الاتصالات السلكية Wired communications

تُعد الاتصالات السلكية بأنّها مصطلح واسع يستخدم لوصف أي نوع من عمليات الاتصال التي تعتمد على الاستخدام المباشر للكابلات والأسلاك لنقل البيانات الصوتية والمرئية، والمثال الكلاسيكي للاتصالات السلكية هو هاتف المنزل التقليدي المتصل بمحول الهاتف العملي عبر الأسلاك التي يتم تشغيلها من المنزل إلى المحول، ولا يزال استخدام الخدمات السلكية شائعاً ومن غير المحتمل أن يختفي في المستقبل القريب.

ما هي الاتصالات السلكية Wired communications؟

الاتصالات السلكية “Wired communications”: هي أي نوع من نقل البيانات بين الأجهزة باستخدام اتصال سلكي، كما تشمل التوصيلات السلكية إيثرنت وكابل الألياف الضوئية للهاتف والاستخدامات الأخرى، وكابل للتلفاز وأنظمة الإنترنت وشبكة الهاتف العامة “PSTN” وأنظمة “CAN” و”MOST” في السيارات.

استخدامات الاتصالات السلكية:

غالباً ما تشكل شبكات الهاتف المحلية الأساس للاتصالات السلكية التي يستخدمها العملاء في المنطقة السكنية والتجارية على حد سواء، كما ترتبط معظم الشبكات على اعتماد تقنية اتصالات الألياف الضوئية كوسيلة لتوفير إشارات واضحة لكل من عمليات الإرسال الواردة والصادرة، والألياف الضوئية قادرة على استيعاب إشارات أكثر بكثير من الأسلاك النحاسية القديمة المستخدمة في الأجيال الماضية، مع الحفاظ على سلامة الإشارة على مسافات أطول.

يُعد الوصول إلى الإنترنت من أنظمة كمبيوتر سطح المكتب أيضاً مثالاً شائعاً للاتصالات السلكية الحديثة وغالباً ما يستخدم مقدمو خدمات الهاتف نفس الأسلاك؛ لتوفير حلول الإنترنت عالية السرعة وخدمات الهاتف الأساسية للعملاء في المنازل والشركات، واعتماداً على طبيعة الاتصال قد يتطلب ذلك استخدام الأسلاك والكابلات ذات السعة الأعلى من الأسلاك القياسية، ولا تحتاج بعض تصميمات النظام إلى أكثر من إضافة أجهزة تصفية تقسم الإشارة بشكل فعال للسماح لمخرج واحد بتوفير الاتصال بكل من شبكة الهاتف الصوتي والإنترنت.

يُصنف تلفاز الكابل أيضاً على أنه اتصالات سلكية، حيث يتم توصيل الكابل في كل منزل ومتصل بجهاز تلفاز واحد أو أكثر، كما يتم توصيل نفس الكابل بشبكة الكابل، ممّا يجعل من الممكن تنشيط الاتصال والسماح باستقبال الإرسال الصوتي والمرئي، وهذا على عكس عمليات البث التقليدية التي تعتمد على عمليات الإرسال عبر الهواء التي يجب أن يلتقطها جهاز الاستقبال وتحويلها إلى صوت وصور يمكن لجهاز الاستقبال معالجتها.

بشكل عام، تعتبر الاتصالات السلكية هي الأكثر استقراراً بين جميع أنواع خدمات الاتصالات ،فهي غير منفذة نسبياً لظروف الطقس السيئة عند مقارنتها بالحلول اللاسلكية، وفي بعض أشكال الخدمات السلكية تتفوق قوة وسرعة الإرسال على الحلول الأخرى، مثل الإرسال عبر الأقمار الصناعية أو الميكروويف، كما سمحت هذه الخصائص بأنّ تبقى الاتصالات السلكية شائعة، حتى مع استمرار تقدم الحلول اللاسلكية.

للحصول على أقصى قدر من الموثوقية، تُعد أنظمة الاتصال الداخلي السلكية هي النوع الأكثر شيوعاً من الأنظمة التي يتم نشرها عبر المرافق، وتتكون الأنظمة السلكية من نظام مركزي به نقاط نهاية متصلة عبر أنواع مختلفة من الكابلات، واعتماداً على النظام يمكن استخدام كابلات “2-wire” و”4-wire” والألياف الضوئية والفئة 5 أو 6 لربط مكونات النظام معاً وربط أنظمة متعددة.

كما يمكن للأنظمة السلكية الاتصال بأمان مع نظام اتصالات “Clear-Com” أو الطرف الثالث الموجود في أي مكان في العالم عبر شبكات “IP” القياسية، وغالباً ما تعتمد معايير اختيار النظام السلكي على مجموعة من اعتبارات القرار، من متطلبات النظام وسير العمل وموقع المستخدمين وعدد نقاط نهاية المستخدم وعدد قنوات الحديث المنفصلة والميزانية.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

أنواع التوصيلات السلكية:

أولاً: زوج مجدول:

يتكون من زوج من الأسلاك الملتوية معاً، حيث يقلل الالتواء من الضوضاء على الأسلاك عن طريق إلغاء إلى حد معين، مقدار التداخل الكهرومغناطيسي من البيئة وبين الإرسال والاستقبال، وسلك زوج مجدول سلك الزوج الملتوي هو سلك نحاسي يصل الكمبيوتر الشخصي في المنزل أو في العمل بخط الهاتف كما يطلق عليه اسم السلك الملتوي؛ لأنّ سلكين معزولين لمنع تقاطع الأسلاك ملتويان معاً.

