل تردد مرشح أو وضع موجة موجهة ومجموعة مقبولة الترددات المرشحة أو أنماط الموجات الموجهة، أو ترتيب ترتيب الترددات المرشحة أو أنماط الموجات الموجهة.
كما يتم إنشاء هذا الاختيار للتردد والأسلوب أي الأوضاع الموجهة بواسطة وحدة التحكم في التدريب بناءً على معيار واحد أو أكثر من معايير التحسين مثل قوة الإشارة المستقبلة، ومعدل خطأ البت ومعدل خطأ الحزمة ونسبة الإشارة إلى الضوضاء وفقدان الانتشار.
كما تقوم وحدة التحكم في التدريب بتوليد بيانات التغذية المرتدة التي تشير إلى اختيار التردد ووضع الموجة الموجهة، وترسل بيانات التغذية المرتدة إلى جهاز الإرسال والاستقبال للإرسال إلى جهاز الإرسال، والإرسال يمكن للجهاز وبعد ذلك توصيل البيانات مع بعضهما البعض بناءً على اختيار التردد وأسلوب الموجة الموجهة.
- “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution” و”WIMAX” هي اختصار لـ “Worldwide Interoperability for Microwave Access”.
- “USB” هي اختصار لـ “Universal Serial Bus” و”DSL” هي اختصار لـ “Digital Subscriber Line”.
- “MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control” و”DBS” هي اختصار لـ “Direct Broadcast Satellite”.
تطور عمل الاتصالات مزدوجة النطاق
تنعكس الموجات الكهرومغناطيسية الموجهة التي تحتوي على إشارات الاختبار أو بيانات الاختبار إلى الوراء أو تتكرر مرة أخرى، أو يتم تكرارها مرة أخرى بواسطة جهاز الإرسال عن بُعد إلى جهاز الإرسال للاستقبال والتحليل بواسطة وحدة التحكم بالتدريب من جهاز الإرسال الذي بدأ هذه الموجات، وعلى سبيل المثال يمكن لجهاز الإرسال إرسال إشارة إلى جهاز الإرسال عن بعد لبدء وضع اختبار، حيث يتم تشغيل عاكس مادي على الخط.
كما يتم تغيير مقاومة الإنهاء لإحداث انعكاسات ويتم تشغيل وضع الحلقة الخلفية للزوجين عودة الموجات الكهرومغناطيسية إلى جهاز نقل المصدر، أو وضع مكرر ممكّن لتضخيم وإعادة إرسال الموجات الكهرومغناطيسية إلى جهاز نقل المصدر، كما يستقبل جهاز التحكم بالتدريب في جهاز نقل المصدر إشارات الاختبار أو بيانات الاختبار من أي من الموجات الموجهة، والتي تم استقبالها بشكل صحيح وتحدد اختيار التردد ووضع الموجة الموجهة.
يمكن لكل جهاز إرسال أو إرسال إشارات اختبار أو تقييم الترددات المرشحة أو أنماط الموجة الموجهة عبر عدم الاختبار مثل الإرسالات العادية، أو تقييم الترددات المرشحة أو أوضاع الموجة الموجهة في أوقات أخرى أو بشكل مستمر أيضاً، كما يمكن أن يشتمل بروتوكول الاتصال بين أجهزة الإرسال وعلى وضع اختبار حسب الطلب أو دوري، حيث يتم اختبار وتقييم إمّا اختبار كامل أو اختبار محدود أكثر لمجموعة فرعية من الترددات المرشحة وأنماط الموجات الموجهة.
في أنماط التشغيل الأخرى يمكن إعادة الدخول إلى وضع الاختبار هذا عن طريق تدهور الأداء بسبب اضطراب أو ظروف جوية، كما يكون عرض نطاق المستقبل لجهاز الإرسال والاستقبال إمّا عريضاً بدرجة كافية أو اكتساح لاستقبال جميع الترددات المرشحة، أو يمكن تعديلها بشكل انتقائي بواسطة وحدة التحكم بالتدريب إلى وضع تدريب، حيث يكون عرض نطاق المستقبل لجهاز الإرسال والاستقبال عريضاً بدرجة كافية أو مجتاحاً لاستقبال جميع الترددات المرشحة.
وعلى وجه الخصوص يتوافق توزيع المجال الكهرومغناطيسي مع “بقعة مناسبة” مشروطة تعزز انتشار الموجات الكهرومغناطيسية الموجهة على طول وسط نقل معزول، وتقلل من خسارة الإرسال من طرف إلى طرف، وفي هذا الوضع المحدد يتم توجيه الموجات الكهرومغناطيسية بواسطة وسيط الإرسال للانتشار على طول السطح الخارجي لوسط النقل وفي هذه الحالة السطح الخارجي للغلاف العازل.
كما يتم تضمين الموجات الكهرومغناطيسية جزئياً في العازل وتشع جزئياً على السطح الخارجي للعازل وبهذه الطريقة تقترن الموجات الكهرومغناطيسية “بشكل خفيف” بالعازل، وذلك لتمكين انتشار الموجات الكهرومغناطيسية على مسافات طويلة مع خسارة انتشار منخفضة.
