أساسيات أنظمة وطرق الاتصالات Systems and methods for communication

اقرأ في هذا المقال


قد يكون الجهاز قادراً على الاتصال باستخدام نوعين على الأقل من طرق التعديل، حيث قد يشتمل الجهاز على جهاز إرسال واستقبال، بحيث يكون قادر على العمل كمسؤول وفقاً لعلاقة المسؤول مع الفرع والتي يحدث فيها الاتصال من الفرع إلى المسؤول استجابةً للاتصال من المسؤول إلى الفرع، كما قد يرسل جهاز الإرسال والاستقبال الرئيسي إرسالات منفصلة للإرسال منظم مع جزء أول وجزء حمولة.

أساسيات نظام وطريقة الاتصالات

يمكن تعديل المعلومات الواردة وفقاً لطريقة التشكيل الأولى وتشير إلى حدوث تغيير وشيك في طريقة التشكيل الثانية، والتي تُستخدم لإرسال جزء الحمولة النافعة وقد تتم معالجة عمليات الإرسال المنفصلة لوجهة مقصودة لجزء الحمولة النافعة.

في أنظمة اتصالات البيانات الحالية يمكن لزوج مودم المرسل والمستقبل الاتصال بنجاح فقط عندما تكون أجهزة المودم متوافقة في الطبقة المادية، كما يجب أن تستخدم أجهزة المودم طرق تعديل متوافقة وهذا المطلب صحيح بشكل عام بغض النظر عن هيكل الشبكة، وعلى سبيل المثال تعمل أجهزة المودم من نقطة إلى نقطة والطلب الهاتفي إمّا في الوضع القياسي الصناعي “V.34” أو الوضع القياسي الصناعي “V.22”.

وبالمثل في معمارية متعددة النقاط تعمل جميع أجهزة المودم وعلى سبيل المثا في الوضع القياسي الصناعي “V.27bis”، وفي حين أنّ المودمات قد تكون قادرة على استخدام عدة طرق تشكيل مختلفة يتم التفاوض على تعديل واحد مشترك في بداية جلسة البيانات لاستخدامها طوال المدة، وإذا أصبح من الضروري تغيير أساليب التعديل يتم هدم جلسة البيانات الحالية ويتم التفاوض على جلسة جديدة باستخدام طريقة التعديل الجديدة.

كما أنّ توقف جلسة بيانات موجودة يسبب اضطراباً كبيراً في الاتصال بين جهازي المودم، كما أنّ الاتصال بين أجهزة المودم بشكل عام غير ناجح ما لم يتم استخدام طريقة تعديل شائعة، وفي بنية شبكة من نقطة إلى نقطة إذا حاول المودم إنشاء جلسة اتصال باستخدام مودم غير متوافق، فسيقوم أحد المودم أو كلاهما بعدة محاولات لإنشاء ارتباط اتصال حتى الاستسلام بعد انتهاء فترة المهلة، أو تم الوصول إلى الحد الأقصى لعدد محاولات إعادة المحاولة.

مبدأ عمل نظام وطريقة الاتصالات

بشكل أساسي الاتصال على الرابط مستحيل دون استبدال أحد أجهزة المودم بحيث يستخدم زوج المودم الناتج طريقة تعديل شائعة، وفي معمارية متعددة النقاط يتصل مودم مركزي واحد أو “رئيسي” مع اثنين أو أكثر من أجهزة المودم رافد أو مودم “Trip” باستخدام طريقة تشكيل واحدة، حيث إذا كان واحد أو أكثر من أجهزة المودم “Trip” غير متوافقة مع طريقة التعديل المستخدمة من قبل المسؤول، فلن تتمكن هذه القبائل من تلقي الاتصالات من المسؤول.

وعلاوة على ذلك فإنّ المحاولات المتكررة من قبل المسؤول للتواصل مع الفروع غير المتوافقة ستؤدي إلى تعطيل الاتصالات مع الفروع المتوافقة، بسبب الوقت الضائع في إجراء محاولات الاتصال غير المجدية وبالتالي فإنّ أنظمة الاتصالات المكونة من تطبيقات عالية الأداء، ومنخفضة أو متوسطة الأداء يمكن أن تكون غير فعالة من حيث التكلفة.

وعلى سبيل المثال تتطلب بعض التطبيقات كالوصول إلى الإنترنت تشكيلاً عالي الأداء مثل تعديل سعة التربيع “QAM“، أو تعديل سعة الموجة الحاملة والطور “CAP” أو تعديل متعدد الألوان منفصل “DMT” في حين أنّ التطبيقات الأخرى كمراقبة الطاقة والتحكم تتطلب فقط معدلات بيانات متواضعة، وبالتالي طريقة تعديل منخفضة الأداء، كما يجب أن يكون جميع المستخدمين في النظام بشكل عام مجهزين بمودم عالي الأداء لضمان توافق التشكيل.

ويتم تشغيل أجهزة المودم الحديثة هذه بأدنى معدلات بيانات لتلك التطبيقات التي تتطلب أداءً منخفضاً نسبياً لنقل البيانات، كما يفرض استبدال أجهزة المودم غير المكلفة بأجهزة متطورة أكثر تكلفة بسبب توافق التعديل تكلفة كبيرة غير ضرورية، ومن حيث الخدمة والأداء المطلوب تسليمهما إلى المستخدم النهائي.

