الرئيسية / الهندسة والتكنولوجيا / مقدمة قصيرة في شبكات الكمبيوتر (3) : وسائط الاتّصال غير الموجّهة
SPCRC - IIIT Hyderabad

مقدمة قصيرة في شبكات الكمبيوتر (3) : وسائط الاتّصال غير الموجّهة

تعتمدُ وسائط الاتّصال غير الموجّهة على الموجات الكهرومغناطيسية (Electromagnetic Waves) في نقل البيانات دون استعمال نواقل فيزيائية. هذا النّوع من الإتّصالات يدعى بالاتإصالات اللاّسلكية، يتمّ إرسال الإشارات عبر الهواء لذلك فهيَ مُتاحة لأيّ شخص يملكُ جهازا مُعدًّا لاستقبال هاته الإشارات.

الصورة في الأسفل توضّح الطّيف الكهرومغناطيسي المُستعمل في الإتّصالات اللاسلكية، من تردُّد 3 كيلوهرتز حتّى 900 تيرا هرتز.

الإشارات غيرُ المُوجّهة تنتقل من المُرسل إلى المُستَقبِل بطُرقٍ عدّة: الانتشار الأرضي (Ground Propagation)، الانتشار في الجو (Sky Propagation)، الانتشار ضمن خطّ الرؤية (Line-of-Sight Propagation)

  • الانتشار الأرضي (Ground propagation): تنتشر موجات الراديو في الجزء المنخفض من الغلاف الجويّ على ارتفاع معتبر من سطح الأرض  وتكونُ هاته الإشارات ذاتَ تردّدٍ منخفض.
  • الانتشار في الجو (Sky propagation): تكونُ موجات الرّاديو ذاتَ تردّد مرتفع، يتمّ إرسالها مُباشرةً باتّجاه الأيونوسفير لتنعكِس وتعودَ مجدّدا إلى الأرض، يسمحُ هذا النّوع من الانتشار بإرسَال الإشارات لمسافات كبيرة مع استهلاكٍ أقلَّ للطاقة.
  • الانتشار ضمن خط الرؤية (Line-of-sight propagation): يتمُّ إرسال الإشارات مباشرةً بين هوائِيَين متقابلين، تكونُ ذاتَ تردّد مرتفعٍ جدّا.

موجات الرّاديو

الموجاتُ الكهرومغناطيسيّة التي تقع في مجال تردّدٍ بين 3 كيلوهرتز و1 جيجا هرتز تُدعى عادة الموجات الراديويّة. هاته الموجات تنتشرُ في جميع الاتّجاهات في حال إرسالها (Omnidirectional) ، لذلك لا يجبُ أن يكونَ كلُُّ  من المُرسل والمُستقبِل على خطّ واحد.  لكنّ خاصية الانتشار في جميع الاتّجاهات لديهَا بعضُ العيوب، مثلاً يمكنُ أن تتداخل الموجات المُرسلة من طرفِ هوائيَين مختلفين مع بعضهما في حال ما إذا تمّت الإرسالات على نفس التردّد (Frequency) أو النطاق (Band).

موجات الرّاديو ذات التردّدات المنخفضة يمكنُها أن تخترق الجُدران، لكنّ هاته الخاصّية تكونُ ميزةً وعيبًا في نفس الوقت، حيثُ أنّ جهازَ راديو يعمل على تضمين AM يمكنه استقبال الإشارات داخل المبنى، لكن لا يمكنُ عزل الاتّصال سواءً داخل أو خارج المبنى.

تطبيقات الأمواج الراديوية

  • خاصّية الانتشار في جميع الاتّجاهات تجعلُ من الأمواج الرّاديوية مفيدةً في البثّ المتعدّد، حيثُ يقوم مرسلٌ وحيد بالإرسال لعدّة مُستقبِلين، البثّ الرّاديوي بنوعيه AM وFM، البثّ التّلفزي..

