اقرأ في هذا المقال
في الاتصالات السلكية واللاسلكية، الإرسال هو عملية إرسال ونشر إشارة تماثلية أو رقمية باستخدام وسيط إرسال كهرومغناطيسي سلكي أو بصري أو لاسلكي.
ما هو إرسال الإشارة؟
تشير تقنيات الإرسال عادةً إلى واجبات بروتوكول الطبقة المادية مثل التعديل وإزالة التشكيل وتشفير الخط والمعادلة والتحكم في الأخطاء ومزامنة البتات وتعدد الإرسال ولكنها قد تتضمن أيضًا واجبات بروتوكول طبقة أعلى على سبيل المثال رقمنة إشارة تناظرية وضغط البيانات ويُعرف إرسال رسالة رقمية أو إشارة تناظرية رقمية باسم نقل البيانات ومن أمثلة الإرسال إرسال إشارات بمدة محدودة، على سبيل المثال كتلة أو حزمة بيانات أو مكالمة هاتفية أو بريد إلكتروني.
ما هي خطوط نقل في إرسال الإشارة؟
يجب تلبية شرطين أساسيين للحصول على اتصال ناجح الشرط الأول هو الفهم يجب أن يتحدث جهاز الإرسال والاستقبال نفس اللغة، لا يهم حجم أو مدى نظافة الأنبوب لديك بين نقطتي النهاية وإذا لم يتحدثوا نفس اللغة، فلن تتمكن من فهم الرسالة وفي حالة اتصالات البيانات، قمنا بحل هذه المشكلات بأناقة تامة: لدينا أجهزة ترجمة للبرامج والأجهزة يمكنها التحويل بين اللغات المختلفة التي تتحدثها أنظمة الحوسبة الفردية، في مجال الاتصالات البشرية نحن على وشك الشروع في تلك الرحلة المثيرة أيضًا.
من خلال استخدام أنظمة معالجة الصوت المتقدمة، في السنوات الخمس إلى السبع المقبلة يجب أن تكون لدينا القدرة على القيام بترجمة لغة أجنبية في الوقت الفعلي كجزء من خدمة الشبكة.
الشرط الثاني هو القدرة على اكتشاف الأخطاء عند حدوثها والحصول على بعض الإجراءات لحل هذه الأخطاء وفي حالة الاتصالات البشرية، يمكن للأطراف الذكية في أي من الطرفين البشر اكتشاف الضوضاء التي ربما تكون قد أثرت على الإرسال وتطلب إعادة الإرسال وبالتالي تصحيح هذا الخطأ وفي حالة أجهزة البيانات، يجب إنشاء منطق مماثل لإنهاء الأجهزة حتى يتمكنوا من اكتشاف الأخطاء وطلب إعادة الإرسال من أجل تصحيح الأخطاء.
إذا تم تحقيق هذين الشرطين الأساسيين قابلية الفهم والتحكم في الخطأ، فيمكن أن يحدث الاتصال ثم نتواصل باستخدام أجهزة البيانات عبرما يسمى بشكل عام خط النقل وهناك خمسة أنواع رئيسية من خطوط النقل الدوائر والقنوات والخطوط والجذوع والدوائر الافتراضية لكل منها معنى محدد وتصف الأقسام التالية كل نوع من أنواع خطوط النقل هذه بالتفصيل.
أنواع رئيسية من خطوط النقل في إرسال الإشارة:
الدوائر:
الدائرة هي المسار المادي الذي يمتد بين نقطتين أو أكثر وينتهي على منفذ (أي نقطة واجهة كهربائية أو بصرية)، يمكن أن يكون هذا المنفذ في جهاز حاسوب مضيف (أي، جهاز تبديل يستخدم لإنشاء اتصالات)، على معدد إرسال أو في جهاز آخر، مثل نوقشت لاحقًا في هذا الفصل.
في حد ذاتها لا تحدد الدائرة عدد المحادثات المتزامنة التي يمكن إجراؤها؛ هذه وظيفة من نوع الدائرة فعلى سبيل المثال، تم تصميم دائرة هاتف تقليدية بسيطة لإجراء محادثة واحدة فقط عبر مسار مادي واحد ومع ذلك، فإن تحويل ذلك إلى دائرة رقمية يمنحك القدرة على استخراج أو اشتقاق قنوات متعددة عبر تلك الدائرة، بالتالي تسهيل محادثات متزامنة متعددة إذن، الدائرة هي مقياس الكيان المادي.