وبناءً على ذلك فإنّ المطلوب  وما لا يُعتقد أنّ التقنية السابقة توفره هو نظام وطريقة اتصال تُستخدم فيها طرق تعديل متعددة لتسهيل الاتصال بين مجموعة من أجهزة المودم في شبكة، والتي كانت غير متوافقة حتى الآن.

كما قد يكون الجهاز قادرًاً على الاتصال وفقاً لعلاقة المسؤول بالفرع والتي يحدث فيها اتصال من الفرع إلى المسؤول استجابةً لاتصال من المسؤول إلى الفرع، وقد يشتمل الجهاز على جهاز إرسال واستقبال في دور السيد لإرسال إرسالات مُعدَّلة باستخدام نوعين على الأقل من طرق التشكيل، وعلى سبيل المثال طريقة تعديل أولى وطريقة تعديل ثانية.

وقد تكون طريقة التشكيل الأولى من نوع مختلف عن طريقة التشكيل الثانية وقد تكون عمليات الإرسال عبارة عن مجموعات من تسلسلات الإرسال، كما قد يتم تنظيم مجموعة من الجزء الأول وجزء الحمولة وقد تشير المعلومات الأولى في الجزء الأول إلى طريقة التعديل الأولى أو طريقة التعديل الثانية المستخدمة لتعديل المعلومات الثانية في جزء الحمولة النافعة، وقد تتم معالجة عمليات الإرسال لوجهة مقصودة من جزء الحمولة.

وقد تتضمن المعلومات الأولى في الإرسال الذي يتضمن عنواناً لوجهة مقصودة تسلسلاً أولاً في الجزء الأول يتم تشكيله وفقاً لطريقة التشكيل الأولى، والتي تشير إلى تغيير وشيك من طريقة التشكيل الأولى إلى طريقة التشكيل الثانية، كما قد تتضمن المعلومات الثانية في الإرسال الذي يتضمن عنواناً لوجهة مقصودة تسلسلاً ثانياً في جزء الحمولة النافعة، والذي يتم تشكيله وفقاً لطريقة التشكيل الثانية وقد يتم إرسال التسلسل الثاني بعد التسلسل الأول.

  • “CAP” هي اختصار لـ “carrier amplitude and phase”.
  • “QAM” هي اختصار لـ “Quadrature Amplitude Modulation”.
  • “DMT” هي اختصار لـ “Discrete Multitone”.

مزايا نظام وطريقة الاتصالات

  • إنّه يوفر استخدام مجموعة من طرق تعديل المودم على نفس وسط الاتصال.
  • إنّ جهاز الإرسال والاستقبال الرئيسي يمكنه الاتصال بسلاسة مع أجهزة الإرسال والاستقبال أو المودم الرافدة باستخدام طرق تعديل غير متوافقة.

تطور عمل نظام وطريقة الاتصالات

إن نظام الاتصالات متعدد النقاط يشتمل على مودم رئيسي أو جهاز إرسال واستقبال والذي يتصل بمجموعة من أجهزة المودم الفرعية أو أجهزة الإرسال والاستقبال عبر وسيط الاتصال، كما أنّ جميع الفروع متطابقة من حيث أنّهم يشتركون في طريقة تعديل مشتركة مع جهاز الإرسال والاستقبال الرئيسي، وهكذا قبل أن يبدأ أي اتصال في النظام متعدد النقاط يجب أن يتفق جهاز الإرسال والاستقبال الرئيسي والقبائل على طريقة تعديل مشتركة.

وإذا تم العثور على طريقة تعديل مشتركة فسيقوم جهاز الإرسال والاستقبال الرئيسي والقريب بتبادل تسلسل الإشارات التي تشكل مجموعات فرعية خاصة من جميع الإشارات، والتي يمكن توصيلها عبر طريقة التشكيل المشتركة المتفق عليها، كما يشار إلى هذه التسلسلات عادةً على أنّها إشارات تدريب ويمكن استخدامها للأغراض التالية:

  • لتأكيد أنّ طريقة التشكيل الشائعة متاحة.
  • لإنشاء تعويض مستوى الإشارة المستقبلة.
  • لتأسيس استعادة الوقت أو استعادة الموجة الحاملة.
  • للسماح بمعادلة القناة أو إلغاء الصدى.
  • لتبادل المعلمات لتحسين الأداء أو تحديد الميزات الاختيارية.
  • لتأكيد الاتفاق فيما يتعلق بالأغراض قبل الدخول في وضع اتصال البيانات بين المستخدمين.

في نظام متعدد النقاط يتم أيضاً إرسال عنوان القبيلة التي يقيم معها المسؤول الاتصال أثناء فترة التدريب في نهاية جلسة البيانات، وعادة ما يتبادل زوج متصل من أجهزة المودم سلسلة من الإشارات المعروفة باسم الإشارات اللاحقة بغرض إيقاف الجلسة بشكل موثوق والتأكيد على أن الجلسة قد تم إيقافها، وفي نظام متعدد النقاط سيؤدي الفشل في اكتشاف نهاية الجلسة إلى تأخير أو تعطيل جلسة لاحقة.

المصدر: Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition


شارك المقالة: