ينتقل الصوت والكلام من شخص واحد ومن مكان ما، ويجب نقله بشكل فعال، كما أنّه بدون ضوضاء إلى شخص آخر في مكان آخر، ويجب استلام الصورة المرسلة إلى شخص بعيد دون أي تشويه، كما يجب استلام الملف المنقول من موقع إلى موقع آخر بدون أخطاء، وهندسة الاتصالات هي عملية يتم من خلالها إنشاء اتصال رابط بين نقطتين، لتبادل المعلومات ممّا يزيد من تحقيق أهداف العملاء.
ما هو نظام الاتصالات؟
الاتصالات: هي الاتصال بين نقطتين ومفصولة بمسافة، و”Tele” تعني “على مسافة”، كما يأخذ في الاعتبار أنّ شيئاً ما قد يضيع وسيضيع في هذه العملية، ومن هنا فإنّ مصطلح “الاتصالات” يشمل جميع أنواع المسافات وجميع أنواع التقنيات، مثل الراديو والبرقية والتلفاز والهاتف واتصالات البيانات وشبكات الكمبيوتر.
تتضمن التطبيقات الرئيسية لنظام الاتصالات الهاتف بأنواعه والتلغراف “Telegraph” و”Edison Telegraph” والكمبيوتر وكابل التلفاز، كما يمكن تقسيم مصادر هذا النظام إلى كهربائية وإلّا فهي غير كهربائية، وهذه هي مصادر إدخال أو إشارة رسالة، كما تتضمن المصادر ملفات صوتية مثل “mp3” و”mp4″ و”MKV” وملفات الصور الرسومية “GIF” والصوت البشري ورسائل البريد الإلكتروني وصورة التلفاز والإشعاع الكهرومغناطيسي.
يمكن تعريف الاتصالات السلكيةواللاسلكية على أنّها توصيل المعلومات مثل البيانات والنصوص والصور والصوت والفيديو والمشاعر والأفكار عبر مسافة طويلة، كما يمكن أن يكون الوسيط لنقل الإشارات من خلال الأسلاك أو الكابلات الكهربائية أو الألياف الضوئية أو الأثير وما إلى ذلك، حيث إذا كان الاتصال عبر الفضاء الحر عن طريق الموجات الكهرومغناطيسية، فإنّه يسمى لاسلكي، والمسافة لم تعد مهمة، حيث يجب أن يتم الاتصال في أي وقت وفي أي مكان ومن خلال أي وسيط وبأي سرعة ومن خلال أي جهاز.
الإنترنت هو أكبر مثال على شبكة اتصال بيانات نموذجية، وقليل من أشكال شبكات الاتصالات الأخرى يمكن أن تكون شبكات واسعة النطاق للشركات والأكاديمية “WAN“، حيث تطورت تقنيات مختلفة لإخراج تطبيقات جديدة، وأصبحت اتصالات النطاق العريض “Broadband” والهاتف المحمول شائعة على الفور وبعض التقنيات الرائجة هي:
- نظام “Police wireless” أي “Walkie talkie“.
ملاحظة:“GIF” هي اختصار لـ “Graphics Interchange Format” و”GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile Communications”.
ملاحظة: “WAN” هي اختصار لـ “Wide Area Network” و”CDMA” هي اختصار لـ “Code-division multiple access”.
ملاحظة:“UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications Service” و”LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.
العناصر الأساسية لنظام الاتصال:
تظهر العناصر الأساسية لنظام الاتصال في مخطط الكتلة الأولية:
أولاً: أهداف نظام الاتصال:
تُعد أهداف نظام الاتصال بأنّها الحد الأدنى لعرض النطاق الترددي والقيمة القصوى أي الإشارة إلى النسبة والحد الأدنى لمعدل الخطأ في البت “BER” والسرعة القصوى والاقتصاد والموثوقية والتنقل.
- “BER” هي اختصار لـ “Bit Error Rate”.
ثانياً: الرسائل:
يمكن أن تكون الرسالة صوت وموسيقى وبيانات وفيديو ودرجة حرارة وضوء وضغط.
ثالثاً: محول الإدخال:
يمكن أن يكون الإدخال بأي شكل من أشكال الطاقة من درجة حرارة وضغط وضوء، ولكن لأغراض النقل يجب تحويل هذا إلى طاقة كهربائية، ومحول الطاقة يفعل هذا.
رابعاً: المغير:
يترجم إشارة الإدخال إلى طيف تردد أعلى ويقوم أيضاً بتعديل التمويه الإشارة لمكافحة الضوضاء أي تعديل السعة وتعديل التكرار وتعديل الطور و”PCM” وتعديل دلتا و”ASK” و”FSK” و”PSK” و”QPSK” و”QAM” و”GMSK“، كما يمكن أن يكون الإنتاج تماثلياً أو رقمياً من خلال محولات “A / D“.
- “PCM” هي اختصار لـ “Pulse code modulation”.
- “ASK” هي اختصار لـ “Amplitude shift keying”.
- “FSK” هي اختصار لـ “Frequency shift keying”.
- “PSK” هي اختصار لـ “Phase shift keying”.
- “QPSK” هي اختصار لـ “Quadrature Phase Shift Keying”.
- “QAM” هي اختصار لـ “Quadrature amplitude modulation”.
- “GMSK” هي اختصار لـ “Gaussian Minimum Shift Keying”.
