إنّ تقنية اتصالات “Simplex” قديمة في أجهزة الإرسال اللاسلكية الحديثة اعتباراً من عام 2011م، وكذلك الهواتف التي تسمح بالاتصال المتزامن ثنائي الاتجاه أو ثنائي الاتجاه العادي، إلّا أنّها لا تزال مستخدمة في أشكال التكنولوجيا الحديثة الأخرى.

 

ما هو الاتصال البسيط Simplex؟

 

الاتصال البسيط “Simplex”: هو شكل من أشكال الموجات الراديوية أو نظام الاتصالات الإلكترونية الذي يسمح بنقل إشارة واحدة فقط في كل مرة أو استقبال إشارة واحدة في كل مرة، حيث استخدمت الأشكال المبكرة من أجهزة الراديو والهواتف ذات الموجة القصيرة التي يستخدمها الجيش بالإضافة إلى أجهزة الراديو الخاصة بنطاق المواطنين “CB” التي يستخدمها العديد من المواطنين في الولايات المتحدة وأماكن أخرى مبادئ الاتصال البسيط.

 

  • “CB” هي اختصار لـ “Citizen’s Band”.

 

أساسيات اتصالات Simplex:

 

غالباً ما تكون دوائر الاتصال محدودة بقدرة محول الطاقة على معالجة موجات الراديو إلى إشارات تمثيلية أو رقمية تحتوي على معلومات صوتية للمستمع أو السماعة، حيث يمكن أن تعالج أجهزة الراديو المبكرة قناة اتصال واحدة فقط في كل مرة، فإنّ تقنية الهاتف الخلوي والراديو ثنائي الاتجاه المحمولة اعتباراً من عام 2011م لديها القدرة على التعامل مع قنوات متعددة في وقت واحد.

 

المصطلح الأكثر صحة للاتصال البسيط الذي يتم استخدامه لتمييزه عن أنظمة الإرسال البسيط المخصصة هو مصطلح الاتصال أحادي الاتجاه، والنظام أحادي الاتجاه هو النظام الذي يمكنه إرسال واستقبال الإشارات ولكن ليس في نفس الوقت مثل راديو “CB”، ومع ذلك فإنّ الجهاز البسيط الحقيقي هو شيء يشبه لوحة مفاتيح الكمبيوتر التي تنقل البيانات إلى المعالج الدقيق للكمبيوتر، ولكن ليس لديها القدرة على استقبال البيانات مرة أخرى من الكمبيوتر نفسه.

 

لا تزال الدائرة البسيطة مستخدمة في العديد من التقنيات المتقدمة لمجرد عدم وجود حاجة إلى مستوى مزدوج من الدوائر، كما تشمل الأمثلة على ذلك الصواريخ ذاتية التوجيه التي تتلقى تعليمات الإطلاق من سفينة أو طائرة مثل الجيل الأول من صاروخ كروز توماهوك الأمريكي الذي نشرته الولايات المتحدة والمملكة المتحدة اعتباراً من عام 2011م.

 

في حين يمكن إعادة برمجة الجيل الأول من الصاروخ أثناء الطيران وفي البداية لم يكن لديه القدرة على الاستجابة لهذا الشكل من الاتصالات البسيطة، ويمكن للجيل الرابع من الصاروخ “Tomahawk Block IV” تلقي تحديثات استهداف بسيطة على الخرائط المخزنة في الذاكرة الموجودة على متن الطائرة أثناء الطيران.

 

ومع ذلك يختلف الجيل الرابع من الصاروخ في أنّه يمكنه إعادة ضبط أنظمة التوجيه بالقصور الذاتي الخاصة به من خلال اتصالات الأقمار الصناعية ثنائية الاتجاه، بينما في طريقه إلى الهدف ممّا يمنحه شكلاً من أشكال القدرة على الاتصالات المزدوجة على مستوى الأجهزة المستقلة.

 

تشمل الأشكال الشائعة الأخرى للاتصال البسيط التي تحتاج فقط إلى إرسال إشارة في اتجاه واحد عمليات بث البرامج التلفزيونية والإذاعية، أو بث وتوزيع العروض التقديمية الصوتية والمرئية على الإنترنت ولم يكن لدى طابعات الكمبيوتر المبكرة أيضاً القدرة على الاتصال مرة أخرى بالكمبيوتر بمجرد تلقي مهمة الطباعة وكانت أيضاً شكلاً من أشكال الاتصال البسيط.

 

يمكن النظر إلى العديد من الدوائر الإلكترونية الشائعة اليوم كشكل من أشكال التكنولوجيا البسيطة حيث لا يحتاج جهاز الاستقبال أو الوقت للاستجابة إلكترونياً لإشارة الإدخال، وهذا يشمل الأنظمة التي يعتمد عليها الأشخاص كل يوم مثل إشارات المرور في تقاطعات الطرق.

