الدورات الدراسية: أنظمة الاتصالات اللاسلكية. معلومات أساسية عن أنظمة الاتصالات وأنظمة الاتصالات

من المجالات المهمة للنشاط البشري البنية التحتية للمعلومات ، والتي تتطور بسببها العديد من المجالات الضرورية. في البداية ، تم استخدام شبكة التلغراف لهذا الغرض ، وبعد ذلك بدأت الهواتف والراديو والتلفزيون وأجهزة الكمبيوتر في الظهور. يمكن أن تصل أي معلومات تم إنشاؤها في شكل إلكتروني إلى الوجهة دون متخصص.

التواصل بين موضوعات البلد ، تعمل الاتصالات الدولية على أساس أنظمة الاتصالات متعددة القنوات. لهذا ، يتم استخدام الأجهزة التناظرية والرقمية. بمساعدتهم ، يتم نقل الصوت والفيديو والوسائط المتعددة. لذلك ، يمكن للناس الوصول إلى الإنترنت والخدمات الخلوية والعديد من الخدمات الأخرى. ولهذا من الضروري تدريب المتخصصين للعمل في هذا المجال.

ملامح المهنة

إذا تخرج خريج بدرجة في أنظمة الاتصالات متعددة القنوات ، فمن سيعمل؟ يمكنك الحصول على وظيفة في مؤسسة لشغل "فني". تشمل واجبات الموظف تزويد منطقة معينة بالاتصالات والتلفزيون والبث الإذاعي.

يعمل الفني مع ما هو مطلوب حتى تعمل أنظمة النقل. جاري إعادة بناء الخطوط وتركيب أحدث المعدات. ينتمي المكان الرئيسي في المعدات التقنية إلى تقنية الألياف الضوئية ، والتي تساعد على زيادة سرعة الإرسال وجودة الشبكة.

تدريب الموظفين

يتم تدريس مهنة "أنظمة الاتصالات متعددة القنوات" للمتخصصين في المستقبل باستخدام التخصصات التطبيقية. انهم بحاجة الى فهم تركيب وتشغيل الكابلات و الأنظمة الرقميةنقل البيانات.

تدرس المحاضرات تقنيات تشفير بيانات البرمجيات والأجهزة لحماية المعلومات. مع ملف تدريب متقدم ، يلزم إتقان منهج أنشطة الإدارة وإدارة المنظمة. تدرس الكليات والمعاهد في مختلف مدن روسيا في تخصص "أنظمة الاتصالات متعددة القنوات".

ماذا يمكن أن يفعل الخريجون؟

يجب على المتخصصين تشغيل أنظمة اتصالات متعددة القنوات. العمل الإلزامي على أمن المعلوماتالشبكات. نشاط مهم هو المشاركة في العمل الإنتاجي للمنظمة.

يقوم الموظفون بعمل العديد من وظائف الموظفين. إنها تنتج التقارب بين تقنيات وخدمات الاتصالات. أحد المجالات الرئيسية هو تعزيز خدمات الشبكة. إذا تخرج من التدريب في تخصص "أنظمة الاتصالات متعددة القنوات" ، فمن يجب أن يعمل وأين؟ مطلوب فنيين في المؤسسات الحكومية والتجارية.

مسؤوليات المتخصصين

يقوم الفنيون بالتركيب والصيانة ، كما أن مراقبة وتشخيص الأنظمة أمر إلزامي. يقوم الموظفون بإزالة عواقب الحوادث وعيوب المعدات ، وتحديد طرق استعادة الأداء.

في مؤسسات التكنولوجيا ، يتم إجراء قياسات لمؤشرات المعدات. يقومون بأعمال التركيب والصيانة المهنية لشبكات الكمبيوتر. يتحمل الموظف مسؤولية إدارة معدات الشبكة والتركيب وإعدادات الوصول.

يتفاعل الفني مع بروتوكولات الشبكة. يراقب عمل معدات الشبكة. في أنشطتهم المهنية ، يستخدمون أدوات أمن المعلومات التي أثبتت جدواها. تشمل المسؤوليات الأخرى:

• تحليل تشغيل الأنظمة لتحديد المشاكل ؛
• ضمان الإدارة الآمنة ؛
• المشاركة في تخطيط العمل ؛
• مراقبة الأنظمة الجديدة ؛
• بحوث التسويق.

يقوم المحترفون ببناء وتشغيل أنظمة نقل المعلومات ، ويعملون في المحطات الآلية. يعمل الخريجون في تخصص "أنظمة الاتصالات متعددة القنوات" في متاجر المعدات الخطية ، وأقسام الترحيل اللاسلكي ، ومراكز الاتصالات. يكتسب الفني المهارات اللازمة.

الراتب والتوقعات

إذا حصل الخريج على تخصص "أنظمة اتصالات متعددة القنوات" ، فإن الراتب في البداية سيكون حوالي 20.000 روبل. في الوقت نفسه ، يجب أن يعرف الموظف وأن يكون قادرًا على تركيب وتوصيل معدات الهاتف ، وإنشاء مقسم هاتف أوتوماتيكي صغير ، الإنترنت.

يحتاج الموظف إلى التحسين المستمر وزيادة مستوى المعرفة والمهارات. سيكون هذا الموظف مطلوبًا دائمًا ، مما سيزيد من الدخل الشخصي. للحصول على الكثير من المال ، يجب أن تكون لديك خبرة غنية في خدمة أنظمة الاتصالات ، وتركيب المعدات ، وإنشاء الوثائق. يمكنك العمل في المؤسسات الحكومية والتجارية المتخصصة.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

تم النشر على http://www.allbest.ru/

وزارة التربية والتعليم في الاتحاد الروسي

جامعة الشرق الأقصى التقنية الحكومية

(سمي DVPI على اسم V.V. Kuibyshev)

قسم تصميم وإنتاج أجهزة الراديو

أنظمة الإتصالات

أكمله د.ر. راكيبوفا

طالب من المجموعة Pi (ب) -21

فحص بواسطة T.A. Sebto

الأسئلة الرئيسية

1. ما هي أنظمة الاتصالات؟

2. ما هو نظام المعلومات؟

3. ما هو دورها؟

4. ما هي خصائص نظم المعلومات التي تعرفها؟

5. ما هي تصنيفات نظم المعلومات التي تعرفها؟

6. ما هي قناة الاتصال؟

7. ما هي أنواع قنوات الاتصال الموجودة؟

8. ما هي شبكة المعلومات؟

9. كيف يمكنك تنظيم الوصول إلى شبكات المعلومات؟

اتصالات شبكة معلومات الاتصالات

مقدمة

استنتاج

مفاهيم أساسية

فهرس

مقدمة

يمكن تسمية القرن الحادي والعشرين دون مبالغة بقرن تقنيات المعلومات. يشمل مفهوم تقنية المعلومات جوانب عديدة. من أهم أجزاء هذا المجال هو النقل المباشر للمعلومات عبر شبكات المعلومات.

تقنيات الاتصالات هي مبادئ تنظيم النظم الحديثة التناظرية والرقمية وشبكات الاتصالات ، بما في ذلك شبكات الكمبيوتر والإنترنت.

وسائل الاتصالات هي مجموعة من الأجهزة التقنية والخوارزميات والبرامج التي تسمح لك بنقل واستقبال الكلام وبيانات المعلومات ومعلومات الوسائط المتعددة باستخدام الاهتزازات الكهربائية والكهرومغناطيسية عبر الكابلات والألياف الضوئية والقنوات التقنية الراديوية بأطوال موجية مختلفة. هذه أجهزة لتحويل المعلومات وترميزها وفك تشفيرها وتعديلها وإزالتها ، وهي حديثة تقنيات الحاسوبمعالجة.

1. خصائص وتصنيف شبكات المعلومات

تعتمد تقنيات الاتصالات الحديثة على استخدام شبكات المعلومات.

السمة المميزة لشبكة الاتصالات هي المسافات الكبيرة بين النقاط مقارنة بالأبعاد الهندسية لمساحات الفراغ التي تشغلها النقاط.

شبكة الحوسبة - شبكة معلومات تتضمن معدات حاسوبية. يمكن أن تكون مكونات شبكة الكمبيوتر أجهزة كمبيوتر وأجهزة طرفية تمثل مصادر ومستقبلات للبيانات المنقولة عبر الشبكة. تشكل هذه المكونات المعدات الطرفية للبيانات (DTE أو DTE - Data Terminal Equipment). يمكن لأجهزة الكمبيوتر والطابعات والراسمات وغيرها من معدات الحوسبة والقياس والتنفيذ للأنظمة الآلية والآلية أن تكون بمثابة OOD. يحدث النقل الفعلي للبيانات باستخدام الوسائط والوسائل مجتمعة تحت اسم وسيط نقل البيانات.

يتم إعداد البيانات المرسلة أو المستلمة بواسطة DTE من وسيط نقل البيانات بواسطة كتلة وظيفية تسمى معدات إنهاء دائرة البيانات (DCE أو DCE). يمكن أن يكون DCE وحدة منفصلة هيكليًا أو وحدة مدمجة في DTE. تشكل DTE و DCE معًا محطة بيانات ، والتي يشار إليها غالبًا باسم عقدة الشبكة. مثال على DCE هو المودم.

تصنف الشبكات الحاسوبية وفقًا لعدد من الخصائص.

يتم تمييز شبكات الكمبيوتر حسب المسافة بين العقد المراد توصيلها:

اقليمي؟ تغطي منطقة جغرافية كبيرة ؛ بين الشبكات الإقليمية ، يمكن التمييز بين الشبكات الإقليمية والعالمية ، والتي لها نطاقات إقليمية أو عالمية على التوالي ؛ تسمى الشبكات الإقليمية أحيانًا شبكات MAN (شبكة منطقة العاصمة) ، والاسم الإنجليزي الشائع للشبكات الإقليمية هو WAN (شبكة المنطقة الواسعة) ؛

محلي (LAN)؟ تغطية مساحة محدودة (عادة على مسافة لا تزيد عن بضع عشرات أو مئات الأمتار عن بعضها البعض ، أقل من 1 ... 2 كم) ؛ شبكات المنطقة المحلية تعني LAN (شبكة المنطقة المحلية) ؛

الشركات (نطاق المؤسسة)؟ مجموعة من الشبكات المحلية المترابطة تغطي المنطقة التي توجد فيها مؤسسة أو مؤسسة واحدة في واحد أو أكثر من المباني القريبة. شبكات الكمبيوتر المحلية والشركات هي النوع الرئيسي لشبكات الكمبيوتر المستخدمة في أنظمة التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD).

تتميز شبكة الإنترنت العالمية الفريدة من نوعها بشكل خاص (يتم ترجمة خدمة المعلومات الخاصة بشبكة الويب العالمية (WWW) التي يتم تنفيذها فيها إلى اللغة الروسية الشبكة العالمية) ؛ إنها شبكة من الشبكات بتقنياتها الخاصة. في الإنترنت ، هناك مفهوم الشبكات الداخلية - شبكات الشركات داخل الإنترنت.

يميز بين الشبكات المتكاملة والشبكات غير المتكاملة والشبكات الفرعية. شبكة الكمبيوتر المتكاملة (internetwork) هي مجموعة مترابطة من العديد من شبكات الكمبيوتر ، والتي تسمى الشبكات الفرعية في الشبكة البينية.

في الأنظمة الآلية للمؤسسات الكبيرة ، تشمل الشبكات الفرعية مرافق الحوسبة لأقسام المشروع الفردية. هناك حاجة إلى شبكات الإنترنت لدمج هذه الشبكات الفرعية ، وكذلك للجمع بين الوسائل التقنية للتصميم بمساعدة الكمبيوتر وأنظمة التصنيع في نظام أتمتة متكامل واحد (CIM - Computer Integrated Manufacturing). عادةً ما يتم تكييف الإنترنت لأنواع مختلفة من الاتصالات: الاتصالات الهاتفية والبريد الإلكتروني ونقل الفيديو والبيانات الرقمية وما إلى ذلك ، وفي هذه الحالة يطلق عليها شبكات الخدمة المتكاملة. يتمثل تطوير الأعمال البينية في تطوير وسائل للتفاعل بين الشبكات الفرعية غير المتجانسة والمعايير لبناء الشبكات الفرعية التي تم تكييفها في البداية للتفاعل. يتم دمج الشبكات الفرعية في الإنترنت وفقًا للطوبولوجيا المختارة باستخدام كتل التشغيل البيني.

2. بنية طبقات لشبكات المعلومات

في الحالة العامة ، لتشغيل شبكات الكمبيوتر ، من الضروري حل مشكلتين:

نقل البيانات للغرض المقصود بالشكل الصحيح وفي الوقت المناسب ؛

يجب أن يتم التعرف على البيانات التي يتلقاها المستخدم وأن يكون لها الشكل المناسب لاستخدامها الصحيح.

تتعلق المشكلة الأولى بمهام التوجيه ويتم توفيرها بواسطة بروتوكولات الشبكة (بروتوكولات منخفضة المستوى).

المشكلة الثانية ناتجة عن استخدام أنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر في الشبكات ، مع اختلاف في الرموز وتركيب اللغة. يتم حل هذا الجزء من المشكلة عن طريق إدخال بروتوكولات عالية المستوى.

وبالتالي ، تشتمل البنية الكاملة التي تتمحور حول المستخدم النهائي على كلا البروتوكولين.

تطوير نموذج مرجعي للتفاعل أنظمة مفتوحة(OSI) يدعم مفهوم أن كل طبقة تقدم خدمات للطبقة العليا وتعتمد على الطبقة السفلى وتستخدم خدماتها. كل مستوى يؤدي وظيفة محددة لنقل البيانات. على الرغم من أنها يجب أن تعمل بترتيب صارم ، إلا أن كل مستوى يسمح بالعديد من الاختلافات. النظر في النموذج المرجعي. يتكون من 7 طبقات وهي بنية متعددة الطبقات موصوفة بواسطة البروتوكولات والإجراءات القياسية.

توفر الطبقات الثلاث السفلية خدمات الشبكة. يجب توفير البروتوكولات التي تنفذ هذه الطبقات في كل عقدة في الشبكة.

توفر الطبقات الأربع الأولى خدمات إلى المستخدمين النهائيين أنفسهم ، وبالتالي فهي مرتبطة بهم وليس بالشبكة.

الطبقة المادية. يحدد هذا الجزء من النموذج الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والكهربائية لخطوط الاتصال التي تشكل شبكة LAN (الكابلات والموصلات وخطوط الألياف البصرية ، إلخ). يمكننا أن نفترض أن هذا المستوى هو المسؤول عن المعدات... على الرغم من أنه يمكن تنفيذ وظائف المستويات الأخرى في الدوائر الدقيقة المقابلة ، إلا أنها لا تزال تشير إلى البرنامج. تتمثل وظيفة الطبقة المادية في ضمان وصول الرموز التي تدخل الوسيط المادي في أحد طرفي القناة إلى الطرف الآخر. عند استخدام خدمة نقل رمز المصب ، تتمثل مهمة بروتوكول القناة في ضمان إرسال موثوق (خالٍ من الأخطاء) لوحدات البيانات عبر القناة. غالبًا ما تسمى هذه الكتل الحلقات أو الإطارات. يتطلب الإجراء عادةً: المزامنة على الحرف الأول في الإطار ، والتعرف على نهاية الإطار ، واكتشاف الرموز الخاطئة ، إن وجدت ، وتصحيح هذه الرموز بطريقة ما (عادةً ما يتم ذلك عن طريق طلب إعادة إرسال إطار في الذي تم اكتشاف رمز خاطئ واحد أو أكثر).

مستوى القناة. توفر طبقة ارتباط البيانات والطبقة المادية الموجودة تحتها قناة إرسال خالية من الأخطاء بين عقدتين في الشبكة. تحدد هذه الطبقة قواعد استخدام الطبقة المادية من خلال عقد الشبكة. يتم التعرف على التمثيل الكهربائي للبيانات في الشبكة المحلية (بتات البيانات وطرق ترميز البيانات والعلامات) عند هذا المستوى وفقط على هذا المستوى. هذا هو المكان الذي يتم فيه اكتشاف الأخطاء (التعرف عليها) وتصحيحها عن طريق طلبات إعادة الإرسال.

طبقة الشبكة. تتمثل وظيفة طبقة الشبكة في إنشاء مسار لنقل البيانات عبر الشبكة أو ، إذا لزم الأمر ، عبر شبكات متعددة من عقدة الإرسال إلى عقدة الوجهة. توفر هذه الطبقة أيضًا التحكم في التدفق أو الازدحام لمنع تجاوز موارد الشبكة (التخزين في العقد وقنوات الإرسال) ، مما قد يؤدي إلى الانقطاع. عند أداء هذه الوظائف في طبقة الشبكة ، يتم استخدام خدمة الطبقة السفلية - قناة نقل البيانات التي تضمن الوصول الخالي من الأخطاء لكتلة البيانات المدرجة في القناة في الطرف المقابل على طول مسار الشبكة.

تتمثل المهمة الرئيسية للمستويات الدنيا في نقل كتل البيانات من المصدر إلى المستقبل على طول الطريق ، وتسليمها في الوقت المناسب إلى النهاية المرغوبة.

ثم تتمثل مهمة المستويات العليا في تسليم البيانات بالشكل الصحيح والشكل الذي يمكن التعرف عليه. هؤلاء المستويات العليالا أعرف عن وجود الشبكة. إنهم يقدمون فقط الخدمة المطلوبة منهم.

طبقة النقل. يوفر تبادلًا موثوقًا ومتسقًا للبيانات بين مستخدمين نهائيين. لهذا الغرض ، تستخدم طبقة النقل خدمة طبقة الشبكة. كما أنه يتحكم في التدفق لضمان تلقي كتل البيانات بشكل صحيح. نظرًا للاختلاف في الأجهزة الطرفية ، يمكن نقل البيانات في النظام بمعدلات مختلفة ، لذلك إذا لم يكن التحكم في التدفق في مكانه ، فيمكن أن تطغى الأنظمة الأبطأ على الأنظمة الأسرع. عند معالجة أكثر من حزمة ، يتحكم النقل في الترتيب الذي تمر به مكونات الرسالة. إذا وصلت نسخة مكررة من رسالة مستلمة سابقًا ، فإن هذا المستوى يتعرف على هذا ويتجاهل الرسالة.

مستوى الجلسة. تتمثل وظائف هذه الطبقة في تنسيق الاتصال بين تطبيقين يعملان على محطات عمل مختلفة. كما يوفر خدمات لطبقة العرض المتفوقة. يحدث هذا في شكل حوار جيد التنظيم. تتضمن هذه الوظائف إنشاء جلسة ، والتحكم في إرسال واستقبال حزم الرسائل أثناء الجلسة ، وإنهاء الجلسة. تدير هذه الطبقة أيضًا المفاوضات حسب الحاجة لضمان الاتصال الصحيح. يمكن أن تتكون المحادثة بين مستخدم خدمة الجلسة (أي أطراف طبقة العرض وطبقة المنبع) من التبادل العادي أو السريع للبيانات. يمكن أن تكون مزدوجة ، أي الإرسال المتزامن ثنائي الاتجاه ، عندما يكون لكل جانب القدرة على الإرسال بشكل مستقل ، أو أحادي الاتجاه ، أي مع الإرسال المتزامن في اتجاه واحد فقط. في الحالة الأخيرة ، يتم وضع ملصقات خاصة لنقل التحكم من جانب إلى آخر. توفر طبقة الجلسة خدمة مزامنة للتغلب على أي أخطاء يتم مواجهتها. باستخدام هذه الخدمة ، يجب إدراج علامات التزامن في تدفق البيانات بواسطة مستخدمي خدمة الجلسة. إذا تم اكتشاف خطأ ، فيجب إعادة اتصال الجلسة إلى حالة معينة ، ويجب على المستخدمين العودة إلى نقطة ضبط تدفق الحوار ، وتجاهل بعض البيانات المنقولة ، ثم استعادة النقل بدءًا من هذه النقطة.

طبقة العرض. إدارة وتحويل بناء جملة كتل البيانات التي يتبادلها المستخدمون النهائيون. يمكن أن يحدث هذا الموقف في أجهزة الكمبيوتر غير المتجانسة (IBM PC ، Macintosh ، DEC ، Next ، Burrogh) ، والتي تحتاج إلى تبادل البيانات. الغرض - تحويل كتل البيانات النحوية.

مستوى التطبيق. تنقل بروتوكولات التطبيق دلالات أو معنى مناسبًا للمعلومات المتبادلة. هذه الطبقة هي الحد الفاصل بين PP وعمليات نموذج OSI. تدخل رسالة يقصد إرسالها عبر شبكة كمبيوتر إلى نموذج OSI عند نقطة معينة ، وتمر عبر الطبقة 1 (المادية) ، ويتم إعادة توجيهها إلى كمبيوتر آخر ، وتنتقل من الطبقة 1 بترتيب عكسي حتى تصل إلى IP على جهاز كمبيوتر آخر من خلال طبقة التطبيق الخاصة به. وبالتالي ، توفر طبقة التطبيق فهمًا للاثنين برامج التطبيقاتعلى أجهزة كمبيوتر مختلفة.

3. قنوات الاتصال المتنوعة

وسيط نقل البيانات - مجموعة من خطوط نقل البيانات ووحدات التفاعل (أي معدات الشبكة غير المدرجة في محطات البيانات) المعدة لنقل البيانات بين محطات البيانات. يمكن أن تكون وسائط نقل البيانات عامة أو مخصصة لـ مستخدم محدد.

قناة (قناة اتصال) - وسيلة لنقل البيانات في اتجاه واحد. قد يكون أحد الأمثلة على القناة هو نطاق التردد المخصص لجهاز إرسال واحد في الاتصالات اللاسلكية.

قناة إرسال البيانات - وسيلة لتبادل البيانات في اتجاهين ، بما في ذلك معدات إنهاء قناة البيانات وخط نقل البيانات. وفقًا لطبيعة وسيط نقل البيانات المادية (PD) ، يتم تمييز قنوات نقل البيانات على خطوط الاتصال الضوئية وخطوط الاتصال السلكية (النحاسية) واللاسلكية.

يمكن تقسيم قنوات الاتصال إلى:

1. خطوط الاتصالات السلكية

في شبكات الكمبيوتر ، يتم تمثيل خطوط الاتصال السلكية بواسطة كبلات متحدة المحور وأسلاك مزدوجة مجدولة. أزواج ملتويةيشار إليه أحيانًا على أنه خط متوازن بمعنى أن سلكي الخط يحملان نفس مستويات الإشارة (فيما يتعلق بالأرض) ، ولكن بأقطاب مختلفة. عند استقبالها ، يُنظر إلى اختلاف الإشارة ، ويسمى إشارة الطور. ثم يتم تعويض ضوضاء الوضع الشائع ذاتيًا.

2. خطوط الاتصال البصري

يتم تنفيذ خطوط الاتصال البصري في شكل خطوط اتصالات الألياف البصرية (FOCL). هيكل FOCL عبارة عن قلب كوارتز بقطر 10 ميكرون ، مغطى بكسوة عاكسة. FOCLs هي العمود الفقري لنقل البيانات عالية السرعة ، خاصة عبر مسافات طويلة.

3. قنوات الاتصال اللاسلكي

في القنوات اللاسلكية ، يتم إرسال المعلومات بناءً على انتشار الموجات الراديوية.

كلما زاد تردد الموجة الحاملة ، زادت سعة (عدد القنوات) لنظام الاتصال ، ولكن أصغر المسافات التي يمكن عندها الإرسال المباشر بين نقطتين بدون مكررات. يؤدي السبب الأول إلى الميل إلى إتقان نطاقات تردد أعلى جديدة.

يتم تضمين قنوات الراديو في المطلوب جزء منفي أنظمة الاتصالات الساتلية والراديوية المستخدمة في الشبكات الإقليمية والأنظمة الخلوية الاتصالات المتنقلة، يتم استخدامها كبديل لأنظمة الكابلات في الشبكات المحلية وعند ربط شبكات المكاتب الفردية والمؤسسات بشبكات الشركات.

4. قنوات نقل البيانات عبر الأقمار الصناعية

يمكن تحديد موقع الأقمار الصناعية في أنظمة الاتصالات في موقع ثابت بالنسبة للأرض (ارتفاع 36 ألف كيلومتر) أو في مدارات منخفضة. مع المدارات المستقرة بالنسبة إلى الأرض ، يكون التأخير في مرور الإشارات ملحوظًا (هناك والعودة حوالي 520 مللي ثانية). من الممكن تغطية سطح الكرة الأرضية بأربعة أقمار صناعية. في أنظمة المدار الأرضي المنخفض ، يتم تقديم مستخدم معين بالتناوب بواسطة أقمار صناعية مختلفة. كلما انخفض المدار ، كانت منطقة التغطية أصغر ، وبالتالي ، هناك حاجة إلى المزيد من المحطات الأرضية ، أو المسافة بين اتصال القمر الصناعي، مما يجعل القمر الصناعي أثقل بشكل طبيعي. كما أن عدد الأقمار الصناعية أكبر بكثير (عادة عدة عشرات).

يمكن توضيح بنية قنوات نقل البيانات عبر الأقمار الصناعية من خلال مثال نظام VSAT المعروف (المحطة الطرفية ذات الفتحة الصغيرة جدًا). يتم تمثيل الجزء الأرضي من النظام بمجموعة من المجمعات ، يشتمل كل منها على محطة مركزية (CS) ومحطات مشترك (AP). يتواصل CS مع القمر الصناعي عبر قناة راديو (عرض النطاق الترددي Mbit / s 2) من خلال هوائي اتجاهي بقطر 1 ... 3 m وجهاز الإرسال والاستقبال. ترتبط نقاط الوصول بالمحطة المركزية وفقًا لمخطط "النجوم" باستخدام معدات متعددة القنوات أو عبر قناة راديو عبر القمر الصناعي. تلك الـ APs المتصلة عبر قناة راديو (هذه أشياء متنقلة أو يصعب الوصول إليها) لها هوائياتها الخاصة ، ويتم تخصيص تردد مختلف لكل نقطة وصول. ينقل DS رسائله التي تبث على تردد ثابت واحد ويستقبلها على ترددات AP.

4. تنظيم الوصول إلى شبكات المعلومات

هيكل الشبكات الإقليمية

الإنترنت العالمية هي الشبكة الأكبر والوحيدة من نوعها في العالم. تحتل مكانة فريدة بين الشبكات العالمية. سيكون من الأصح اعتباره اندماجًا للعديد من الشبكات التي تحتفظ بأهميتها المستقلة. في الواقع ، ليس للإنترنت ملكية واضحة ولا هوية وطنية. يمكن أن يكون لأي شبكة اتصال بالإنترنت ، وبالتالي ، تعتبر جزءًا منها إذا كانت تستخدم بروتوكولات TCP / IP المقبولة للإنترنت أو لديها محولات إلى بروتوكولات TCP / IP. تتمتع جميع الشبكات الوطنية والإقليمية تقريبًا بإمكانية الوصول إلى الإنترنت.

للشبكة الإقليمية (الوطنية) النموذجية هيكل هرمي.

المستوى الأعلى هو العقد الفيدرالية ، المترابطة بواسطة قنوات الاتصال الرئيسية. يتم تنظيم قنوات الاتصال ماديًا على خطوط الألياف الضوئية أو على قنوات الاتصال عبر الأقمار الصناعية. المستوى الأوسط هو العقد الإقليمية التي تشكل الشبكات الإقليمية. وهي متصلة بالعقد الفيدرالية ، وربما ببعضها البعض عن طريق قنوات مخصصة عالية أو متوسطة السرعة ، مثل قنوات T1 أو E1 أو B-ISDN أو خطوط ترحيل الراديو. المستوى الأدنى هو العقد المحلية (خوادم الوصول) الموصولة بالعقد الإقليمية ، بشكل أساسي الاتصال الهاتفي أو قنوات الاتصال الهاتفية المخصصة ، على الرغم من وجود اتجاه ملحوظ نحو الانتقال إلى القنوات عالية السرعة ومتوسطة السرعة. يتم توصيل الشبكات المحلية للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة الحجم ، وكذلك أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمستخدمين الفرديين بالعقد المحلية. ترتبط شبكات الشركات الخاصة بالمؤسسات الكبيرة بالعقد الإقليمية بقنوات مخصصة عالية أو متوسطة السرعة.

أنواع الوصول الأساسية

1. خدمة تكنولوجيا الاتصالات. الخدمات الرئيسية التي تقدمها تقنيات الاتصالات هي:

بريد الالكتروني؛

نقل الملف؛

مؤتمرات عبر الهاتف

خدمات الإحالة (لوحات الإعلانات) ؛

مؤتمرات الفيديو؛

الوصول إلى موارد المعلومات (قواعد المعلومات) لخوادم الشبكة ؛

الاتصالات الخلوية المتنقلة ؛

المهاتفة الحاسوبية

تتجلى خصوصية الاتصالات في المقام الأول في بروتوكولات التطبيق. من بينها ، أشهرها البروتوكولات المتعلقة بالإنترنت وبروتوكولات ISO-IP (ISO 8473) ، والتي تنتمي إلى نموذج الأنظمة المفتوحة المكون من سبع طبقات. تشمل بروتوكولات تطبيقات الإنترنت ما يلي:

Telnet هو بروتوكول مضاهاة طرفية ، أو بعبارة أخرى ، بروتوكول تنفيذ جهاز التحكمتستخدم لتوصيل العميل بالخادم عند وضعها على أجهزة كمبيوتر مختلفة ، يمكن للمستخدم من خلال جهازه الطرفي الوصول إلى كمبيوتر الخادم ؛

FTP هو بروتوكول تبادل الملفات (يتم تنفيذ وضع العقدة البعيدة) ، يمكن للعميل طلب واستقبال الملفات من الخادم ، وعنوانه محدد في الطلب ؛

HTTP (Hypertext Transmission Protocol) - بروتوكول للاتصال بين خوادم WWW وعملاء WWW ؛

NFS هو نظام ملفات شبكة يوفر الوصول إلى ملفات جميع أجهزة UNIX الموجودة على الشبكة المحلية ، أي تظهر أنظمة ملفات العقدة للمستخدم كنظام ملفات واحد ؛

SMTP و IMAP و POP3 - بروتوكولات البريد الإلكتروني.

يتم تنفيذ هذه البروتوكولات باستخدام البرامج المناسبة. بالنسبة إلى Telnet و FTP و SMTP على جانب الخادم ، يتم تخصيص أرقام منفذ بروتوكول ثابت.

2. البريد الإلكتروني.

البريد الإلكتروني (البريد الإلكتروني) هو وسيلة لتبادل الرسائل للاتصالات الإلكترونية (خارج الخط). يمكنك إعادة توجيه الرسائل النصية والملفات المؤرشفة. يمكن أن يحتوي الأخير على بيانات (على سبيل المثال ، نصوص البرنامج ، البيانات الرسومية) بتنسيقات مختلفة.

3. تبادل الملفات.

تبادل الملفات - الوصول إلى الملفات الموزعة عبر أجهزة كمبيوتر مختلفة. على الإنترنت ، على مستوى التطبيق ، بروتوكول FTP... الوصول ممكن في الوضعين خارج الخط وعبر الإنترنت. في وضع عدم الاتصال ، يتم إرسال طلب إلى خادم FTP ، يقوم الخادم بإنشاء وإرسال استجابة للطلب. في الوضع على الإنترنت ، يتم إجراء تصفح تفاعلي لأدلة خادم FTP واختيار ونقل الملفات الضرورية. مطلوب عميل FTP على كمبيوتر المستخدم.

4. المؤتمرات عن بعد ولوحات الرسائل.

المؤتمرات عبر الهاتف - الوصول إلى المعلومات المخصصة للاستخدام الجماعي في المؤتمرات الفردية (مجموعات الأخبار). المؤتمرات عن بعد العالمية والمحلية ممكنة. تضمين المحتوى في مجموعات الأخبار ، وإرسال الطلبات الجديدة ، وتنفيذ الطلبات هي الوظائف الرئيسية لبرامج المؤتمرات عن بعد. يمكن استخدام أوضاع البريد الإلكتروني وعبر الإنترنت.

أكبر نظام لعقد المؤتمرات عن بعد هو USENET. في USENET ، يتم تنظيم المعلومات بشكل هرمي. يتم إرسال الرسائل إما في حالة انهيار جليدي أو من خلال القوائم البريدية. في وضع الاتصال بالإنترنت ، يمكنك قراءة قائمة الرسائل ، ثم الرسالة المحددة. في وضع عدم الاتصال ، يتم تحديد رسالة من القائمة وإرسال طلب إليها.

يمكن أن تكون المؤتمرات عن بعد مع أو بدون وسيط. مثال: فريق من المؤلفين يعمل على كتاب في القوائم البريدية.

هناك أيضا مرافق المؤتمرات الصوتية (المؤتمرات الصوتية عن بعد). مكالمة ، اتصال ، محادثة تحدث للمستخدم كما في الهاتف العادي ، لكن الاتصال يمر عبر الإنترنت.

إن "لوحة الإعلانات" الإلكترونية BBS (نظام لوحة النشرات) هي تقنية مشابهة في وظيفتها لعقد المؤتمرات عبر الهاتف ، والتي تتيح لك إرسال الرسائل بشكل مركزي وفوري إلى العديد من المستخدمين. برمجةتجمع BBS بين البريد الإلكتروني وعقد المؤتمرات عن بعد ومشاركة الملفات. من أمثلة البرامج التي تحتوي على تسهيلات BBS هي Lotus Notes ، المجموعة العالمية.

5. الوصول إلى قواعد البيانات الموزعة.

في أنظمة "العميل / الخادم" ، يجب تشكيل الطلب في كمبيوتر المستخدم ، وتنظيم استرجاع البيانات ومعالجتها وتشكيل استجابة للطلب تنتمي إلى خادم الكمبيوتر. في هذه الحالة ، يمكن توزيع المعلومات الضرورية عبر خوادم مختلفة. توجد على الإنترنت خوادم قاعدة بيانات خاصة تسمى WAIS (خادم معلومات المنطقة الواسعة) ، والتي يمكن أن تحتوي على مجموعات من قواعد البيانات تحت سيطرة نظم إدارة قواعد البيانات المختلفة.

سيناريو نموذجي للعمل مع خادم WAIS:

اختيار قاعدة البيانات المطلوبة ؛

تشكيل استعلام يتكون من كلمات رئيسية ؛

إرسال طلب إلى خادم WAIS ؛

استلام من عناوين الخادم للوثائق المقابلة للكلمات الأساسية المحددة ؛

اختيار العنوان المطلوب وإرساله إلى الخادم ؛

الحصول على نص الوثيقة.

لسوء الحظ ، لا يتم تطوير WAIS حاليًا ، لذلك يتم استخدامه قليلاً ، على الرغم من أن الفهرسة والبحث عن طريق المؤشرات في مصفوفات كبيرة من المعلومات غير المهيكلة ، والتي كانت إحدى الوظائف الرئيسية لـ WAIS ، هي مهمة ملحة.

6. نظام المعلومات WWW.

WWW (شبكة الويب العالمية) هو نظام معلومات نص تشعبي للإنترنت. الاسم المختصر الآخر هو الويب. يوفر هذا النظام الأكثر حداثة للمستخدمين المزيد من الخيارات.

أولاً ، هو نص تشعبي - نص منظم مع إدخال المراجع التبادلية ، مما يعكس الروابط الدلالية لأجزاء من النص. يتم تمييز الكلمات المرجعية باللون و / أو التسطير. يؤدي تحديد ارتباط إلى إظهار النص أو الصورة المرتبطة بكلمة الارتباط. يمكنك البحث عن المادة المطلوبة بالكلمات الرئيسية.

ثانيًا ، يتم تسهيل عرض الصور الرسومية والحصول عليها. يتم تخزين المعلومات التي يتم الوصول إليها بواسطة تقنية الويب على خوادم الويب. يحتوي الخادم على برنامج يراقب باستمرار وصول الطلبات من العملاء على منفذ معين (عادةً المنفذ 80). يلبي الخادم الطلبات عن طريق إرسال محتوى صفحات الويب المطلوبة أو نتائج الإجراءات المطلوبة إلى العميل. تسمى برامج عميل WWW بالمتصفحات.

هناك متصفحات نصية ورسومية. تحتوي المستعرضات على أوامر للترحيل ، والانتقال إلى المستند السابق أو التالي ، والطباعة ، والنقر فوق ارتباط النص التشعبي ، وما إلى ذلك. لإعداد المواد وإدراجها في قاعدة بيانات WWW خاص لغة HTML(لغة ​​ترميز النص التشعبي) ومحرري البرامج التي تنفذها ، مثل Internet Assistant كجزء من Word أو Site Edit ، يتم توفير إعداد المستند كجزء من معظم المستعرضات.

تم تطوير بروتوكول HTTP على أساس TCP / IP للتواصل بين خوادم الويب والعملاء. يتلقى خادم الويب الطلب من المتصفح ، ويجد الملف المطابق للطلب ، ويرسله إلى المتصفح لعرضه.

استنتاج

تستمر تقنيات الإنترنت والإنترانت في التطور. يجري تطوير بروتوكولات جديدة ؛ يتم مراجعة القديمة. جعلت NSF النظام أكثر تعقيدًا من خلال إدخال شبكتها الأساسية والعديد من الشبكات الإقليمية ومئات شبكات الجامعات.

مجموعات أخرى أيضا تواصل الانضمام إلى الإنترنت. أهم تغيير لم يكن بسبب إضافة شبكات إضافية ، ولكن بسبب حركة مرور إضافية... يعمل الفيزيائيون والكيميائيون وعلماء الفلك ويتبادلون أحجامًا من البيانات أكبر من تلك الخاصة بالباحثين في علوم الكمبيوتر ، الذين يشكلون غالبية مستخدمي حركة الإنترنت الأوائل. أدى هؤلاء العلماء الجدد إلى زيادة كبيرة في تنزيل الإنترنت عندما بدأوا في استخدامه ، وزادت التنزيلات باطراد كلما استخدموها أكثر فأكثر.

لاستيعاب النمو في حركة المرور ، تمت مضاعفة سعة العمود الفقري لـ NSFNET ، مما أدى إلى قدرة حالية تقارب 28 ضعف السعة الأصلية ؛ ومن المقرر زيادة أخرى لرفع هذه النسبة إلى 30.

من الصعب التنبؤ في هذا الوقت عندما تختفي الحاجة إلى زيادات إضافية في النطاق الترددي. لم يكن النمو في الطلب على التبادل الشبكي غير متوقع. لقد استمتعت صناعة الكمبيوتر كثيرًا بالمطالب المستمرة لمزيد من قوة المعالجة والمزيد من الذاكرة للبيانات على مر السنين. بدأ المستخدمون للتو في فهم كيفية استخدام الشبكة. في المستقبل ، يمكننا أن نتوقع زيادة مستمرة في الحاجة إلى التفاعل. لذلك ، ستكون تقنيات التشغيل البيني ذات النطاق الترددي العالي مطلوبة لاستيعاب هذا النمو.

يكمن توسع الإنترنت في التعقيد الناجم عن حقيقة أن العديد من المجموعات المستقلة هي جزء من إنترنت موحد. افترضت التصاميم الأصلية للعديد من الأنظمة الفرعية إدارة مركزية. لقد تطلب الأمر الكثير من الجهد لضبط هذه المشاريع للعمل في ظل حكم لامركزي.

لذلك ، من أجل زيادة تطوير شبكات المعلومات ، ستكون هناك حاجة إلى تقنيات اتصال عالية السرعة.

مفاهيم أساسية

شبكة الاتصالات عبارة عن نظام يتكون من كائنات تؤدي وظائف إنشاء منتج وتحويله وتخزينه واستهلاكه ، تسمى النقاط (العقد) للشبكة وخطوط النقل (الروابط ، والاتصالات ، والتوصيلات) التي تنقل المنتج بين النقاط.

شبكة المعلومات - شبكة اتصالات تكون فيها المعلومات نتاج التوليد والمعالجة والتخزين والاستخدام.

شبكة الحوسبة - شبكة معلومات تتضمن معدات حاسوبية.

وسيط نقل البيانات - مجموعة من خطوط نقل البيانات ووحدات التفاعل (أي معدات الشبكة غير المدرجة في محطات البيانات) المعدة لنقل البيانات بين محطات البيانات.

خط نقل البيانات - يعني التي تستخدم في شبكات المعلومات لنشر الإشارات في الاتجاه المطلوب.

قناة (قناة اتصال) - وسيلة لنقل البيانات في اتجاه واحد.

قناة إرسال البيانات - وسيلة لتبادل البيانات في اتجاهين ، بما في ذلك معدات إنهاء القناة وخط نقل البيانات.

فهرس

1. سيمينوف يو. بروتوكولات وموارد الإنترنت. م: الراديو والاتصالات ، 1996.

2. لازاريف ف. الشبكات الرقمية الذكية: دليل. / إد. الأكاديمي ن. كوزنتسوفا. - م: المالية والإحصاء ، 1996.

3. فينايف ف. تبادل المعلومات في الأنظمة المعقدة: درس تعليمي... تاغانروغ: دار النشر TRTU ، 2001.

4. A.V. بوشنين ، في. يانوشكو. شبكات المعلومات والاتصالات. تاجانروج: دار النشر TRTU، 2005.128 ص.

تم النشر في Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

تصنيف شبكات الاتصالات. مخططات القناة على أساس شبكة الهاتف. أنواع مختلفة من الشبكات غير المحولة. ظهور الشبكات العالمية. مشاكل المؤسسة الموزعة. دور وأنواع الشبكات العالمية. خيار للجمع بين الشبكات المحلية.

تمت إضافة العرض في 10/20/2014


مبادئ بناء نظم نقل المعلومات. خصائص الإشارات وقنوات الاتصال. طرق وطرق تنفيذ تعديل الاتساع. هيكل شبكات الهاتف والاتصالات. ميزات أنظمة الاتصالات البرقية والجوالة والرقمية.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة 06/29/2010


خصائص شبكات الكمبيوتر المحلية ومراعاة المبادئ الأساسية للإنترنت العالمي. مفهوم البريد الإلكتروني وطريقة عمله ومكوناته وأشكال عناوينه. وسائل الاتصالات السلكية واللاسلكية: الإذاعة والتليفون والتلفزيون.

ورقة المصطلح ، تمت إضافة 06/25/2011


الخصائص الرئيسية قنوات منفصلة... مشكلة التحسين. تصنيف قنوات الإرسال معلومات منفصلةلأسباب مختلفة. توحيد خصائص قنوات الاتصال المستمر. أنواع مختلفة من أنظمة نقل القنوات المنفصلة.

الاختبار ، تمت إضافة 11/01/2011


الغرض من التبديل ، مهامه ، وظائفه ، خصائصه التقنية. مزايا وعيوب مقابل جهاز التوجيه. أساسيات التكنولوجيا لتنظيم أنظمة شبكات الكابلات وهندسة الشبكات المحلية. نموذج مرجع OSI.

تقرير الممارسة ، تمت إضافة 06/14/2010


مبادئ بناء أنظمة الاتصالات اللاسلكية. رسم تخطيطي لبناء نظام اتصالات خلوية. فوائد فصل الكود. دراسة معايير الاتصالات اللاسلكية المشتركة. الارتباط والخصائص الطيفية للإشارات.