الموجات الصّغرى

تقعُ في مجال تردّدٍ بين 1 و300 جيجا هرتز، تدعى بالموجات الصغرى أو الموجات الميكروية (Micro waves)، هاته الموجات تكُونُ أحادية الاتّجاه (Unidirectional)، فيُمكن تركيز الموجات المُرسلة من هوائيّ في نطاقٍ ضيّق، لذلك يجبُ أن يكُونَ كلّ من المُرسل والمستقبِل على تقابلٍ في خطّ واحد، الميزة الأساسية لخاصيّة أحادي الاتّجاه هي أنّه لا يمكن أن يحدُث تداخُل إشارات بين عدد من هوائيات الإرسال والاستقبال لأنّ كلّ مرسل ومستقبل يكونان متقابليْن ضمنَ خطّ إرسال واحد.

بعض خصائص الموجات الصّغرى 

  • انتشار الموجات الصّغرى يكون ضمن خطّ الرؤية (Line-of-sight propagation)، وبما أنّ أبراج الاتّصالات يجب أن تكون مُتقابلة ضمن خطّ الرؤية يجب أن تكون الأبراج البعيدة عن بعضها مرتفعة جدًّا.
  • الموجات الصّغرى ذات التردّد العالي لا يُمكنها أن تخترق الجدران، هذه الخاصية تشكّل عائقًا إن كانَ المستقبِل داخل بنايةٍ مثلا.
  • نطاقُ (Band) الموجات الصّغرى واسع جدّا، حوالي 299 جيغا هيرتز، لذلك النّطاقات الصّغرى (Sub-Band) الّتي يتمّ تخصيصها تكون واسعة أيضًا مع تدفّق عالٍ جدّا (Data Rate).
  • استعمال بعض الأجزاء من نطاق الموجات الصّغرى يستلزم ترخيصًا من السّلطات المعنيّة.

استعمالات الموجات الصغرى

بفضلِ خاصيّة أحاديّة الانتشار، الموجات الصّغرى مفيدة جدًّا في الإرسال الأحادي (Unicast) بين مرسلٍ ومُستقبل، تُستعمل أيضًا في اتصالات الهواتف الخلويّة، شبكاتِ الأقمار الصّناعية والشّبكات المحلّية اللاسلكية (WLAN). تُقدّم الموجات الصّغرى أفضلية في الإرسال طويل المدى وتتميّز بسعةٍ عالية لكنّها مُكلّفة جدًّا.

الموجات تحت الحمراء

تقع الموجات تحت الحمراء (Infrared Waves) في مجال تردّد بين 300 جيجا هرتز و 400 تيرا هرتز، تُستعمل في الاتّصالات قصيرة المدَى، لا يُمكنها اختراق الجدران بما أنّ لهَا تردّدات عالية جدّا، هاته الخاصّية تمنحها أفضليّة في تفادي تداخل الإشارات بين أنظمة إرسالٍ مختلفة.

حينَما نستعمل جهازَ التحكمّ (الريموت كونترول) الّذي يَستعمل موجاتٍ تحتَ الحمراء فذلك لا يؤثّر على جهازٍ تحكّم آخر في غرفة أخرى. لكن هاته الخاصّية نفسها تجعل الموجاتِ تحت الحمراء غيرَ فعالة في الاتّصالات طويلة المدَى. بالإضافة إلى أنّه لايمكنُ استعمالها في الخارج لأنّ أشعة الشّمس تحوِي موجات تحت الحمراء يمكنها أن تتداخل مع موجاتِ الجهاز الّذي نستعمله.

استعمالات الموجات تحت الحمراء

عرض النّطاق في الموجات تحت الحمراء حوالي 400 تيرا هرتز ممّا يوفّر سعةً مثالية لنقل البيانات بسرعات فائقة. تُستخدمُ هاته الموجات في الاتّصالات ذات المدى القصير في فضاءات مُغلقة مثل الربط بين وسائط الكمبيوتر ( الماوس، لوحة المفاتيح…الخ).

مصادر : 1، 2

تدقيق لغوي: يوخالفي بشرى

Follow me

Oussama Laouadi

طالِب هندسَة اتّصالات، مهتمّ بتكنولوجيا المعلومات والعلُوم والفضَاء.
Oussama Laouadi
Follow me

Comments

comments

تحقق ايضا

ماهو نظام تحديد المواقع العالمي GPS؟

يعكس الجي بي أس (GPS) ذرة التطور البشري، حيث أنه يجمع بين نظرية الكم، نظرية …