ما هي أنواع الدوائر؟
دوائر بسلكين:
الدائرة ذات السلكين لها موصلين كهربائيين معزولين، يتم استخدام سلك واحد لنقل المعلومات ويعمل السلك الآخر كمسار عودة لإكمال الدائرة الكهربائية، يتم نشر الدوائر ثنائية الأسلاك بشكل عام في الحلقة المحلية التناظرية، هي آخر ميل بين المشترك ونقطة وصول المشترك الأولى إلى الشبكة.
دوائر بأربعة أسلاك:
تحتوي الدائرة المكونة من أربعة أسلاك على زوجين من الموصلات، أي أنه يحتوي على مجموعتين من مسارات النقل أحادية الاتجاه: مسار واحد لكل اتجاه ومسار تكميلي لإكمال الدائرة الكهربائية، يتم استخدام دوائر بأربعة أسلاك حيث توجد مسافة بين نقاط النهاية مما يتطلب تقوية الإشارة بشكل دوري لذلك على سبيل المثال تقوم الدوائر المكونة من أربعة أسلاك بتوصيل المحولات المختلفة التي تشكل شبكة الهاتف العامة (PSTN)، تُستخدم الدوائر رباعية الأسلاك أيضًا مع الخطوط المؤجرة، حيث يمكن للعميل توصيل مواقع خاصة به مفصولة بمسافة أيضًا، يتم توفير جميع الدوائر الرقمية على أساس أربعة أسلاك.
هناك نوعان من الدوائر ذات أربعة أسلاك: أربعة أسلاك مادية وأربعة أسلاك منطقية وفي أربعة أسلاك مادية، يمكنك عد أربعة أسلاك وفي أربعة أسلاك منطقية، يوجد فيزيائيًا سلكان فقط لكنك تشتق المسارات الفردية الأربعة عن طريق تقسيم التردد، نصف نطاق التردد يحمل إشارة الإرسال، النصف الآخر يحمل إشارة الاستقبال لذلك لا يمكنك دائمًا معرفة نوع الدائرة التي تتعامل معها فقط؛ يحدد التطبيق نوع الدائرة.
لماذا يتم استخدام الدوائر ثنائية الأسلاك وأربعة أسلاك؟
عندما تطلق الطاقة في الفضاء، فإنها تفقد قوتها لأنها تسافر لمسافة، لذلك، نظرًا لأن الشبكات مصممة لنقل الاتصالات عبر مسافة، نحتاج إلى أدوات لزيادة الإشارات التي فقدت طاقتها أثناء انتقالها عبر الشبكة التي تسمى الإشارات المخففة، وتسمى هذه الأدوات مكبرات الصوت وأجهزة إعادة الإرسال ويعزز مكبر الصوت الإشارة المخففة احتياطيًا إلى مستوى طاقتها الأصلي حتى تتمكن من الاستمرار في شق طريقها عبر الشبكة وتستخدم الشبكة الهاتفية العمومية التبديلية بشكل تقليدي الأسلاك النحاسية.
بناءً على سرعة تدفق الإشارات عبر الأسلاك النحاسية، هناك متطلبات مسافة معينة بين مكبرات الصوت، تعد المسافة المطلوبة بين مكبرات الصوت قصيرة نسبيًا على الأسلاك النحاسية بشكل عام حوالي 6000 قدم (1800 متر)، أثناء بناء الشبكات، تم وضع اعتبارات المسافة هذه في الاعتبار،تتم مناقشة أجهزة إعادة الإرسال لاحقًا في هذا الفصل، في قسم الإرسال الرقمي.
كان على منشئي الشبكات التفكير في جانب آخر من مكبرات الصوت، كانت مكبرات الصوت من الجيل الأول أحادية الاتجاه ويمكنهم فقط تضخيم إشارة تتحرك في اتجاه واحد، لذلك في أي وقت تحتاج فيه إلى توفير دائرة كانت ستقطع مسافة، يجب عليك حرفياً توفير دائرتين واحدة لتضخيم المعلومات في اتجاه الإرسال والثانية إلى تضخيم المعلومات في اتجاه الاستقبال لذلك، كلما قطعت شبكة مسافة ما، كانت بحاجة إلى استخدام دائرة بأربعة أسلاك ولكن عند بناء الملايين من الحلقات المحلية للمشتركين، كان يُنظر إلى أنه أمر فعال من حيث التكلفة أن تضطر إلى سحب سلكين فقط في كل منزل بدلاً من أربعة.