تمت إضافة ورقة مصطلح في 05/22/2010


أنظمة الاتصالات الحديثة. المعايير الأساسية للاتصالات المتنقلة GSM ، CDMA 200 ، UMTS. استخدام خدمات وتقنيات الجيل الثالث الجديدة من قبل مشغلي الشبكات الخلوية. تحديد أحدث المعاييرالوصول اللاسلكي: واي فاي ، بلوتوث.

البرنامج التعليمي ، تمت إضافة 11/08/2011


مرافق الاتصالات الحديثة وتاريخ تطورها. أنظمة الراديو الخلوية اتصال هاتفي... جودة عالية للرسائل الصوتية ، موثوقية وسرية الاتصالات ، حماية ضد الوصول غير المصرح به إلى الشبكة ، هواتف لاسلكية مصغرة.

الملخص ، أضيف بتاريخ 11/01/2004


أنواع الاتصالات المتنقلة ، ميزاتها الخاصة ، مكانتها الفردية. تطوير أنظمة الوصول إلى الراديو نظم المعلومات: خصائص الشبكات ، أنواع الهياكل ، مجموعات التردد الإقليمية. مؤشرات الجودة ودورة حياة النظام.

تمت إضافة العرض التقديمي 2016/03/16


نطاقات التردد المرسلة بواسطة الأنواع الرئيسية لأنظمة التوجيه. معلمات قناة خط الاتصال. تعيينات خط الاتصال. محدد قناة مضاعفة الوقت. خصائص القنوات على الكابلات المحورية والكابلات الضوئية.

تصنيف الشبكات

يعتمد تصنيف مجموعات الوقود على السمات الوظيفية والإعلامية والهيكلية الأكثر تميزًا.

حسب درجة التشتت الإقليميتميز عناصر الشبكة (أنظمة المشتركين وعقد الاتصال) بين شبكات الكمبيوتر العالمية (الحالة) والإقليمية والمحلية (GVS و RVS و LAN).

حسب طبيعة الوظائف المنفذةتنقسم الشبكات إلى حوسبة (الوظائف الرئيسية لهذه الشبكات هي معالجة المعلومات) ، إعلامية (للحصول على بيانات مرجعية بناءً على طلب المستخدمين) ، أو حوسبة المعلومات ، أو مختلطة ، حيث يتم تنفيذ وظائف الحوسبة والمعلومات في - نسبة ثابتة.

عن طريق السيطرةيتم تقسيم FAs إلى شبكات مع مركزية(تحتوي الشبكة على هيئة إدارية واحدة أو أكثر) ، لامركزية(لكل متحدث مرافق لإدارة الشبكة) و إدارة مختلطة ،يتم فيها ، في مجموعة معينة ، تنفيذ مبادئ الإدارة المركزية واللامركزية (على سبيل المثال ، في ظل الإدارة المركزية ، يتم فقط حل المهام ذات الأولوية القصوى المرتبطة بمعالجة كميات كبيرة من المعلومات).

حول تنظيم نقل المعلوماتتنقسم الشبكات إلى شبكات مع اختيار المعلومات وتوجيه المعلومات. في الشبكات مع اختيار المعلومات ،مبني على أساس قناة أحادية ، يتم تنفيذ تفاعل AS عن طريق اختيار (اختيار) كتل البيانات (الإطارات) الموجهة إليها: جميع الإطارات المرسلة في الشبكة متاحة لجميع AS من الشبكة ، ولكن يتم أخذ نسخة من الإطار فقط بواسطة AS الذي تم تصميمه من أجله. في الشبكات مع معلومات التوجيهيمكن استخدام طرق متعددة لنقل الإطارات من المرسل إلى المستقبل. لذلك ، باستخدام أنظمة الاتصال الخاصة بالشبكة ، يتم حل مشكلة اختيار المسار الأمثل (على سبيل المثال ، الأقصر من حيث وقت تسليم الإطار إلى المرسل إليه).

حسب نوع تنظيم نقل البياناتتنقسم شبكات توجيه المعلومات إلى تبديل الدائرة (القناة) وتبديل الرسائل وشبكات تبديل الرزم. هناك شبكات عاملة تستخدم أنظمة نقل بيانات مختلطة.

حسب الطوبولوجيا ،أولئك. تكوينات العناصر في TVS ، تنقسم الشبكات إلى فئتين: البث والتسلسل. تكوينات البث والكثير من التكوينات المتسلسلة (الحلقة ، والنجمة مع المركز الذكي ، والتسلسل الهرمي) خاصة بالشبكات المحلية. بالنسبة للشبكات الواسعة والشبكات الإقليمية ، فإن الشكل الأكثر شيوعًا هو الهيكل التعسفي (المعشقي). التكوين الهرمي و "النجمة" وجدوا أيضًا تطبيقًا.

الخامس تكوينات البث في أي وقت من الأوقات ، يمكن لمحطة عمل واحدة فقط (نظام المشترك) أن تعمل لنقل الإطارات. يمكن لبقية أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة استقبال هذا الإطار ، أي هذه التكوينات نموذجية لشبكة LAN مع اختيار المعلومات. الأنواع الرئيسية لتكوين البث هي ناقل مشترك ، شجرة ، نجمة بمركز سلبي. تتمثل المزايا الرئيسية لشبكة LAN مع ناقل مشترك في بساطة توسيع الشبكة ، وبساطة أساليب التحكم المستخدمة ، وعدم الحاجة إلى التحكم المركزي ، والحد الأدنى من استهلاك الكابلات. الشبكة المحلية للشجرة هي نسخة أكثر تقدمًا من شبكة الحافلات. تتكون الشجرة من خلال ربط عدة حافلات مع مكررات نشطة أو مضاعفات سلبية ("محاور") ، كل فرع من فروع الشجرة عبارة عن قطعة. فشل جزء واحد لا يؤدي إلى فشل البقية. في الشبكة المحلية ذات الهيكل النجمي ، يوجد موصل سلبي أو مكرر نشط في المركز - أجهزة بسيطة وموثوقة إلى حد ما.

في التكوينات المتسلسلة النموذجية للشبكات مع توجيه المعلومات ، يتم نقل البيانات بالتسلسل من كمبيوتر واحد إلى آخر مجاور ، ويمكن استخدام أنواع مختلفة من وسائط النقل المادي في أجزاء مختلفة من الشبكة.

متطلبات أجهزة الإرسال والاستقبال أقل من تكوينات البث. تتضمن التكوينات المتسلسلة: عشوائية (خلوية) ، هرمية ، حلقة ، سلسلة ، نجمة ذات مركز ذكي ، ندفة الثلج. في الشبكات المحلية ، الأكثر شيوعًا هي الحلقة والنجمة ، بالإضافة إلى التكوينات المختلطة - الحلقة النجمية ، والحافلة النجمية.

في الشبكة المحلية ذات الهيكل الدائري ، يتم إرسال الإشارات في اتجاه واحد فقط ، عادة عكس اتجاه عقارب الساعة. يحتوي كل جهاز كمبيوتر على ما يصل إلى إطار كامل من الذاكرة. عند تحريك إطار حول الحلقة ، يتلقى كل جهاز كمبيوتر إطارًا ، ويحلل حقل العنوان الخاص به ، ويأخذ نسخة من الإطار إذا كان موجهًا إلى هذا الكمبيوتر ، ويعيد إرسال الإطار. بطبيعة الحال ، كل هذا يؤدي إلى إبطاء نقل البيانات في الحلقة ، ويتم تحديد مدة التأخير من خلال عدد أجهزة الكمبيوتر. عادة ما يتم إزالة الإطار من الحلقة بواسطة محطة الإرسال. في هذه الحالة ، يقوم الإطار بعمل دائرة كاملة حول الحلقة ويعود إلى محطة الإرسال ، التي تعتبرها بمثابة إيصال - تأكيد لاستلام المرسل إليه للإطار. يمكن أيضًا إزالة إطار من الحلقة بواسطة محطة الاستقبال ، ثم لا يكمل الإطار دائرة كاملة ، ولا تتلقى محطة الإرسال إيصال تأكيد.

يوفر هيكل الحلقة وظائف واسعة إلى حد ما للشبكة المحلية بكفاءة عالية لاستخدام القناة الأحادية ، والتكلفة المنخفضة ، وبساطة طرق التحكم ، والقدرة على مراقبة قابلية تشغيل القناة الأحادية.

في البث والتكوينات الأكثر تسلسلًا (باستثناء الحلقة) ، يجب أن يوفر كل جزء من الكبل إرسال إشارة في كلا الاتجاهين ، وهو ما يتحقق: في شبكات الاتصال أحادي الاتجاه - باستخدام كابل واحد للإرسال المتناوب في اتجاهين ؛ في الشبكات المزدوجة - باستخدام كبلين أحادي الاتجاه ؛ في أنظمة النطاق العريض - استخدام ترددات حاملة مختلفة للإرسال المتزامن للإشارات في اتجاهين.

يمكن للشبكات العالمية والإقليمية ، مثل الشبكات المحلية ، أن تكون متجانسة (متجانسة) من حيث المبدأ ، تُستخدم فيها أجهزة كمبيوتر متوافقة مع البرامج ، وغير متجانسة (غير متجانسة) ، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر غير المتوافقة مع البرامج. ومع ذلك ، نظرًا لطول إمداد الماء الساخن و DCS والعدد الكبير من أجهزة الكمبيوتر المستخدمة فيها ، فإن هذه الشبكات غالبًا ما تكون غير متجانسة.

تتمثل الوظيفة الرئيسية لأنظمة الاتصالات (TCS) أو أنظمة نقل البيانات (SPD) في تنظيم تبادل سريع وموثوق للمعلومات بين المشتركين. يعتمد المؤشر الرئيسي لكفاءة TCS - وقت تسليم المعلومات - على عدد من العوامل: هيكل شبكة الاتصالات ، وإنتاجية خطوط الاتصال ، وطرق توصيل قنوات الاتصال بين المشتركين المتفاعلين ، وبروتوكولات تبادل المعلومات ، وطرق وصول المشتركين إلى وسيط الإرسال وطرق توجيه الحزم.

أنواع الشبكات والخطوط وقنوات الاتصال.تستخدم TVS شبكات الاتصالات - الهاتف والتلغراف والتلفزيون والأقمار الصناعية. تُستخدم الخطوط التالية كخطوط اتصال: كبل (خطوط هاتف عادية ، زوج مجدول ، كبل متحد المحور ، خطوط اتصالات ألياف بصرية (FOCL ، أو أدلة ضوئية) ، مرحل راديو ، خطوط راديو.

من بين خطوط الكابلاتأدلة الضوء لديها أفضل أداء. مزاياها الرئيسية: إنتاجية عالية (مئات الميجابت في الثانية) بسبب استخدام الموجات الكهرومغناطيسية في النطاق البصري ؛ عدم الحساسية للمجالات الكهرومغناطيسية الخارجية وغياب الإشعاع الكهرومغناطيسي الخاص بها ، وانخفاض كثافة اليد العاملة لمد كابل بصري ؛ الشرارة والانفجار والسلامة من الحرائق ؛ زيادة المقاومة للبيئات العدوانية ؛ الثقل النوعي الصغير (نسبة الكتلة الخطية إلى عرض النطاق الترددي) ؛ مجالات واسعة للتطبيق (إنشاء طرق سريعة للوصول العام ، وأنظمة اتصالات الكمبيوتر مع الأجهزة الطرفية للشبكات المحلية ، في تكنولوجيا المعالجات الدقيقة ، وما إلى ذلك).

عيوب FOCL: يتم إرسال الإشارة في اتجاه واحد فقط ؛ يؤدي توصيل أجهزة كمبيوتر إضافية بالألياف الضوئية إلى إضعاف الإشارة بشكل كبير ؛ لا تزال أجهزة المودم عالية السرعة اللازمة للألياف الضوئية باهظة الثمن ؛ يجب تزويد موجهات الضوء التي تربط أجهزة الكمبيوتر بمحولات للإشارات الكهربائية إلى إشارات ضوئية والعكس صحيح.

يتم استخدام ما يلي في تجميعات الوقود أنواع قنوات الاتصال:

بسيطعندما يتم توصيل جهاز الإرسال والاستقبال عن طريق خط اتصال واحد ، يتم من خلاله نقل المعلومات في اتجاه واحد فقط (هذا نموذجي لشبكات الاتصالات التلفزيونية) ؛

نصف المزدوجة،عندما يتم توصيل نقطتي اتصال أيضًا بخط واحد ، حيث يتم نقل المعلومات بالتناوب في اتجاه واحد ، ثم في الاتجاه المعاكس (هذا نموذجي للمعلومات والمراجع ، وأنظمة الاستجابة للطلب) ؛

مزدوجعندما يتم توصيل عقدتي اتصال بخطين (للأمام والخلف) ، تنتقل المعلومات على طولهما في نفس الوقت في اتجاهين متعاكسين.

قنوات اتصال مبدلة ومخصصة.يميز TCS بين قنوات الاتصال المخصصة (غير القابلة للتبديل) وتلك التي يتم تبديلها طوال مدة نقل المعلومات عبر هذه القنوات.

استخدام قنوات مخصصةيتم توصيل معدات جهاز الإرسال والاستقبال للاتصالات الخاصة بعقد الاتصال بشكل دائم مع بعضها البعض. وهذا يضمن درجة عالية من جاهزية النظام لنقل المعلومات والمزيد جودة عاليةالاتصال ، ودعم كمية كبيرة من الرسومات. نظرًا للتكاليف المرتفعة نسبيًا لتشغيل الشبكات ذات قنوات الاتصال المخصصة ، فإن ربحيتها لا تتحقق إلا إذا تم تحميل القنوات بالكامل.

ل قنوات مبدلةتتميز الاتصالات التي تم إنشاؤها فقط لوقت إرسال كمية ثابتة من المعلومات بمرونة عالية وتكلفة منخفضة نسبيًا (مع حجم حركة مرور صغير). عيوب هذه القنوات: ضياع الوقت للتبديل (إنشاء اتصال بين المشتركين) ، وإمكانية الحجب بسبب انشغال أقسام معينة من خط الاتصال ، وانخفاض جودة الاتصال ، وارتفاع التكلفة مع حجم كبير من حركة المرور.

