نظام الاتصالات في أجهزة معالجة البيانات

يشمل نظام الاتصالات في أجهزة معالجة البيانات على “DSL” أو “xDSL”، وهي مجموعة من التقنيات التي توفر نقل البيانات الرقمية عبر أسلاك شبكة الهاتف المحلية.

أنواع أنظمة الاتصالات في أجهزة معالجة البيانات

1- خط المشترك الرقمي غير المتماثل ADSL

خط المشترك الرقمي غير المتماثل “ADSL”: هو شكل من أشكال “DSL“، وهي تقنية اتصالات بيانات تتيح نقل البيانات عبر خطوط الهاتف النحاسية بشكل أسرع، ممّا يمكن أن يوفره مودم النطاق الصوتي التقليدي، كما يتم تحقيق هذا الإرسال السريع من خلال استخدام الترددات التي لا يتم استخدامها عادةً بواسطة مكالمة هاتفية صوتية ولا سيما الترددات الأعلى من السمع البشري العادي.

• “DSL” هي اختصار لـ “Digital-Subscriber-Line”.

• “ADSL” هي اختصار لـ “Asymmetric-Digital-Subscriber-Line”.

• “xDSL” هي اختصار لـ “Services-Digital-Subscriber-Lines”.

2- خط المشترك الرقمي عالي السرعة جدا VDSL

خط المشترك الرقمي عالي السرعة جداً “VDSL”: هي تقنية “xDSL” توفر نقلاً أسرع للبيانات عبر زوج واحد من الأسلاك الملتوية، كما يتم تحقيق معدلات بتات عالية في نطاق يبلغ حوالي “300 متر” أي “1000 قدم”، ممّا يسمح بـ “26 ميجابت / ثانية” مع وصول متماثل أو ما يصل إلى “52 ميجابت / ثانية” في المصب، و”12 ميجابت / ثانية” في المنبع مع وصول غير متماثل.

• “VDSL” هي اختصار لـ “Very-high-bit-rate-Digital-Subscriber-Line”.

أساسيات عمل نظام الاتصالات في أجهزة معالجة البيانات

وفقاً لعرض النطاق الترددي العالي فإنّ “VDSL” قادرة على دعم تطبيقات مثل “HDTV”، فضلاً عن خدمات الهاتف مثل الصوت عبر “IP” والوصول العام إلى الإنترنت وعبر اتصال واحد، والخط 2 للمشترك الرقمي عالي السرعة جداً “VDSL2” هي تقنية وصول تستغل البنية التحتية الحالية للأسلاك النحاسية، والتي كانت تستخدم في الأصل لخدمة الهاتف العادي القديم “POTS“.

كما يمكن نشرها من المكاتب المركزية “COs” من الخزانات التي تعمل بالألياف ويفضل أن تكون موجودة بالقرب من مباني العميل أو داخل المباني، و”ITU-T G.993.2 (VDSL2)” هو تحسين لـ “G.993.1 (VDSL)” يسمح بنقل معدلات البيانات المجمعة غير المتماثلة والمتماثلة أي ازدواج كامل، وحتى “200 ميجابت / ثانية” على الأزواج الملتوية باستخدام عرض نطاق يصل إلى “30 ميجاهرتز”.

كما تُعتبر أساليب تعديل النطاق العريض “xDSL” حساسة فيما يتعلق بتداخل الحديث المتبادل الذي يتم إدخاله إلى خط إرسال الزوج الملتوي والذي يستقبله المودم، كما يحدث التداخل عند اقتران الأسلاك لا سيما بين أزواج الأسلاك من نفس الحزمة أو الحزمة القريبة التي تُستخدم لنقل الإشارات المختلفة، ومن ثم ، يمكن فرض إشارات البيانات من مصدر واحد أو أكثر على إشارة البيانات وتلويثها ويتألف الحديث المتبادل من تداخل قريب من النهاية “NEXT” وتداخلات بعيدة المدى “FEXT”.

كما يمكن أن تتدهور إشارات البيانات المرسلة عبر خطوط الزوج المجدول إلى حد كبير عن طريق التداخل المتقاطع المتولد على واحد أو أكثر من خط هاتف مزدوج مجدول، ومتجاور في نفس أو كابل متعدد النواة قريب أو حزمة ومع زيادة سرعة الإرسال يتدهور هذا الوضع ممّا قد يحد بشكل كبير من معدل نقل البيانات الأقصى عبر خط واحد.

علاوة على ذلك تؤدي البيانات الخاملة المرسلة إلى تداخل الحديث المتبادل وبالتالي تزعج بيانات المستخدم المرسلة عبر خطوط أخرى وعلى سبيل المثال كابل متعدد النواة، ونظراً لوجود “50 سطراً” في كابل واحد متعدد النواة فإنّ مثل هذا الحديث المتبادل يمكن أن يضعف بشكل كبير الأداء العام لقدرة الإرسال.

• “HDTV” هي اختصار لـ “High-definition-television” و”NEXT” هي اختصار لـ “near-end crosstalk”.

• “FEXT” هي اختصار لـ “Far-End-X-Talk” و”CO” هي اختصار لـ “central-offices”.

• “POTS” هي اختصار لـ “Plain-Old-Telephone-System-or-Service” و”IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol”.