لذلك، تم تصميم الحلقات المحلية عن قصد لتكون قصيرة جدًا؛ حوالي 70٪ إلى 80٪ من الحلقات المحلية حول العالم يبلغ طولها أقل من 2 ميل (3.2 كيلومتر)، نظرًا لأن الحلقات المحلية قصيرة، فإنها لا تحتاج إلى مكبرات صوت بالتالي يمكن توفير خدمة وصول المشترك عبر دائرة ثنائية الأسلاك ومع ذلك، يتم رقمنة الحلقة المحلية بشكل متزايد، لذلك عندما ننتقل إلى بيئة رقمية من طرف إلى طرف، يصبح كل شيء رباعي الأسلاك.
القنوات:
تحدد القناة مسار التغطية المنطقي وإنه نطاق التردد أو الفاصل الزمني أو الطول الموجي (يشار إليه أيضًا باسم لامدا) الذي تتدفق خلاله محادثة واحدة، القناة هي من بنات العصر الرقمي لأن المرافق الرقمية تتيح قنوات متعددة ويحدد عدد القنوات الموجودة على خط النقل عدد المحادثات المتزامنة التي يمكن دعمها، نظرًا لأننا أصبحنا أكثر رقمنة طوال الوقت فغالبًا ما تسمع أشخاصًا يشيرون إلى عدد القنوات بدلاً من عدد الدوائر.
الخطوط والجذوع:
الخطوط والجذوع هي في الأساس نفس الشيء، لكنها تستخدم في مواقف مختلفة والخط هو اتصال تم تكوينه لدعم حمل اتصال عادي يتم إنشاؤه بواسطة فرد واحد والجذع عبارة عن دائرة تم تكوينها لدعم أحمال الاستدعاء التي تم إنشاؤها بواسطة مجموعة من المستخدمين؛ إنها وسيلة الإرسال التي تربط أنظمة التحويل معًا، نظام التحويل هو جهاز يربط خطي نقل معًا.
هناك فئتان رئيسيتان لأنظمة التحويل:
مفاتيح (CPE):
الشكل الأكثر شيوعًا للتبديل في بيئة معدات مباني العميل (CPE) هو تبادل الفرع الخاص (PBX)، الذي يسمى تبادل الفرع التلقائي الخاص (PABX) في بعض أجزاء من العالم، يتم استخدام PBX لإنشاء اتصالات بين نقطتين ويُنشئ اتصالات بين الهواتف الداخلية للمؤسسة ويؤسس اتصالات بين الامتدادات الداخلية والعالم الخارجي (أي شبكة الهاتف العامة (PSTN).
مفاتيح الشبكة:
لقد تطور التسلسل الهرمي لمحولات الشبكة بمرور الوقت وتم استدعاء المحول المناسب للعمل، اعتمادًا على نقطتين تتصل بهما المحولات معًا فعلى سبيل المثال يوجد CPE على الجانب الأيسر، تمثل كل أداة فردية أحادية الخط خط مشترك(مرة أخرى، حقيقة أنه يسمى الخط تعني أنه دائرة تم تكوينها لتحمل حمل الاتصال لمستخدم واحد فقط).
فوق الأداة أحادية الخط توجد مؤسسة تجارية بها PBX، يحدث الاتصال من PBX هذا إلى PSTN عبر قناة تم تكوينها خصيصًا لتحمل حمل الاستدعاء للعديد من المستخدمين وما وراء PBX يوجد العديد من المستخدمين النهائيين المرتبطين بهذا PBX، سيشار إلى اتصال كل مستخدم نهائي على أنه خط محطة، مع التأكيد مرة أخرى على أن الخط يحمل عبء الاتصال لمستخدم واحد.
الدوائر الافتراضية:
الدائرة الافتراضية عبارة عن اتصال بين جهازين يعملان كما لو كان اتصالاً مباشرًا، لكنها في الواقع قد تتكون من مجموعة متنوعة من المسارات المختلفة ويتم تحديد هذه الاتصالات من خلال إدخالات الجدول داخل المحول، يتم إنشاء اتصال بعد اتفاق تبادل كلا الجهازين حول معلمات الاتصالات المهمة لإنشاء الاتصال والحفاظ عليه وتوفيرالأداء المناسب للتطبيق الذي يدعمونه، أنواع معلمات الاتصال التي يمكن تضمينها هي حجم الرسالة والمسار الذي يتعين اتباعه وكيفية التعامل مع الإقرارات في حالة حدوث أخطاء وإجراءات التحكم في التدفق وإجراءات التحكم في الأخطاء.
يستخدم مصطلح الدائرة الافتراضية إلى حد كبير لوصف الاتصالات بين مضيفين في شبكة تبديل الحزم، حيث يمكن للمضيفين التواصل كما لو كان لديهما اتصال مخصص، على الرغم من أن الحزم قد تتخذ طرقًا مختلفة جدًا للوصول إلى وجهتها.