الترميز التناظري والرقمي للبيانات الرقمية.يتم نقل البيانات من عقدة TCS إلى أخرى عن طريق الإرسال المتسلسل لجميع بتات الرسالة من المصدر إلى الوجهة. يتم إرسال بتات المعلومات المادية كإشارات كهربائية تمثيلية أو رقمية. التناظريةوتسمى إشاراتوالتي يمكن أن تمثل عددًا لا نهائيًا من القيم لكمية معينة ضمن نطاق محدود. رقمي(منفصله) إشاراتيمكن أن يكون لها قيمة واحدة أو مجموعة محدودة من القيم. عند العمل مع الإشارات التناظرية ، يتم استخدام إشارة الناقل التناظرية الجيبية لنقل البيانات المشفرة ، وعند العمل مع الإشارات الرقمية ، يتم استخدام مستويين إشارة منفصلة... الإشارات التناظرية أقل حساسية للتشوه بسبب التوهين في وسط الإرسال ، لكن تشفير البيانات وفك تشفيرها أسهل للإشارات الرقمية.

الترميز التناظرييتم استخدامه عند نقل البيانات الرقمية عبر خطوط الاتصال الهاتفية (التناظرية) ، والتي تهيمن على أجهزة التلفزيون الإقليمية والعالمية وتركز في البداية على نقل الإشارات الصوتية (الكلام). قبل الإرسال ، يتم تحويل البيانات الرقمية ، التي تأتي عادةً من جهاز كمبيوتر ، إلى شكل تمثيلي باستخدام أداة إزالة التشكيل (مودم) ، والتي توفر واجهة رقمية إلى تمثيلية.

هناك ثلاث طرق لتحويل البيانات الرقمية إلى نموذج تمثيلي ، أو ثلاث طرق تعديل:

تعديل السعة،عندما يتغير اتساع الموجة الحاملة للتذبذبات الجيبية فقط وفقًا لتسلسل بتات المعلومات المرسلة: على سبيل المثال ، عند إرسال وحدة ، يتم تعيين سعة التذبذبات كبيرة ، وعند إرسال الصفر ، يكون منخفضًا ، أو إشارة الموجة الحاملة غائب على الإطلاق

تعديل التردد،عندما ، تحت تأثير إشارات التعديل (بتات المعلومات المرسلة) ، يتغير تردد الموجة الحاملة للتذبذبات الجيبية فقط: على سبيل المثال ، عند إرسال الصفر ، يكون منخفضًا ؛

تعديل المرحلة ،عندما ، وفقًا لتسلسل بتات المعلومات المرسلة ، يتغير طور ناقل التذبذبات الجيبية فقط: عند التبديل من الإشارة 1 إلى الإشارة 0 أو العكس ، تتغير المرحلة بمقدار 180 درجة.

يحول مودم الإرسال (يعدل) إشارة الموجة الجيبية الحاملة (السعة أو التردد أو الطور) بحيث يمكنها حمل إشارة التعديل ، أي البيانات الرقمية من جهاز كمبيوتر أو محطة طرفية. يتم إجراء التحويل العكسي (الاستخلاص) بواسطة مودم الاستقبال. وفقًا لطريقة التشكيل المطبقة ، تتميز أجهزة المودم بتشكيل الاتساع والتردد والطور. الأكثر انتشارًا هي تعديلات التردد والسعة.

الترميز الرقمييتم تنفيذ البيانات الرقمية مباشرة عن طريق تغيير مستويات الإشارات التي تحمل المعلومات.

على سبيل المثال ، إذا تم تمثيل البيانات الرقمية في الكمبيوتر بإشارات مستويات 5 فولت للرمز 1 و 0.2 فولت للرمز 0 ، فعند نقل هذه البيانات إلى خط الاتصال ، يتم تحويل مستويات الإشارة إلى + 12V و -12V ، على التوالي . يتم تنفيذ هذا الترميز ، على وجه الخصوص ، باستخدام المحولات التسلسلية غير المتزامنة RS-232-C عند نقل البيانات الرقمية من كمبيوتر إلى آخر عبر مسافات قصيرة (عشرات ومئات الأمتار).

تزامن عناصر TCS.التزامن هو جزء من بروتوكول الاتصال. في عملية تزامن الاتصالات ، يتم ضمان التشغيل المتزامن لجهاز الاستقبال وجهاز الإرسال ، حيث يقوم المستقبِل بأخذ عينات بتات المعلومات الواردة (أي مستوى الإشارة في خط الاتصال) يتم قياسها بدقة في لحظات وصولها. تعمل إشارات التزامن على ضبط جهاز الاستقبال على الرسالة المرسلة حتى قبل وصولها ؛ وتحافظ على مزامنة جهاز الاستقبال مع بتات البيانات الواردة.

اعتمادًا على طرق حل مشكلة المزامنة ، هناك نقل متزامن ونقل غير متزامن ونقل ضبط تلقائي.

انتقال متزامنيختلف في وجود خط اتصال إضافي (باستثناء الخط الرئيسي ، الذي يتم من خلاله نقل البيانات) لنقل نبضات التزامن (SI) لتردد ثابت. كل SI يضبط جهاز الاستقبال. يتم تسليم بتات البيانات إلى خط الاتصال بواسطة المرسل وأخذ عينات من إشارات المعلومات بواسطة المستقبل في لحظات ظهور SI. في الإرسال المتزامن ، يتم إجراء المزامنة بشكل موثوق للغاية ، ولكن هذا يأتي بسعر مرتفع - الحاجة إلى خط اتصال إضافي.

انتقال غير متزامنلا يتطلب خط اتصال إضافي. يتم نقل البيانات في كتل صغيرة ثابتة الطول (عادةً بايت). يتحقق تزامن المستقبِل عن طريق إرسال بت إضافي قبل كل بايت مُرسَل - بت البداية ، وبعد البايت المُرسَل - بتة إضافية أخرى - بت توقف. يتم استخدام startbit للمزامنة. لا يمكن استخدام طريقة المزامنة هذه إلا في الأنظمة ذات معدلات البيانات المنخفضة.

ناقل الحركة الضبط التلقائي ،كما أنه لا يتطلب خط اتصال إضافي ، فهو يستخدم في أنظمة نقل البيانات الحديثة عالية السرعة. يتم تحقيق المزامنة باستخدام رموز المزامنة الذاتية(كورونا). إن تشفير البيانات المرسلة باستخدام SC هو ضمان التغييرات (الانتقالات) المنتظمة والمتكررة في مستويات الإشارة في القناة. يتم استخدام كل انتقال لمستوى الإشارة من أعلى إلى منخفض أو العكس لتقليص جهاز الاستقبال. تعتبر أفضلها تلك التي تضمن انتقال مستوى الإشارة مرة واحدة على الأقل خلال الفترة الزمنية المطلوبة لتلقي بتة معلومات واحدة. كلما زاد تواتر انتقالات مستوى الإشارة ، زادت موثوقية تزامن المستقبِل وزادت الثقة في التعرف على بتات البيانات المستقبلة.

الأكثر شيوعًا هي رموز التوقيت الذاتي التالية:

رمز NRZ (رمز عدم الرجوع إلى الصفر) ؛

كود RZ (العودة إلى كود الصفر) ؛

كود مانشستر

كود ثنائي القطب مع انعكاس المستوى بالتناوب (مثل رمز AMI).

أرز.مخططات تشفير الرسائل باستخدام أكواد التزامن الذاتي

في التين. يتم تقديم مخططات تشفير الرسالة 0101100 باستخدام رموز CK هذه.

لتوصيف المملكة المتحدة وتقييمها بشكل مقارن ، يتم استخدام ما يلي المؤشرات:

مستوى (جودة) التزامن ؛

الموثوقية (الثقة) في التعرف على أجزاء المعلومات المتلقاة واختيارها ؛

معدل التغيير المطلوب في مستوى الإشارة في خط الاتصال عند استخدام SC ، إذا تم تحديد سعة الخط ؛

مدى تعقيد (وبالتالي تكلفة) المعدات التي تنفذ IC.

شبكات الاتصالات الرقمية (DSS).في السنوات الأخيرة ، أصبحت شبكات الاتصالات الرقمية التي تستخدم التكنولوجيا الرقمية منتشرة بشكل متزايد في أجهزة التلفاز.

أسباب انتشار التكنولوجيا الرقمية في الشبكات:

يتم تصنيع الأجهزة الرقمية المستخدمة في DCS على أساس دوائر متكاملة للغاية ؛ مقارنة مع الأجهزة التناظريةتتميز بموثوقية كبيرة واستقرار في التشغيل ، بالإضافة إلى ذلك ، في الإنتاج والتشغيل ، كقاعدة عامة ، فهي أرخص ؛

يمكن استخدام التكنولوجيا الرقمية لنقل أي معلومات عبر قناة واحدة (الإشارات الصوتية ، وبيانات الفيديو التلفزيوني ، وبيانات الفاكس) ؛

تتغلب التقنيات الرقمية على العديد من قيود النقل والتخزين المتأصلة في التقنيات التناظرية.

في DSN ، عند إرسال المعلومات ، يتم تحويل الإشارة التناظرية إلى سلسلة من القيم الرقمية ، وعند الاستلام ، يتم إجراء التحويل العكسي.

تظهر الإشارة التناظرية كتغير ثابت في السعة بمرور الوقت. على سبيل المثال ، عند التحدث في الهاتف ، الذي يعمل كمحول صوتي إلى كهربائي ، يتم تحويل الاهتزازات الميكانيكية في الهواء (الضغط المرتفع والمنخفض بالتناوب) إلى إشارة كهربائية بنفس مغلف السعة. ومع ذلك ، فإن النقل المباشر للإشارة الكهربائية التناظرية عبر خط الهاتف يرتبط بعدد من العيوب: تشويه الإشارة بسبب عدم خطيته ، والذي يزداد بواسطة مكبرات الصوت ، وتوهين الإشارة أثناء الإرسال عبر الوسيط ، والتعرض لتأثير الضوضاء في القناة ، إلخ.

في CSS ، يمكن التغلب على هذه العيوب. هنا ، يتم تمثيل شكل الإشارة التناظرية في شكل صور رقمية (ثنائية) ، قيم رقمية تمثل القيم المقابلة لسعة الغلاف للتذبذبات الجيبية عند نقاط عند مستويات منفصلة. تخضع الإشارات الرقمية أيضًا للتوهين والضوضاء أثناء مرورها عبر القناة ، ومع ذلك ، عند نقطة الاستقبال ، من الضروري ملاحظة وجود أو عدم وجود نبضة رقمية ثنائية فقط ، وليس قيمتها المطلقة ، وهو أمر مهم في الحالة من إشارة تناظرية. لذلك، الإشارات الرقميةيتم قبولها بشكل أكثر موثوقية ، ويمكن استعادتها بالكامل قبل أن تنخفض إلى ما دون قيمة العتبة بسبب التوهين.

يتم تحويل الإشارات التناظرية إلى رقمية بطرق مختلفة. واحد منهم - تعديل رمز النبض(PCM) ، تم اقتراحه في عام 1938 من قبل A.Kh. ريفز (الولايات المتحدة الأمريكية). مع PCM ، تتضمن عملية التحويل ثلاث خطوات: العرض ، والتكمية ، والتشفير (الشكل 12.2).

أرز. 12.2.تحويل الإشارة التناظرية إلى كود رقمي مكون من 8 عناصر

المرحلة الأولى (عرض)على أساس نظرية رسم الخرائط نيكويست. المبدأ الأساسي لهذه النظريات هو: "إذا تم عرض إشارة تناظرية على فاصل زمني منتظم بتردد لا يقل عن ضعف الحد الأقصى لتردد الإشارة الأصلية في القناة ، فستحتوي الشاشة على معلومات كافية لاستعادة الإشارة الأصلية. " عند إرسال الإشارات الصوتية (الكلام) ، تشغل الإشارات الكهربائية التي تمثلها في قناة الهاتف نطاقًا تردديًا من 300 إلى 3300 هرتز. لذلك ، تبنى DSN تردد عرض يبلغ 8000 مرة في الثانية. يتم تخزين التعيينات ، التي تسمى كل منها إشارة تعديل سعة النبض (IAM) ، ثم تحويلها إلى صور ثنائية.

في مرحلة التكميميتم تخصيص قيمة كمية لكل إشارة IAM تقابل أقرب مستوى تكميم. و DSS ينقسم النطاق الكامل للتغييرات في اتساع إشارات IAM إلى 128 أو 256 مستوى من التكميم. كلما زادت مستويات التكميم ، زادت دقة تمثيل اتساع إشارة IAM بالمستوى الكمي.

في مرحلة الترميزيتم تعيين رمز ثنائي مكون من 7 بتات (إذا كان عدد مستويات التكميم 128) أو 8 بتات (مع 256 خطوة تكمية) لكل رسم خرائط كمي. في التين. يوضح الشكل 12.2 إشارات رمز ثنائي مكون من 8 عناصر 00101011 ، يتوافق مع إشارة كمية بمستوى 43. عند التشفير باستخدام رموز مكونة من 7 عناصر ، يجب أن يكون معدل نقل البيانات عبر القناة 56 كيلوبت / ثانية (هذا هو المنتج من تردد العرض وعرض البت للشفرة الثنائية) ، وعند ترميز رموز العناصر المكونة من 8 عناصر - 64 كيلوبت في الثانية.

في DSNs الحديثة ، يتم استخدام مفهوم آخر لتحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية ، حيث لا يتم تكميم إشارات IAM نفسها ثم تشفيرها ، ولكن فقط تغييراتها ، ويفترض أن يكون عدد مستويات التكميم هو نفسه. من الواضح أن هذا المفهوم يسمح بتحويل الإشارات بدقة أكبر.

شبكات اتصالات الأقمار الصناعية.تسبب ظهور شبكات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية في نفس الثورة في نقل المعلومات مثل اختراع الهاتف.

تم إطلاق أول قمر صناعي للاتصالات في عام 1958 ، وتم إطلاق أول قمر صناعي للاتصالات التجارية في عام 1965 (كلاهما في الولايات المتحدة). كانت هذه الأقمار الصناعية سلبية ، وبدأ تركيب أجهزة الإرسال والاستقبال لاحقًا على الأقمار الصناعية.

تستخدم الطرق التالية للتحكم في نقل البيانات بين القمر الصناعي والأرض RTS:

1. تعدد الإرسال التقليدي -مع تقسيم الترددوتقسيم الوقت. في الحالة الأولى ، يتم تقسيم طيف التردد الكامل للقناة الراديوية إلى قنوات فرعية ، يتم توزيعها بين المستخدمين لإرسال أي جدول زمني.