- “A / D” هي اختصار لـ “Analog to Digital Converter”.
خامساً: المرسل:
يقوم بتحويل المعلومات إلى إشارة مناسبة للإرسال عبر وسيط، كما يزيد المرسل من قوة مضخمات القدرة من خلال الإشارة، ويوفر أيضاً واجهات لمطابقة وسيط الإرسال، مثل واجهة الهوائي وواجهة الألياف.
سادساً: هوائي:
إذا كان اتصالاً لاسلكياً، فإنّ الهوائي ينشر الإشارة عبر الهواء الغلاف الجوي.
سابعاً: القناة:
تشير القناة في نظام الاتصال فقط إلى الوسيط الذي تنتقل من خلاله الإشارة الكهربائية، كما يتم تصنيف هذه الوسائط إلى نوعين، مثل الموجهة وغير الموجهة، ويمكن إرشاد الوسائط الموجهة من مصدر في اتجاه جهاز الاستقبال باستخدام كابلات التوصيل، وفي اتصالات الألياف البصرية “OFC” تكون الألياف الضوئية هي وسيط، وكما تتضمن الوسائط الإضافية المحددة بالاتجاه على سلك الهاتف والكابل المحوري والأزواج الملتوية.
النوع الثاني من الوسائط هو الوسائط غير الموجهة التي تشير إلى قناة اتصال تشكل مساحة بين المصدر وكذلك المستقبل، وفي اتصالات الترددات الراديوية يكون الوسيط هو الفضاء الذي يسمى الهواء وإنّه الشيء الوحيد بين المصدر والمستقبل، بينما في حالات أخرى مثل السونار يكون الوسط هو الماء بشكل عام؛ لأنّ الموجات الصوتية تجول بقوة من خلال الوسائط السائلة المؤكدة، ويتم قياس نوعي الوسائط بدون توجيه نظراً لعدم وجود أسلاك توصيل بين المصدر بالإضافة إلى جهاز الاستقبال.
- “OFC” هي اختصار لـ ” Optical Fiber Communication”.
ثامناً: الضوضاء:
الضوضاء هي التحدي لمهندسي الاتصالات، وإنّه عشوائي ولا يمكن التنبؤ به بطبيعته، والضوضاء هي الطاقة الكهربائية غير المرغوب فيها التي تدخل نظام الاتصال وتتداخل مع الإشارة المرغوبة.
- تصدر ضوضاء عند جهاز الإرسال والقناة وكذلك عند جهاز الاستقبال، وفي كل مكان.
- يمكن أن يكون من صنع الإنسان وطبيعي.
- ضوضاء طبيعية، من برق وإشعاع شمسي وحراري.
- من صنع الإنسان، من اللحام والإشعال والمحركات وإشعال السيارة ومصابيح الأنبوب ونظمات المروحة الإلكترونية.
تاسعاً: المستقبل:
- يستقبل الإشارة المرغوبة مع ضوضاء غير مرغوب فيها.
- يستعيد الإشارة الأصلية بالرغم من الضوضاء.
- يتكون من مكبرات الصوت والمرشحاتوالخلاطاتوالمذبذبات ومزيلات التشكيل والمحولات.
- يتكون جهاز الاستقبال من تسلسل مماثل من مخططات الكتل.
- كلما تم القيام به في جهاز الإرسال سيتم التراجع عنه في جهاز الاستقبال.
مجالات تطبيق نظام الاتصالات:
نظام اتصالات استراتيجي قابل للتطبيق من أجل الدعم المباشر للقوات الإستراتيجية، وهي مصممة لتلبية متطلبات الظروف الاستراتيجية المتغيرة وكذلك الظروف البيئية، كما إنّه يوفر اتصالات قابلة للحماية مثل البيانات والصوت والفيديو بين مستخدمي الهاتف المحمول لجعلها ممكنة، حيث يتطلب أوقات تركيب قصيرة جداً، وعادةً في ساعات الطلب من أجل جمع ضرورات الاستبدال المشترك.
يعتمد نظام اتصالات الطوارئ عادةً على الكمبيوتر الذي يستخدم بشكل أساسي للاتصال ثنائي الاتجاه للحالة العاجلة لإرسال الرسائل بين شخصين ومجموعات من الأشخاص، والهدف الرئيسي من هذه الأنظمة هو الجمع بين الاتصال المتبادل للرسائل بين تقنيات الاتصال المختلفة.
يُعد موزع المكالمات التلقائية أو “ACD” نوعاً واحداً من أنظمة الاتصال التي تقوم بشكل روتيني بتعيين المتصلين وقوائم الانتظار وتوحيدهم في اتجاه المعالجات، والتطبيقات الرئيسية لهذا النظام تشارك في خدمة العملاء وتقديم طلب عبر الهاتف وخلاف ذلك خدمات الإدارة.
يُعتبر “VCCS” أو نظام التحكم في الاتصال الصوتي في الأساس وكيلاً تلقائياً للمكالمات بخصائص تجعلها تستعمل في المواقف الخطرة، وبالتالي فإنّ هذا كله يتعلق بالعناصر الأساسية لنظام الاتصال، وتشمل المكونات الرئيسية لهذا النظام بشكل أساسي المصادر ومحولات الإدخال وجهاز الإرسال ومستقبل قناة الاتصال ومحول الطاقة الناتج.
- “VCCS” هي اختصار لـ “Voice Communication and Control System”.