مبدأ عمل نظام الاتصالات في أجهزة معالجة البيانات

يستخدم “xDSL” على وجه الخصوص التعديل متعدد الألوان المنفصل “DMT”، كما يتم الحصول على الإشارة المراد إرسالها عن طريق تحويل فورييه العكسي لإشارة التردد، والتي تتكون من مجموعة من رموز “QAM” المراد إرسالها، ويمكن أن يشتمل كل رمز يسمى “DMT” على مجموعة من رموز “QAM” التي يتم تنظيمها كموجات حاملة فرعية بعرض “43125 كيلو هرتز”.

ةالإدارة الديناميكية للطيف الترددي “DSM” الطبقة 3 هي تقنية تتعلق بشكل أساسي بتقنية نقل “VDSL2″، حيث يتم استخدامه لتحسين أداء نقل البيانات “VDSL2” عن طريق تقليل التداخل المتبادل وفي حالة توصيل مودم جديد بوحدة تحكم “DSM L3″، يتسبب هذا المودم الجديد في حدوث تداخل إضافي في التوصيلات الحالية.

كما لا تستطيع وحدة التحكم “DSM L3” تعويض هذا التداخل من البداية لأنّها تتطلب بعض الوقت لتكييف نفسها مع الوضع الجديد، وينتج عن هذا عادةً هامش أقل وبالتالي قدر أكبر من أخطاء البت وبل إنّه من الممكن أن يتم فقد اتصال وعدة اتصالات في حالة تعذر تصحيح أخطاء البتات، وعلى سبيل المثال عن طريق فك تشفير “Reed-Solomon”.

وعيب آخر ينبع من حقيقة أنّ المودم الجديد يدير مرحلة تدريب على نطاق التردد بأكمله الذي يخطط لاحقاً لاستخدامه في نقل البيانات، كما قد يكون هذا ضرورياً للمودم الذي يحسب معدل البيانات الممكن بناءً على قياسات نسبة الإشارة إلى الضوضاء “SNR” لكل موجة حاملة فرعية.

ومع ذلك ينتج عن مرحلة التدريب هذه تداخلاً ناتجاً عن المودم الجديد، والذي يؤثر على نطاق التردد بأكمله، وعلاوة على ذلك يحتاج هذا التدريب إلى قدر كبير من الوقت وبالتالي قد يؤدي إلى تدهور كبير في اتصالات أجهزة المودم الحالية، كما تتمثل المشكلة التي يتعين حلها في التغلب على العيوب وعلى وجه الخصوص لتقليل أي تداخل أو ضوضاء أثناء بدء تشغيل نظام “DSM” أو بناءً على مودم إضافي ينضم إلى مجموعة “DSM”.

• “DMT” هي اختصار لـ “Discrete-multitone”.

• “DSM” هي اختصار لـ “distributed-shared-memory”.

• “SNR” هي اختصار لـ “Signal-to-Noise-Ratio”.

• “QAM” هي اختصار لـ “Quadrature-amplitude-modulation”.

خصائص نظام الاتصالات في أجهزة معالجة البيانات

• للتغلب على هذه المشكلة يتم توفير طريقة لمعالجة البيانات، حيث يتم حجز ناقل فرعي واحد على الأقل بواسطة مكون شبكة حتى يتصل المودم بمكون الشبكة.

• على وجه الخصوص قد يحجز مكون الشبكة العديد من هذه الموجات الحاملة الفرعية ولا سيما مجموعة من الموجات الحاملة الفرعية.

• يمكن استخدام حاملة فرعية واحدة على الأقل محجوزة بكفاءة لربط مودم جديد أو لمرحلة بدء تشغيل النظام أي الانضمام إلى العديد من أجهزة المودم، كما يسمح الناقل المحجوز بتقليل التداخل أو الحديث المتبادل أثناء تدريب المودم للاتصال بمركب الشبكة.

تطور عمل نظام الاتصالات في أجهزة معالجة البيانات

تجدر الإشارة إلى أنّه يفضل أن يستخدم المودم بعد اكتمال عملية التدريب وحاويات مختلفة عن مجموعة الصناديق المحجوزة، كما يمكن استخدام هذه الصناديق بخلاف الصناديق المحجوزة لأغراض نقل البيانات العادية، وقد تحفظ “DSLAM” أو وحدة تحكم “DSM L3” المجموعة من الموجات الحاملة الفرعية ديناميكياً أي لتخصيصها لأجهزة مودم جديدة للانضمام إلى مجموعة DSM L3″، وبعد انضمامها إلى المجموعة يمكن استخدام الحاوية المحجوزة للبيانات العادية انتقال.

ومن أجل عدم نفاد الحاويات لمزيد من المودم للانضمام يمكن حجز حاويات إضافية أي عند الطلب أو ديناميكياً بواسطة وحدة تحكم “DSM L3″، كما يلاحظ كذلك أن وحدة تحكم “DSM L3” قد تكون أي وحدة منتشرة أو مرتبطة بوحدة شبكة ولا سيما وحدة في المكتب المركزي وعلى سبيل المثال “DSLAM”.

كما يمكن نشر المفهوم المقدم عبر تطبيق البرنامج وعلى سبيل المثال على “DSLAM” أو أي وحدة تحكم “DSM L3″، وبشكل مفيد لا يلزم إجراء تحديثات أخرى للأجهزة فيما يتعلق بـ “DSLAM” أو جانب المودم في مقر العميل وعلى سبيل المثال فيما يتعلق بمعدات مباني العميل “CPE”.

• “CPE” هي اختصار لـ “Customer-Premise-Equipment”.

• “DSLAM” هي اختصار لـ “Digital-Subscriber-Line-Access-Multiplexer”.