تكاليف هذه الطريقة: مع النقل غير المنتظم ، يتم استخدام القنوات الفرعية بطريقة غير منطقية ؛ يتم استخدام جزء كبير من عرض النطاق الترددي للقناة الأصلي كمقسم لمنع القنوات الفرعية من التداخل مع بعضها البعض. في الحالة الثانية ، يتم تقسيم النطاق الزمني بالكامل بين المستخدمين ، الذين يتخلصون ، وفقًا لتقديرهم الخاص ، من الشرائح الزمنية المتوفرة (الفواصل الزمنية). من الممكن أيضًا أن تكون القناة خاملة بسبب استخدامها غير المنتظم.

2. الانضباط المعتاد "الابتدائية / الثانوية" معباستخدام طرق وأدوات المسح / الاختيار. باعتبارها الهيئة الأساسية التي تنفذ هذا الانضباط للتحكم في الاتصالات الساتلية ، يتم استخدام أحد RTS الأرضية في كثير من الأحيان ، وفي كثير من الأحيان - قمر صناعي. تستغرق دورة الاقتراع والاختيار قدرًا كبيرًا من الوقت ، خاصةً إذا كان هناك عدد كبير من المتحدثين في الشبكة. لذلك ، قد يكون وقت الاستجابة لطلب المستخدم غير مقبول بالنسبة له.

3. الانضباط من نوع الإدارة "الابتدائية / الثانوية"بدون الاقتراع ، مع تنفيذ طريقة الوصول المتعدد مع تقطيع الوقت (TDMA).هنا يتم تعيين الفتحات إلى RTS الأساسي يسمى المرجعي.تستجيب المحطة المرجعية ، التي تستقبل الطلبات من PTSs أخرى ، بناءً على طبيعة الحركة وانشغال القناة ، لهذه الطلبات من خلال تخصيص فترات زمنية محددة للمحطات من أجل أرتال الإرسال. تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في شبكات الأقمار الصناعية التجارية.

4. تخصصات إدارة الند للند.تتميز بحقيقة أن لجميع المستخدمين حق متساوٍ في الوصول إلى القناة وهناك تنافس بينهم على القناة. في أوائل السبعينيات ، اقترح إن. أبرامسون من جامعة هاواي طريقة للمنافسة الفعالة لقناة بين المستخدمين غير المنسقين ، تسمى نظام ALOHA. هناك العديد من المتغيرات لهذا النظام: نظام يطبق طريقة الوصول العشوائي (عشوائي ALOHA) ؛ نظام فتحة الأولوية من نظير إلى نظير (فتحة ALOHA) ، إلخ.

ل المزايا الرئيسيةتشمل شبكات اتصالات الأقمار الصناعية ما يلي:

إنتاجية عالية بسبب تشغيل الأقمار الصناعية في نطاق واسع من ترددات جيجاهيرتز. يمكن للقمر الصناعي أن يدعم عدة آلاف من قنوات الاتصال الصوتي. على سبيل المثال ، يحتوي أحد الأقمار الصناعية التجارية المستخدمة حاليًا على 10 أجهزة إرسال ، يمكن لكل منها إرسال 48 ميجا بايت في الثانية ؛

توفير الاتصال بين المحطات المتواجدة على مسافات بعيدة جداً والقدرة على خدمة المشتركين في أصعب النقاط التي يصعب الوصول إليها ؛

استقلالية تكلفة نقل المعلومات عن المسافة بين المشتركين المتفاعلين (تعتمد التكلفة على مدة الإرسال أو حجم الجدول الزمني المرسل) ؛

القدرة على بناء شبكة بدون أجهزة تبديل مطبقة ماديًا بسبب بث الاتصالات عبر الأقمار الصناعية. ترتبط هذه الفرصة بفوائد اقتصادية كبيرة يمكن الحصول عليها عند مقارنتها باستخدام شبكة تقليدية غير ساتلية قائمة على عدة خطوط فيزيائيةأجهزة الاتصالات والاتصالات.

عيوبشبكات اتصالات الأقمار الصناعية:

الحاجة إلى إنفاق المال والوقت لضمان سرية نقل البيانات ، لمنع إمكانية اعتراض البيانات من قبل المحطات "الأجنبية" ؛

وجود تأخير في استقبال إشارة الراديو من قبل محطة أرضية بسبب المسافات الكبيرة بين القمر الصناعي و RTS. يمكن أن يسبب هذا مشاكل تتعلق بتنفيذ بروتوكولات القناة ، فضلا عن وقت الاستجابة ؛

إمكانية التشويه المتبادل للإشارات الراديوية من المحطات الأرضية العاملة على الترددات المجاورة ؛

تعرض الإشارات الموجودة في قسمي الأرض والساتل والأرض لتأثير الظواهر الجوية المختلفة.

لحل المشاكل المتعلقة بتخصيص التردد في النطاقين 6/4 و 14/12 جيجاهرتز ووضع الأقمار الصناعية في المدار ، يلزم التعاون النشط للعديد من البلدان التي تستخدم تكنولوجيا الاتصالات عبر الأقمار الصناعية.

حسب الغرض ، يتم تجميع أنظمة الاتصالات على النحو التالي:

أنظمة البث التلفزيوني.

أنظمة الاتصال (بما في ذلك المكالمات الشخصية) ؛

شبكات الحاسب.

حسب نوع وسيلة نقل المعلومات المستخدمة:

كابل (نحاس تقليدي) ؛

الألياف البصرية

أساسى؛

الأقمار الصناعية.

عن طريق طريقة نقل المعلومات:

التناظرية؛

رقمي.

تنقسم أنظمة الاتصالات إلى:

ثابت (خطوط المشتركين التقليدية) ؛

متحرك.

تنقسم أنظمة الاتصالات المتنقلة وفقًا لمبدأ تغطية منطقة الخدمة:

ل microcellular - DECT ؛

خلوي - NMT-450 ، D-AMPS ، GSM ، CDMA ؛

الكابلات (الماكرو ، المنطقة) - TETRA ، SmarTrunk ؛

الأقمار الصناعية.

أنظمة البث التلفزيوني

تنقسم أنظمة البث التلفزيوني (TV) بطريقة توصيل الإشارة ومنطقة التغطية إلى:

شبكات استقبال التلفزيون

- "الكبل" (أنظمة استقبال التلفزيون الجماعي (SKTP)) ؛

تقنيات التوزيع اللاسلكي عالي السرعة لمعلومات الوسائط المتعددة MMDS و MVDS و LMDS ؛

الأقمار الصناعية.

أنظمة الاتصالات المتنقلة

تم تصميم أنظمة الاتصالات الخلوية المتنقلة (PCS) وشبكات الاتصال اللاسلكي الشخصية (PRN) وأنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية لنقل البيانات وتزويد الكائنات المحمولة والثابتة بالاتصالات الهاتفية. يعمل نقل البيانات إلى مشترك المحمول على توسيع قدراته بشكل كبير ، لأنه بالإضافة إلى الرسائل الهاتفية ، يمكنه استقبال رسائل التلكس والفاكس وأنواع مختلفة من المعلومات الرسومية ، إلخ. مرافق متنقلةالاتصالات اللاسلكية (أجهزة الاستدعاء ، الهواتف اللاسلكية الخلوية ، محطات المستخدم الساتلية).

الميزة الرئيسية لنظام MTS: تتيح الاتصالات المتنقلة للمشترك تلقي خدمات الاتصال في أي نقطة داخل مناطق تغطية الشبكات الأرضية أو شبكات الأقمار الصناعية ؛ بفضل التقدم في تكنولوجيا الاتصالات ، تم إنشاء محطات مشتركة عالمية صغيرة الحجم (AT). توفر SPS للمستهلكين فرصة الوصول إلى شبكة الهاتف العامة (PSTN) ، ونقل بيانات الكمبيوتر.

تشمل شبكات المحمول: شبكات المحمول الخلوية (SSMS) ؛ شبكات اتصالات الكابلات (STS) ؛ شبكات الاتصال اللاسلكي الشخصية (PRN) ؛ شبكات اتصالات الأقمار الصناعية (المحمولة) الشخصية.

شبكات المحمول الخلوية

من بين وسائل الاتصالات الحديثة ، فإن أسرع الشبكات تطوراً هي اتصالات الهاتف الراديوي الخلوية. مكن تنفيذها من حل مشكلة الاستخدام الاقتصادي لنطاق التردد اللاسلكي المخصص عن طريق إرسال الرسائل على نفس الترددات ، ولكن في مناطق (خلايا) مختلفة وزيادة الإنتاجيةشبكات الاتصالات. حصلوا على أسمائهم وفقًا للمبدأ الخلوي لتنظيم الاتصالات ، والذي بموجبه يتم تقسيم منطقة الخدمة إلى خلايا (خلايا).

نظام الاتصالات الخلوية معقد ومرن نظام تقني، مما يسمح بمجموعة متنوعة من خيارات التكوين ومجموعة من الوظائف التي يتم تنفيذها. يمكن أن يوفر نقل الكلام وأنواع أخرى من المعلومات. لنقل الكلام ، بدوره ، الاتصال الهاتفي العادي ثنائي الاتجاه ومتعدد الاتجاهات (اتصال المؤتمر - بمشاركة أكثر من مشتركين في محادثة في نفس الوقت) ، يمكن تنفيذ البريد الصوتي. عند تنظيم محادثة هاتفية عادية ، فإن أوضاع الاتصال التلقائي وانتظار المكالمات وإعادة توجيه المكالمات (مشروطة أو غير مشروطة) وما إلى ذلك ممكنة.

التقنيات الحديثةالسماح بتزويد مشتركي JCSS بجودة عالية من الرسائل الصوتية ، وموثوقية وسرية الاتصالات ، والهواتف الراديوية المصغرة ، والحماية من الوصول غير المصرح به.

شبكات الكابلات

تشبه شبكات التوصيل إلى حد ما الشبكات الخلوية: فهي أيضًا شبكات الهاتف المحمول الراديوي الأرضية التي توفر إمكانية تنقل المشتركين داخل منطقة خدمة كبيرة بدرجة كافية. يتمثل الاختلاف الرئيسي في أن STSs أبسط من حيث مبادئ التصميم وتزود المشتركين بمجموعة أصغر من الخدمات ، ولكنها بسبب ذلك أرخص من الخدمات الخلوية. تتمتع STS بسعة أقل بكثير من تلك الخلوية وتركز بشكل أساسي على الاتصالات المتنقلة الخاصة بالإدارات (الشركات). التطبيق الرئيسي لـ STS هو الاتصال المؤسسي (الرسمي ، والإداري) ، على سبيل المثال ، الاتصال التشغيلي لخدمة الإطفاء مع عدد المخارج (القنوات) "إلى المدينة" أقل بكثير من عدد المشتركين في النظام. المتطلبات الرئيسية لـ STS هي: توفير الاتصال في منطقة خدمة معينة ، بغض النظر عن موقع المشتركين في الهاتف المحمول ؛ إمكانية التفاعل بين المجموعات الفردية للمشتركين وتنظيم الاتصال الدائري ؛ كفاءة إدارة الاتصالات ، بما في ذلك على مختلف المستويات ؛ توفير الاتصال من خلال مراكز التحكم ؛ إمكانية إعطاء الأولوية لإنشاء قنوات اتصال ؛ انخفاض تكاليف الطاقة للمحطة المتنقلة ؛ سرية المحادثات.

اسم اتصالات الكابلاتيأتي من الجذع الإنجليزي (الجذع) ويعكس حقيقة أن جذع الاتصال في مثل هذا النظام يحتوي على عدة قنوات مادية (ترددية عادة) ، يمكن توفير كل منها لأي من المشتركين في النظام. تميز هذه الميزة STS عن أنظمة الاتصالات الراديوية ثنائية الاتجاه السابقة ، حيث أتيحت لكل مشترك فرصة الوصول إلى قناة واحدة فقط ، ولكن كان على الأخيرة أن تخدم عددًا من المشتركين بدورها. بالمقارنة مع هذه الأنظمة ، تتمتع STS بسعة (عرض نطاق) أعلى بكثير بنفس جودة مؤشرات الخدمة.

شبكات الاستدعاء

شبكات الاتصال اللاسلكي الشخصية (PRNs) أو شبكات الاستدعاء (المناداة - مكالمة) هي شبكات اتصالات محمولة أحادية الاتجاه تنقل الرسائل القصيرة من مركز النظام (من محطة استدعاء) إلى مستقبلات المشتركين المصغرة (أجهزة الاستدعاء).

توفر شبكات الاتصال اللاسلكي الشخصية خدمات من نوع مناسب ورخيص نسبيًا من الاتصالات المحمولة ، ولكن مع قيود كبيرة: اتصال أحادي الاتجاه ، ليس في الوقت الفعلي وفي شكل رسائل قصيرة فقط. تنتشر SPRs إلى حد كبير في العالم - بشكل عام ، من نفس ترتيب الشبكات الخلوية ، على الرغم من اختلاف انتشارها في البلدان المختلفة بشكل كبير.

شبكات المحمول الفضائية

إلى جانب SPS (الاتصال اللاسلكي الشخصي والخلوي) المتاح للجمهور بالفعل ، تتطور شبكات الاتصال عبر الأقمار الصناعية بشكل متزايد. المجالات التالية لتطبيق الاتصالات الساتلية المتنقلة ذات صلة:

توسع الشبكات الخلوية.

استخدام الاتصالات الساتلية في المناطق التي يكون فيها نشر ATP غير عملي ، على سبيل المثال ، بسبب الكثافة السكانية المنخفضة ؛

استخدام الاتصالات الساتلية بالإضافة إلى الاتصالات الخلوية الموجودة ، على سبيل المثال ، لضمان التجوال في حالة عدم توافق المعايير ، أو في أي حالات طارئة ؛

الاتصالات اللاسلكية الثابتة في المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة في غياب SPS والاتصالات السلكية ؛

عند نقل المعلومات على نطاق عالمي (مياه المحيط العالمي ، فواصل في البنية التحتية الأرضية ، إلخ).

على وجه الخصوص ، عند نقل المشترك خارج منطقة خدمة الشبكات الخلوية المحلية ، يلعب الاتصال عبر الأقمار الصناعية دورًا رئيسيًا ، لأنه لا يوجد لديه قيود على ربط المشترك بموقع معين. في العديد من مناطق العالم ، لا يمكن تلبية الطلب على الخدمات المتنقلة بشكل فعال إلا من خلال أنظمة الأقمار الصناعية.