كما يساعد العزل واللف على تقليل خطوط الهاتف من العبور، ونظراً لأنّ السلك المزدوج الملتوي مصنوع من النحاس، فإنّه يُعتبر أقل أداة اتصال وسائط تكلفة، كما يُعد التردد الذي تنقل به إشارات الاتصال بطيئاً نسبياً مقارنةً بالوسائط الأخرى التي يبلغ متوسطها في حمل البيانات “1-128 ميجابت في الثانية”.

ثانياً: الكابلات المحورية:

تتكون الكابلات المحورية من سلك أسطواني يمتد أسفل منتصف غلاف عازل، كما يحاط بغلاف العزل غلاف موصل يعمل في نفس الوقت كدرع ومسار عودة للإشارة، والكابلات المحورية مقاومة للغاية للضوضاء بسبب التدريع الذي يحافظ على معظم الطاقة الكهرومغناطيسية داخل غلاف الموصل المحيط.

ثالثاً: كابل الألياف الضوئية:

يتكون كابل الألياف الضوئية من ألياف زجاجية رفيعة وطويلة جداً يمكن إرسال نبضات ضوئية إليها، ومعدلات البيانات التي تدعمها شبكات الألياف الضوئية سريعة بشكل لا يصدق، حيث أنّه سريع جداً في الواقع وأصبحت الألياف الضوئية واحدة من أكثر التطورات التكنولوجية لنقل المعلومات، وقامت هذه المادة المبتكرة بثورة في عمليات الاتصالات، حيث تستخدم الاتصالات السلكية واللاسلكية الحديثة الكهرباء أو الضوء أو الراديو لإرسال الأصوات والصور والبيانات.

كما تقوم الألياف الضوئية، بدلاً من نشر الموجات الصوتية بنقل البيانات في شكل نبضات ضوئية مع ميزة كبيرة وهي أن النبضات المضيئة تنتقل دون انقطاع، حيث يتم نقل المعلومات عن طريق الموجات الضوئية وليس بالكهرباء، ممّا يؤدي إلى تجنب تداخل الضوضاء الكهربائية وتدهور الإشارة، كما إنّها وسيلة لنقل البيانات في شكل ضوء.

وتتمثل إحدى مزايا نظام الألياف الضوئية في قدرته على حمل ما يعادل مجموعة موسوعة من المعلومات في ثانية واحدة ونقل البيانات لمسافات طويلة أكثر من 100 كيلومتر، وهي عازلة للكهرباء وسهلة التركيب ولها أطوال طويلة مستمرة.

أنواع من الألياف الضوئية:

1- الألياف متعددة الأوضاع:

تكون مقسمة إلى فئتين، وهي الألياف ذات الفهرس المتعدد الأنماط والتي تستخدم في النقل التقليدي للصور وكذلك في نقل البيانات على مسافة قصيرة، والألياف ذات المؤشر المبشور متعدد الأنماط والتي يتناقص مؤشر تصحيح النواة تدريجياً من المركز إلى الخارج، وهذا هو الأمثل للمسافة المتوسطة.

2- الألياف أحادية الوضع:

تستخدم لمسافات طويلة وللسرعة الكبيرة في نقل البيانات، وليست شبكات الاتصالات هي الوحيدة التي تستخدم الألياف البصرية، حيث في الوقت الحاضر تستخدم هذه التكنولوجيا في الطب، كما يتم استخدام الألياف الضوئية في العمليات الجراحية، ممّا يتيح للأطباء إجراء العمليات الجراحية بالليزر، فهي أسرع وذات مخاطر ومضاعفات أقل، كما يوجد اليوم ثلاثة أنواع من الوسائط السلكية الآن، زوج من الألياف الضوئية ومحوري المحور وملفوف.

الميزة الأساسية لكابل الألياف الضوئية هي السرعة وقد زادت بشكل مطرد من قدرته على التعامل مع المزيد من البيانات على نفس الوسيط، ومع ذلك يمكن أن تكون تكلفة هذه الراحة مرتفعة بعض الشيء وليس خاصاً بالكابل، نظراً لأنّه يعتمد على السيليكون، ولكن للتثبيت والأجهزة الضرورية مثل المحولات أو أجهزة إعادة الإرسال، ومع تزايد شيوع كابلات الألياف الضوئية ستنخفض الأسعار العامة.

مزايا الاتصالات اللاسلكية:

• مناعة أعلى للتدخل والضوضاء الخارجية.

• يتم تحديد تخصيص الترددات من قبل مالك السلك، وليس من قبل السلطات التنظيمية.

• الخيارات المتاحة لسرعة الكابلات هي “2Gbps” أو “1Gbps” أو “100Mbps” أو “40Mbps” أو “1Mbps”.

• مسافة نقل طويلة، وتصل إلى 2 كيلومتر.

• ما يصل إلى “1000 عقدة” داخل شبكة متداخلة واحدة.

• إعادة استخدام الأسلاك أو الكابلات الموجودة، بما في ذلك خط الطاقة “AC” أو “DC”، أو الكابلات المحورية أو الكابلات المزدوجة المجدولة أو الخطوط الصوتية أو الموصلات المعدنية أو القضبان.

• تجربة رائعة في مشاريع تخصيص الاتصال السلكية وإنترنت الأشياء.