نظام التحكم في نظام الاتصالات الرقمية الديناميكي

إنّ أنظمة الاتصالات الرقمية يكون وسيط الإرسال فيها عادةً عبارة عن أسلاك نحاسية، كما تتكون الأسلاك النحاسية في الغالب من أزواج مجدولة، ويُشار إليها أيضاً باسم “الخطوط” أو “الحلقات” المصنفة وعلى سبيل المثال “AWG-26″ و”AWG-24″ و”CAT-3″ و”CAT-5” و”CAT-6″، وتشمل أنظمة الاتصالات النموذجية التي تستخدم الأسلاك النحاسية أنظمة خط المشترك الرقمي “DSL”، مثل “ISDN” و”HDSL” و”ADSL” و”VDSL” وشبكات المنطقة المحلية “LAN” مثل “Ethernet”.

أساسيات نظام التحكم في نظام الاتصالات الرقمية الديناميكي

يوجد جهاز الإرسال والاستقبال وعلى سبيل المثال مودم المستخدم في كل طرف من طرفي خط الاتصالات الذي يشتمل على الأسلاك النحاسية، حيث عادةً ما تكون خطوط الهاتف الحالية مجمعة بطريقة ما، كما يمكن أن يؤدي “تجميع” عدة أزواج في غلاف أو غير ذلك إلى تحسين الخدمة لمستخدم واحد أو السماح بالخدمة لعدة مستخدمين.

وعلى سبيل المثال يستخدم “1000-BaseT Ethernet” أربعة أزواج ملتوية لتحقيق معدل بيانات يبلغ “250 ميجابت في الثانية” لكل زوج أو معدل إجمالي قدره “1 جيجابت في الثانية”، كما يتم تغذية تيار البيانات إلى جهاز الإرسال والاستقبال الأول، حيث يتحلل تيار البيانات إلى تدفقات بيانات متعددة المكونات وإذا رغبت في تشكيلها باستخدام المُعدِّل.

يتم إرسال تدفق بيانات المكون المُعدَّل عبر زوج ملتوي إلى مزيل التشكيل وإعادة تكوينه في جهاز إرسال واستقبال ثانٍ، كما يمكن إرسال البيانات في الاتجاه المعاكس عن طريق عكس أدوار المكونات المختلفة وتطبيق آخر هو استخدام مصنع حلقة الهاتف لخدمة “DSL”، وكما يتم تجميع الأزواج الملتوية المنبثقة من كل جهاز من أجهزة مقر العميل “CPE” في ملف واحد أو أكثر من المجلدات، والتي تتلاقى عند محطة مثل المكتب المركزي “CO” أو وحدة الشبكة الضوئية “ONU” أو المحطة الطرفية البعيدة “RT”.

• “AWG-26” هي اختصار لـ “American-Wire-Gauge” و”CAT-3″ هي اختصار لـ “Category”.

• “ISDN” هي اختصار لـ “Integrated-Services-Digital-Network” و”HDSL” هي اختصار لـ “High-bit-rate-digital-subscriber-line”.

• “ADSL” هي اختصار لـ “Asymmetric-Digital-Subscriber-Line” و”VDSL” هي اختصار لـ “Very-high bit-rate-digital-subscriber-line”.

• “LAN” هي اختصار لـ “Local-Area-Network” و”CO” هي اختصار لـ “central-office”.

• “CPE” هي اختصار لـ “customer-provided-equipment” و”ONU” هي اختصار لـ “Optical-Network-Unite”.

• “RT” هي اختصار لـ “remote-terminal” و”DSL” هي اختصار لـ “Digital-Subscriber-Line”.

مبدأ عمل نظام التحكم في نظام الاتصالات الرقمية الديناميكي

قد تحدث سيناريوهات هجينة أيضاً مثل استخدام أزواج متعددة من قبل عميل “DSL” واحد بهدف تحسين معدل بياناته الإجمالي، حيث ينشأ تجميع الأزواج الملتوية إمّا عن الضرورة على سبيل المثال البنية التحتية لحلقة الهاتف الحالية أو بسبب فوائد الأداء المحسن، وعلى سبيل المثال “1000-BaseT Ethernet”.

ومع ذلك في كلتا الحالتين تعاني الاتصالات في هذه الإعدادات من التداخل الناشئ عن الاقتران الكهرومغناطيسي بين الأزواج المتجاورة، والتي يشار إليها باسم تداخل “الحديث المتبادل” وهذا يعني أنّ أي إشارة يستقبلها مودم في نهاية زوج ملتوي لا تحتوي عموماً فقط على الإشارة المرسلة للزوج المحدد، والتي من المحتمل أن تكون مشوهة إلى حد ما ولكن أيضاً الإشارات المشوهة المرسلة على الأزواج المجاورة.

وبالتالي إنّ خصائص الإرسال لزوج معين وعلى سبيل المثال الطاقة المرسلة للزوج يمكن أن تؤثر مادياً على الاتصال على زوج مجاور بسبب الحديث المتبادل المستحث، لذلك تقترن عمليات النقل على الأزواج المجاورة وخاصة تلك التي تنتمي إلى حزمة أو تشارك نفس الموثق بطرق معينة، حيث عادة ما يتم التعامل مع الإشارات المتداخلة على أنها ضوضاء.