شبكات الألياف الضوئية

إن خط اتصالات الألياف الضوئية (FOCL) هو نوع من أنظمة الإرسال يتم فيه نقل المعلومات من خلال موجهات الموجات الضوئية العازلة المعروفة باسم "الألياف الضوئية". شبكة الألياف الضوئية هي شبكة معلومات ، وعناصر التوصيل بين عقدها عبارة عن خطوط اتصال من الألياف الضوئية. تغطي تقنيات شبكات الألياف الضوئية ، بالإضافة إلى مشكلات الألياف الضوئية ، أيضًا القضايا المتعلقة بمعدات النقل الإلكترونية وتوحيدها وبروتوكولات الإرسال وقضايا طوبولوجيا الشبكة والقضايا العامة لبناء الشبكة.

مزايا FOCL:نطاق ترددي عريض ، توهين منخفض للإشارة الضوئية في الألياف ، ضوضاء منخفضة ، مناعة عالية للضوضاء ، وزن وحجم منخفض ، أمان عالي ضد الوصول غير المصرح به ، عزل كلفاني لعناصر الشبكة ، سلامة الانفجار والحريق ، فعالية تكلفة كابلات الألياف الضوئية (FOC) ، عملية التحمل ، مصدر الطاقة عن بعد.

عيوب FOCL:تكلفة معدات الواجهة (لا يزال سعر أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية مرتفعًا جدًا) ، وتركيب وصيانة الخطوط الضوئية (تظل تكلفة تركيب واختبار ودعم خطوط اتصالات الألياف الضوئية مرتفعة أيضًا) ، ومتطلبات الألياف الخاصة الحماية.

تعتبر مزايا استخدام خطوط الاتصال بالألياف الضوئية مهمة جدًا لدرجة أنه على الرغم من عيوب الألياف الضوئية المذكورة ، فإن الاحتمالات الإضافية لتطوير تكنولوجيا اتصالات الألياف الضوئية في شبكات المعلومات أكثر من واضحة.

تمثل شبكات الاتصالات أكثر المعدات تطوراً في العالم. على المرء فقط أن يفكر في شبكة الهاتف ، التي تضم أكثر من 2 مليار ثابت و الهواتف المحمولةمع وصول عالمي. عندما يقوم أحد هذه الهواتف بتقديم طلب ، تكون شبكة الهاتف قادرة على الاتصال بأي هاتف آخر في العالم. بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط العديد من الشبكات الأخرى بشبكة الهاتف. يشير هذا إلى أن تعقيد شبكة الاتصالات العالمية يتجاوز تعقيد أي نظام آخر في العالم.

لخدمات الاتصالات تأثير كبير على تنمية المجتمع العالمي. إذا عرفنا كثافة الهاتف في بلد ما ، فيمكننا حينئذٍ تقدير مستوى تطورها التقني والاقتصادي. في البلدان المتخلفة ، لا تتجاوز كثافة الهواتف الثابتة (الثابتة) 10 هواتف لكل 1000 نسمة ؛ في البلدان المتقدمة ، مثل أمريكا الشمالية وأوروبا ، هناك ما يقرب من 500 إلى 600 هاتف لكل 1000 نسمة. التنمية الاقتصادية والثقافيةتعتمد البلدان النامية (بالإضافة إلى العديد من العوامل الأخرى) على توافر خدمات اتصالات فعالة. شبكة المنطقة المحلية (LAN) التي يتصل بها جهاز الكمبيوتر الخاص بنا متصلة بشبكات LAN الخاصة بالمواقع الأخرى الموجودة في جميع أنحاء جامعتنا. هذا ضروري للتعاون الفعال بين الإدارات المختلفة. نتواصل يوميًا مع الأشخاص في المؤسسات الأخرى عبر البريد الإلكتروني والهواتف والفاكس والهواتف المحمولة. يحدث هذا على نطاق الشركات والوطني والدولي.

مسرحية الاتصالات السلكية واللاسلكية دور أساسي في العديد من المجالات الحياة اليومية ... لا يستخدم كل منا يوميًا خدمات الاتصالات فحسب ، بل يستخدم أيضًا الخدمات التي تعتمد على الاتصالات. فيما يلي بعض الأمثلة على الخدمات التي تعتمد على الاتصالات: المصرفية ، وأجهزة الصراف الآلي ، التجارة الإلكترونية؛ الطيران والسكك الحديدية وحجز التذاكر ؛ المبيعات والبيع بالجملة ومعالجة الطلبات ؛ المدفوعات عن طريق بطاقات الائتمان في المتاجر ؛ حجز غرف الفنادق من قبل وكالات السفر ؛ شراء المواد حسب الصناعة ؛ العمليات الحكومية.

أسئلة المراقبة:

1. مفهوم الشبكة. ما هي إمكانيات الشبكة؟

2. في أي سنة ظهرت الشبكة الأولى ، ماذا سميت وأين؟

3. ما هي المكونات الرئيسية للشبكة.

4. ضع قائمة بمؤشرات شبكات الحاسوب.

5. وصف مستويات النموذج المرجعي لقابلية التشغيل البيني للأنظمة المفتوحة.

6. أعط تعريفات لمفاهيم "البروتوكول" و "الواجهة" و "الشفافية" و "نظام تشغيل الشبكة".

7. ما المكونات تشمل دعم فنيشبكات الحاسب؟ صفهم.

8. قم بتسمية أنواع الشبكات.

9. أعط تصنيف الشبكات.

10. وصف فوائد شبكات المنطقة المحلية.

11. وصف مكونات الأجهزة الرئيسية للشبكة المحلية.

12. كيف يختلف نموذج خادم الملفات ونموذج خادم العميل عن بعضهما البعض؟

13. وصف الكابلات المستخدمة في معظم الشبكات.

14. ما هي التقنيات المستخدمة لإرسال الإشارات المشفرة عبر الكابل؟

15. ما هو جهاز الإرسال والاستقبال؟ لما هذا؟

16. ما هي مزايا وأنواع الشبكات اللاسلكية.

17. وصف طرق الوصول إلى الشبكة المحلية

18. اعرض مفهوم نظام الاتصالات.

19. قائمة أنواع أنظمة الاتصالات السلكية واللاسلكية.

20. وصف شبكات المحمول.

الموضوع 9. شبكة الإنترنت

ما هي الاتصالات؟

الاتصالات هي نقل الإشارات أو الإشارات أو الرسائل أو النصوص المكتوبة أو الصور أو الأصوات أو المعلومات من أي نوع عن طريق الأنظمة السلكية أو الراديوية الضوئية أو غيرها من الأنظمة الكهرومغناطيسية. تحدث الاتصالات عند استخدام التقنيات لتبادل المعلومات بين المشاركين في الاتصال. يحدث النقل إما كهربائيًا عبر وسائط مادية مثل الكابلات أو باستخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي. غالبًا ما يتم تقسيم مسارات الإرسال المماثلة إلى قنوات اتصال ، والتي تتميز بميزة تعدد الإرسال. غالبًا ما يستخدم المصطلح في صيغة الجمع ، الاتصالات السلكية واللاسلكية ، لأنه يشمل العديد من التقنيات المختلفة.

تضمنت الوسائل المبكرة للاتصال عن بعد الإشارات المرئية مثل الإشارات وإشارات الدخان والتلغراف السمافور وأعلام الإشارة والرسوم الهليوغرافية الضوئية. الأشكال الأخرى من الاتصالات بعيدة المدى المستخدمة في الماضي هي الرسائل المسموعة مثل دقات الطبول المشفرة والأبواق والصفارات العالية. تستخدم تقنيات الاتصالات بعيدة المدى في القرنين العشرين والحادي والعشرين عادةً التقنيات الكهربائية والكهرومغناطيسية مثل التلغراف والهاتف و TTY واتصالات الشبكة والراديو ونقل الميكروويف وخطوط الألياف البصرية وأقمار الاتصالات.

حدثت الثورة اللاسلكية في العقد الأول من القرن العشرين بفضل العمل الرائد في الاتصالات الراديوية من قبل Guglielmo Marconi ، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1909. من أوائل المخترعين والمطورين البارزين الآخرين في مجال الاتصالات الكهربائية والإلكترونية تشارلز ويتستون وصمويل مورس (مخترع التلغراف) وألكسندر جراهام بيل (مخترع الهاتف) وإدوين أرمسترونج ولي دي فورست (مخترعي الراديو) ، مثل وكذلك فلاديمير زوريكين وجون لوجي بيرد وفيلو فارنسورث (مخترعو ومصممي التلفزيون).

أصل الاسم "اتصالات"

كلمة "اتصالات" هي مزيج من البادئة اليونانية tele- (τηλε-) ، والتي تعني "بعيد" أو "من بعيد" واللاتينية - "تواصل" - "للمشاركة" ، "للاتصال". تم استعارة استخدامه الحديث من الفرنسية لأنه استخدم بهذا المعنى عام 1904 من قبل المهندس والروائي الفرنسي إدوارد إستونييه. دخلت كلمة "اتصال" اللغة الإنجليزية في نهاية القرن الرابع عشر. إنه يأتي من "comunicación" الفرنسية القديمة ، والتي بدورها تأتي من "communicationem" اللاتيني (في الحالة الاسمية "connectatio") ، الاسم من قاعدة النعت الماضي "Communicare" - "to divide" ، "لتقسيم"؛ "التواصل" ، "الإرسال" ، "التقرير" ؛ "انضم" ، "اتحدوا" ، "اجعل مشتركًا" من "مجتمع" - مشترك.

تاريخ تطور الاتصالات

المنارات والحمام

في العصور الوسطى ، شاع استخدام أبراج الإشارة في المرتفعات كوسيلة لنقل الإشارة. كان لدارات الإشارة هذه عيب كونها قادرة على نقل جزء واحد فقط من المعلومات ، لذلك يجب الاتفاق مسبقًا على معنى رسالة مثل "رؤية العدو". أحد الأمثلة الشهيرة على استخدامها كان خلال الأرمادا الإسبانية ، عندما نقلت سلسلة من أبراج الإشارة (المنارات) الإشارة من بليموث إلى لندن.

في عام 1792 ، بنى تشاب ، وهو مهندس فرنسي ، أول نظام للتلغراف البصري الثابت (أو خط السيمافور) بين ليل وباريس. ومع ذلك ، كانت السمافور بحاجة إلى مشغلين مهرة وأبراج باهظة الثمن ، موضوعة على مسافات تتراوح من عشرة إلى ثلاثين كيلومترًا. نتيجة للمنافسة من التلغراف الكهربائي ، توقف آخر خط إشارة تجاري عن العمل في عام 1880.

تم استخدام الحمام أحيانًا كناقل بريد في ثقافات مختلفة عبر تاريخ البشرية. يُعتقد أن بريد الحمام قد نشأ مع الفرس واستخدمه الرومان كمساعدات. يذكر موقع Frontinois استخدام يوليوس قيصر للحمام الزاجل كرسل في غزو بلاد الغال. كما نقل اليونانيون أسماء الفائزين في الألعاب الأولمبية إلى مدن مختلفة عن طريق الحمام الزاجل. في بداية القرن التاسع عشر ، استخدمت الحكومة الهولندية هذا النظام البريديفي جزر جاوة وسومطرة. وفي عام 1849 ، نظم بول جوليوس رويتر بريدًا الحمامي لتسليم معلومات المخزون بين آخن وبروكسل ، والتي استمرت لمدة عام حتى ظهرت الاتصالات التلغراف بين هذه المدن.

برقية وهاتف

اخترع السير تشارلز ويتستون والسير ويليام فوثرجيل كوك التلغراف الكهربائي في عام 1837. ويعتقد أيضًا أن أول تلغراف كهربائي تجاري تم بناؤه بواسطة ويتستون وكوك وافتتح في 9 أبريل 1839. رأى كلا المخترعين أجهزتهما على أنها "تحسين على التلغراف الكهرومغناطيسي (الموجود بالفعل في ذلك الوقت)" ، وليس كجهاز جديد.

طور صامويل مورس بشكل مستقل نسخة من التلغراف الكهربائي المعروض في 2 سبتمبر 1837. كان الرمز الذي طوره خطوة مهمة إلى الأمام على طريقة إشارة ويتستون. تم وضع أول كابل تلغراف عبر المحيط الأطلسي بنجاح في 27 يوليو 1866 ، مما سمح لأول مرة بنقل البيانات عبر المحيط الأطلسي.

اخترع ألكسندر بيل وإليشا جراي الهاتف التقليدي بشكل مستقل في عام 1876. كان أنطونيو ميوتشي هو مخترع الجهاز الأول الذي سمح بالانتقال الكهربائي للصوت عبر خط منذ عام 1849. ومع ذلك ، كان جهاز Meucci ذا قيمة عملية قليلة لأنه يعتمد على تأثير كهربائي وبالتالي يتطلب وضع جهاز الاستقبال في فم المستخدمين من أجل "سماع" ما يقال. ظهرت أولى خدمات الهاتف التجارية في عامي 1878 و 1879 على جانبي المحيط الأطلسي في مدينتي نيو هافن ولندن.

في عام 1832 ، عرض جيمس ليندسي جلسة تلغراف لاسلكي لطلابه في الفصل. بحلول عام 1854 ، كان قادرًا على إثبات انتقال العدوى عبر فيرث أوف تاي من دندي إلى وودهافن ، اسكتلندا ، على بعد ميلين (3 كم) ، باستخدام الماء كوسيط نقل. في ديسمبر 1901 ، أنشأ Guglielmo Marconi رابطًا لاسلكيًا بين سانت جونز ونيوفاوندلاند وكندا وبولدهو ، كورنوال ، إنجلترا ، وحصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1909 (التي شاركها مع كارل براون). على الرغم من أن الاتصالات الراديوية قصيرة المدى قد عُرضت بالفعل في عام 1893 من قبل نيكولا تيسلا أمام الجمعية الوطنية للضوء الكهربائي.

في 25 مارس 1925 ، تمكن جون لوجي بيرد من إظهار نقل الصور المتحركة في متجر سيلفريدجز في لندن. اعتمد جهاز بيرد على قرص Nipkow وأصبح معروفًا بالتلفزيون الميكانيكي. شكلت الأساس للبث التجريبي الذي قدمته هيئة الإذاعة البريطانية في 30 سبتمبر 1929. ومع ذلك ، فإن معظم أجهزة التلفزيون في القرن العشرين كانت تعتمد على أنبوب أشعة الكاثود الذي اخترعه ك.براون. تم إنتاج المثال الأول لمثل هذا التلفزيون الواعد وعرضه على عائلته بواسطة Farnsworth في 7 سبتمبر 1927.