 

ما هي قناة Simplex؟

 

إنّ القناة البسيطة تسمح فقط بإرسال المعلومات في اتجاه واحد ولكن هناك ما هو أكثر من ذلك بقليل حيث نظراً لأنّ القناة المفردة تسمح فقط بتدفق المعلومات في اتجاه واحد، فهذا يعني أنّه يمكن إرسال البيانات في هذا الاتجاه، ولكن لا يمكن استلام نفس البيانات في المقابل، كما يمكن أن تستخدم المعلومات التي يتم إرسالها إلى المستلم عمليات النقل بأقصى سعة نظراً لأنّ لها اتجاه واحد فقط.

 

وهناك حالتان في العالم الواقعي تستخدمان القناة الفردية تتضمن البث التلفزيوني ومحطات الراديو، كما تعمل القناة البسيطة بشكل جيد للغاية مع هذه الأمثلة؛ لأنّه لا توجد حاجة لاستقبال أي بيانات أو إرسال معلومات مرة أخرى، حيث تهدف هذه الخدمات إلى توفير شكل من أشكال الترفيه في اتجاه واحد للمستخدمين.

 

أساسيات قناة الاتصال Simplex مع إعادة الإرسال:

 

تنشأ الحاجة إلى استراتيجيات وصول متعددة كلما اضطر عدد من المستخدمين إلى مشاركة مورد اتصال وذلك نظرا لأنّه عادةً ما يكون تخصيص قناة اتصال لمستخدم معين باهظ التكلفة أو غير عملي، كما تظهر الحاجة إلى مثل هذه الخوارزميات في كثير من الحالات لا سيما في التطبيقات التي تستخدم الأنظمة اللاسلكية، حيث يصل جميع المستخدمين إلى قناة أو وسيط مشترك.

 

كما تم تنفيذ تقنيات الوصول العشوائي مثل “ALOHA” المشقوق بنجاح في عدد من التطبيقات اللاسلكية، كما تتمثل إحدى العوائق الرئيسية لهذه الخوارزميات في ضرورة وجود مسار عودة من المحطة المركزية إلى كل مستخدم للنظام، ممّا يجعل استخدامها غير فعال ومكلف للتطبيقات التي يكون فيها الاتصال أحادي الاتجاه كافياً.

 

أمّا بالنسبة لمثل هذه التطبيقات لا تزال هناك حاجة لخوارزمية الوصول العشوائي التي يمكن أن تزيد من احتمالية نجاح إرسال الرسائل في بيئة اتصال أحادية الاتجاه، حيث تم تطوير تقنية الوصول العشوائي التي تلبي الحاجة الأساسية، وباستخدام هذه التقنية يرسل كل مستخدم رسالة أصلية بطول محدد مسبقًا إلى جهاز استقبال مركزي.

 

وبعد ذلك يعيد المستخدم إرسال الرسالة لعدد محدد من المرات في فاصل زمني محدد مسبقاً محجوز لعملية إعادة الإرسال، ويكون الفاصل الزمني بين كل إعادة إرسال متتالية لرسالة معينة عشوائي، حيث بافتراض الإبادة الكاملة لجميع الرسائل المتضاربة تتم صياغة التعبير عن احتمال الإرسال الناجح لرسالة معينة من حيث معلمات القناة الرئيسية من الناحية النظرية.

 

كما تقدم هذه التقنية تحسيناً كبيراً مقارنةً بالإرسال الفردي في ضمان تلقي الرسالة بنجاح، حيث تمت دراسة ديناميكيات تضارب الرسائل الفعلية في هذا النظام، وبشكل تجريبي باستخدام نوعين مختلفين من مستقبلات الطيف المنتشر ذات التسلسل المباشر أحدهما يستخدم رابطاُ منزلقاً والآخر يستخدم مرشحاً مطابقاً.

 

كما يوفر كود الانتشار في مثل هذه الأنظمة حماية إضافية للرسائل ضد المتداخلات المحتملة، حيث تشير النتائج إلى أنّه من الممكن في كثير من الأحيان تلقي رسالة معينة، وبشكل صحيح في وجود مصادر تداخل مشتركة في القناة ممّا يؤدي إلى تحسين أداء النظام بشكل كبير، كما يتم دمج هذه النتائج لاحقاً مع بيانات الانتشار لأنواع مختلفة من الخلايا الدقيقة للوصول إلى نظرية أكثر دقة للرابط.

 

  • “ALOHA” هي اختصار لـ “Additive Links On-line Hawaii Area”.