ومع ذلك يمكن تحديد الحديث المتبادل في بعض المواقف وإذا أمكن تحديد وظائف اقتران الحديث المتبادل فقد يكون من الممكن إزالة تداخل الحديث المتبادل، كما يتضمن “فك الحزم” تأجير شركة التبادل المحلي الحالية “ILEC” لخط هاتف أو جزء من عرض النطاق الترددي الخاص به، وإلى شركة تبادل محلي تنافسي “CLEC” وعادة ما تسمح ممارسة الفصل الحالية مع خدمة “DSL” لـ “CLEC” بوضع إشارات معدلة مباشرة على المؤجر خطوط هاتف زوجية نحاسية مادية ويشار إليها أحياناً بإيجار “النحاس الداكن”.

كما قد توفر هذه الإشارات غير المجمعة خدمات وبالتالي تستخدم الأطياف والتي تختلف بين مختلف مقدمي الخدمات، كما يمكن أن يؤدي الاختلاف في الأطياف إلى تفاقم عدم توافق الحديث المتبادل الناجم عن التسرب الكهرومغناطيسي بين الخطوط الموجودة على مقربة شديدة، وتحاول “ILECs” و”CLECs” ضمان التوافق الطيفي المتبادل من خلال توحيد نطاقات التردد والكثافات الطيفية للقدرة التي يمكن استخدامها بواسطة خدمات “DSL” المختلفة.

ومع ذلك هناك العديد من أنواع وعرض النطاق الترددي “DSL” وغالباً ما يكون مقدمو الخدمة منافسين مما يعقد إدارة الطيف، وعلاوة على ذلك لا يزال التعاون والاتصال بين منظمي الطيف ومجموعات معايير “DSL” في مرحلة التطور المبكر، لذا قد يسمح المنظمون بممارسات مختلفة عن تلك المفترضة في إدارة الطيف.

تطور عمل نظام التحكم في نظام الاتصالات الرقمية الديناميكي

تحاول إدارة طيف “DSL” تحديد أطياف خدمات “DSL” المختلفة من أجل الحد من الحديث المتبادل بين “DSLs” التي يمكن نشرها في نفس الموثق، كما يمكن أن يكون مثل هذا الحديث المتبادل هو العامل المحدد في تحديد معدلات البيانات وتماثلات خدمات “DSL” المقدمة عند نطاقات حلقة مختلفة، لذلك تجد إدارة الطيف مستوى معينًا من التسوية بين عروض خدمة “DSL” المختلفة التي يمكن نشرها في وقت واحد.

تميل دراسات إدارة الطيف إلى تحديد بعض حالات الحلقة النموذجية وأسوأ حالة ثم تشرع في تحديد الأطياف الثابتة لكل نوع من أنواع “DSL” لتقليل الانحطاط المتبادل بين الخدمات، حيث قد لا ينتج عن تخصيص الطيف الثابت هذا المستوى التوفيقي المرغوب في حالات مختلفة عن تلك المفترضة في الدراسات.

كما تضع هذه القواعد التي تم سنها قيوداً صارمة على معلمات الإرسال وتتحكم في تدهور الأداء بسبب الحديث المتبادل عن طريق الحد بشكل موحد من عمليات الإرسال لجميع الأطراف في النظام، وعادةً ما يتم تطبيق مجموعة القواعد بأكملها بشكل متساوٍ بغض النظر عن بيئة الحديث المتبادل الفعلية، وما إذا كانت الأزواج المجاورة ترسل بالفعل إشارات وبالتالي توفر الحماية لسيناريو أسوأ حالة.

يتم تحديد معلمات الاتصال في الطبقة المادية مثل القدرة المرسلة وعرض نطاق الإرسال والكثافة الطيفية للقدرة المرسلة وتخصيص الطاقة في الوقت أو التردد وتخصيص البتات في الوقت أو التردد، بناءً على معلومات ثابتة حول زوج من المودمات ومودماتها الملتوية خط الزوج، كما يحتوي النظام على أزواج مودم موصولة بخطوط زوج مجدولة، والمتطلبات والقيود المعيارية لكل وصلة متوفرة لوحدات تكييف الاتصالات.

وفي بعض الحالات يتم قياس خصائص الخط والإشارة للخط يمكن إعادتها إلى وحدة تكييف الاتصالات بواسطة الوحدة لخط معين للمساعدة في تشغيل أزواج المودم، ومع ذلك لا يوجد اتصال أو نقل من خصائص الخط أو الإشارة خارج كل وصلة وزوج المودم الخاص بها، وعلاوة على ذلك لا يوجد كيان مستقل لديه معرفة بتشغيل أكثر من زوج وخط مودم واحد أو تفاعلات الأزواج المختلفة، وعلى سبيل المثال الحديث المتبادل بين السطور.

بدلاً من ذلك تم تصميم القواعد والمتطلبات والقيود المطبقة على الخطوط وأجهزة المودم لاستيعاب أسوأ حالات الحديث المتبادل أو التداخل الآخر، وبغض النظر عن الظروف الفعلية الموجودة في النظام أثناء التشغيل.