أجهزة الكمبيوتر والإنترنت

في 11 سبتمبر 1940 ، قدم جورج ستيبتز مشكلة لآلة حاسبة الأرقام المعقدة الخاصة به في نيويورك باستخدام آلة الطباعة عن بعد ، وتلقى في المقابل نتائج الحسابات في كلية دارتموث في نيو هامبشاير. ظل هذا التكوين لجهاز الكمبيوتر المركزي (PC) المزود بأطراف بسيطة بعيدة شائعًا في السبعينيات. ومع ذلك ، في الستينيات من القرن الماضي ، بدأ البحث في تبديل الحزم ، وهي تقنية ترسل رسالة قطعة قطعة إلى وجهتها بشكل غير متزامن دون المرور عبر جهاز كمبيوتر مركزي. كانت الشبكة المكونة من أربع عقد ، والتي تم إطلاقها في 5 ديسمبر 1969 ، هي النموذج الأولي لـ ARPANET ، والتي نمت إلى 213 عقدة بحلول عام 1981. اندمجت شبكة ARPANET في النهاية مع شبكات أخرى وولدت الإنترنت. في حين أن تطوير الإنترنت كان محور تركيز فريق عمل هندسة الإنترنت (IETF) ، الذي نشر سلسلة من مقترحات العمل ، وتطورات أخرى للشبكات مثل شبكة المنطقة المحلية (LAN) ، والإيثرنت (1983) ، والحلقة علامة البروتوكول (1984) حدثت في المختبرات الصناعية ...

تكنولوجيا المعلومات

تعتمد الاتصالات الحديثة على عدد من المفاهيم الأساسية التي مرت بمسار التطوير والتحسين التدريجي على مدى أكثر من مائة عام.

العناصر الأساسية للاتصالات

يمكن تقسيم تقنيات الاتصالات بشكل أساسي إلى طرق سلكية ولاسلكية. على الرغم من أن نظام الاتصالات الأساسي ، بشكل عام ، يتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية ، والتي تكون موجودة دائمًا بشكل أو بآخر:

جهاز إرسال يستقبل المعلومات ويحولها إلى إشارة.

وسيط إرسال ، يسمى أيضًا قناة مادية ، يحمل إشارة. مثال على ذلك هو "قناة الفضاء الحرة".

جهاز استقبال يتلقى إشارة من قناة ويحولها مرة أخرى إلى معلومات مفيدة لجهاز الاستقبال.

على سبيل المثال ، في محطة البث ، يكون مضخم الطاقة العالي لمحطة الراديو هو المرسل وهوائي الإرسال هو الواجهة بين مضخم الطاقة وقناة "الفضاء الحر". الفضاء الحر هو وسيط الإرسال وهوائي المستقبل هو السطح البيني بين "قناة الفضاء الحر" والمستقبل. ثم يتلقى جهاز الاستقبال اللاسلكي إشارة لاسلكية حيث يتم تحويلها من كهرباء إلى صوت يمكن للناس سماعه.

في بعض الأحيان توجد أنظمة اتصالات "دوبلكس" - أنظمة ذات اتصال ثنائي الاتجاه ، تجمع في صندوق واحد كلاً من المرسل والمستقبل ، أي أجهزة الإرسال والاستقبال. على سبيل المثال ، الهاتف الخلوي هو جهاز إرسال واستقبال. دائرة كهربائيةأجهزة الإرسال والاستقبال الإلكترونية داخل جهاز الإرسال والاستقبال مستقلة تمامًا عن بعضها البعض. يمكن تفسير ذلك بسهولة من خلال حقيقة أن أجهزة الإرسال اللاسلكية تحتوي على مضخمات طاقة تعمل بقدرة كهربائية تصل إلى بضعة واط أو كيلووات ، لكن أجهزة استقبال الراديو تتعامل مع إشارات الراديو التي تكون بترتيب بضع ميكرووات أو نانو واط. لذلك ، يجب تصميم أجهزة الإرسال والاستقبال وتوصيلها بعناية لعزل الجزء عالي الطاقة من الدائرة عن الجزء منخفض الطاقة بحيث لا يحدث أي تداخل.

يُطلق على الاتصالات عبر الخطوط الثابتة من نقطة إلى نقطة لأن الاتصال يكون بين جهاز إرسال وجهاز استقبال واحد. الاتصالات التي يتم إجراؤها عن طريق الإرسال اللاسلكي تسمى اتصالات البث لأنها تتم بين جهاز إرسال قوي واحد والعديد من أجهزة استقبال الراديو منخفضة الطاقة ولكنها حساسة.

الاتصالات السلكية واللاسلكية التي تم فيها تصميم أجهزة إرسال متعددة وأجهزة استقبال متعددة لمشاركة نفس القناة المادية تسمى أنظمة تعدد الإرسال. غالبًا ما تؤدي مشاركة القنوات المادية باستخدام مضاعفة الإرسال إلى توفير كبير جدًا في التكاليف. توجد أنظمة تعدد الإرسال في شبكات اتصالات ويتم تبديل الإشارات متعددة الإرسال بواسطة العقد مع محطة الاستقبال المطلوبة.

الاتصالات التناظرية والرقمية

يمكن إرسال إشارات الاتصال إما عن طريق الإشارات التناظرية أو الرقمية. هناك أنظمة اتصال تناظرية وأنظمة اتصالات رقمية. في النظام التناظري ، تتغير الإشارة باستمرار مع تغير المعلومات. في النظام الرقمي ، يتم ترميز المعلومات كمجموعة من القيم المنفصلة (على سبيل المثال ، مجموعة من الآحاد والأصفار). أثناء الانتشار والاستقبال ، تتدهور حتماً المعلومات الواردة في الإشارات التناظرية بسبب الضوضاء المادية غير المطلوبة. خرج جهاز الإرسال صامت تقريبًا. عادةً ، يمكن التعبير عن الضوضاء في نظام الاتصال على أنها إضافة أو طرح تداخل عشوائي من الإشارة المرغوبة. يسمى هذا النوع من الضوضاء بالضوضاء المضافة ، نظرًا لأن الضوضاء يمكن أن تكون سلبية أو موجبة في نقاط زمنية مختلفة. الضوضاء غير المضافة هي ضوضاء يصعب وصفها وتحليلها.

من ناحية أخرى ، إذا لم تتجاوز إضافة التأثير المزعج للضوضاء حدًا معينًا ، فلن يتم تشويه المعلومات الواردة في الإشارة الرقمية. تعد المناعة ضد الضوضاء ميزة أساسية للإشارات الرقمية على الإشارات التناظرية.

شبكات الاتصالات

شبكة الاتصالات هي مجموعة من أجهزة الإرسال والاستقبال وقنوات الاتصال التي تتبادل الرسائل. تحتوي بعض شبكات الاتصالات الرقمية على واحد أو أكثر من أجهزة التوجيه التي تعمل معًا لنقل المعلومات إلى المستخدم المحدد المقصود بها. تتكون شبكة الاتصالات التناظرية من مفتاح واحد أو أكثر يقوم بإنشاء اتصال بين مستخدمين أو أكثر. بالنسبة لكلا النوعين من الشبكات ، قد تكون هناك حاجة إلى مكررات لتضخيم الإشارة أو إعادة إنشائها عبر مسافات طويلة. هذا لمكافحة التوهين الذي يمكن أن يجعل الإشارة غير قابلة للتمييز عن الضوضاء. ميزة أخرى للأنظمة الرقمية على الأنظمة التناظرية هي أن قيمة إخراجها أسهل في التخزين في الذاكرة كحالتين للجهد (مرتفع ومنخفض) من القيم المتغيرة باستمرار على مدى مجموعة من الحالات.

قنوات الاتصال

مصطلح "قناة" له اثنان معان مختلفة... بمعنى ما ، القناة هي وسيط مادي يحمل إشارة بين المرسل والمستقبل. على سبيل المثال ، الغلاف الجوي للاتصالات الصوتية ، والألياف الضوئية لبعض أنواع الاتصالات الضوئية ، والكابلات المحورية للاتصالات باستخدام الفولتية والتيارات الكهربائية فيها ، ومساحة خالية للاتصالات باستخدام الضوء المرئي ، وموجات الأشعة تحت الحمراء ، والأشعة فوق البنفسجية ، وموجات الراديو. هذه القناة الأخيرة تسمى "قناة الفضاء الحرة". لا يعتمد انتقال الموجات الراديوية من مكان إلى آخر على وجود أو عدم وجود جو بينهما. تنتقل موجات الراديو عبر فراغ مثالي بنفس سهولة انتقالها عبر الهواء أو الضباب أو السحب أو أي وسط غازي آخر.

يُنظر إلى معنى آخر لمصطلح "القناة" في مجال الاتصالات ، بمعنى قناة الاتصال التي تعد جزءًا من وسيط الإرسال بحيث يمكن استخدام الوسيط بأكمله لنقل العديد من تدفقات البيانات في وقت واحد. على سبيل المثال ، يمكن لمحطة راديو واحدة بث موجات الراديو في مساحة خالية حوالي 94.5 ميجا هرتز (ميغا هرتز) ، بينما يمكن لمحطة راديو أخرى بث موجات الراديو في نفس الوقت حول 96.1 ميجا هرتز. سترسل كل محطة راديو موجات راديو عبر نطاق تردد يبلغ حوالي 180 كيلو هرتز (كيلو هرتز) ، تتمحور حول الترددات الموضحة أعلاه ، والتي تسمى "ترددات الموجة الحاملة". كل محطة في هذا المثال هي 200 كيلو هرتز بعيدًا عن المحطات المجاورة ، والفرق بين 200 كيلو هرتز و 180 كيلو هرتز (20 كيلو هرتز) هو تفاوت هندسي يأخذ في الاعتبار أوجه القصور في نظام الاتصالات.

في المثال أعلاه ، تم تقسيم "قناة الفضاء الحرة" إلى قنوات اتصال وفقًا للترددات ، وتم تخصيص نطاق تردد منفصل لكل قناة لإرسال موجات الراديو. يسمى هذا النظام الخاص بتقسيم الوسائط في القنوات وفقًا للتردد "تعدد إرسال بتقسيم التردد". مصطلح آخر لنفس المبدأ يسمى "تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي" ، وهو الأكثر استخدامًا في الاتصالات الضوئية حيث تشترك أجهزة إرسال متعددة في نفس الوسط المادي.

هناك طريقة أخرى لتقسيم وسيط الاتصال إلى قنوات وهي إعطاء كل مرسل مقدارًا متكررًا من الوقت ("فترة زمنية" ، على سبيل المثال ، 20 مللي ثانية من كل ثانية) والسماح لكل مرسل بإرسال الرسائل فقط خلال تلك الفترة الزمنية المخصصة لـ هذا المرسل. تسمى تقنية تقسيم الوسائط إلى قنوات اتصال تعدد الإرسال بتقسيم الوقت (TDM) وتستخدم في اتصالات الألياف البصرية ، وتستخدم بعض أنظمة الاتصالات الراديوية TDM داخل قناة FDM مخصصة لذلك ، تستخدم هذه الأنظمة مزيجًا من TDM و FDM.

تعديل

يسمى تشكيل إشارة لنقل المعلومات بالتشكيل. يمكن استخدام التعديل لتمثيل رسالة رقمية كإشارة تمثيلية. يشار إلى هذا النوع من التشكيل عادة باسم "keying" ، وهو مصطلح موروث من شفرة مورس في الاتصالات السلكية واللاسلكية وينقسم إلى العديد من تقنيات المفاتيح (وتشمل هذه مفاتيح إزاحة الطور ، وإدخال مفاتيح تحويل التردد ، وإدخال مفتاح إزاحة السعة). البلوتوث ، على سبيل المثال ، يستخدم مفتاح إزاحة الطور لتبادل المعلومات بين الأجهزة المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك معالجة تجمع بين التغييرات في الطور والسعة ، والتي تسمى (في لغة المجال) التربيعية Amplitude Shift Keying (QAM) ، وتستخدم في أنظمة الراديو الرقمية ذات النطاق الترددي العالي.

يمكن أيضًا استخدام التعديل لنقل إشارات تناظرية منخفضة التردد عند ترددات أعلى. هذا مفيد لأن الإشارات التناظرية ذات التردد المنخفض لا يمكن نقلها بكفاءة عبر المساحة الخالية. لذلك ، يجب تضمين المعلومات الواردة من إشارة التردد المنخفض التناظرية في إشارة التردد العالي (المعروفة باسم "الموجة الحاملة") قبل الإرسال. هناك العديد من مخططات التشكيل المختلفة المتاحة لتحقيق ذلك ، وأهم طريقتين للتشكيل هما تشكيل الاتساع (AM) وتشكيل التردد (FM). مثال على هذه العملية هو "تضمين" صوت DJ في موجة حاملة 96 ميجاهرتز باستخدام تعديل التردد (سيتم "التقاط الصوت" بواسطة الراديو على "96 FM"). بالإضافة إلى ذلك ، يتميز التشكيل بأنه يمكن أن يستخدم تعدد إرسال بتقسيم التردد (FDM).

الاتصالات في المجتمع

للاتصالات السلكية واللاسلكية تأثير اجتماعي وثقافي واقتصادي مهم على المجتمع الحديث. في عام 2008 ، بلغت الإيرادات في صناعة الاتصالات 4.7 تريليون دولار ، أو أقل بقليل من 3٪ من الناتج العالمي الإجمالي (بالسعر الرسمي).

تأثير تكنولوجيا المعلومات على الاقتصاد

الاقتصاد الجزئي

على مستوى الاقتصاد الجزئي ، استخدمت الشركات الاتصالات السلكية واللاسلكية لتطوير إمبراطوريات تجارية عالمية. هذا أمر طبيعي في حالة Amazon.com ، ولكن وفقًا للأكاديمي إدوارد لينيرت ، فقد استفاد حتى بائع التجزئة العادي في وول مارت من بنية تحتية أفضل للاتصالات مقارنة بالمنافسة. في المدن حول العالم ، يستخدم أصحاب المنازل هواتفهم لطلب وتنظيم مجموعة متنوعة من الخدمات المنزلية ، من توصيل البيتزا إلى فنيي الكهرباء. حتى في قطاعات المجتمع الفقيرة نسبيًا ، لوحظ استخدام الاتصالات لمصلحتهم الخاصة. في منطقة Narsingdi في بنغلاديش ، يستخدم القرويون المعزولون هاتف خليويلطلب البضائع مباشرة من تجار الجملة من أجل شراء البضائع بسعر أفضل. في كوت ديفوار ، يتتبع صانعو القهوة التغيرات التي تطرأ على أسعار القهوة بالساعة على هواتفهم المحمولة ويبيعونها بأفضل الأسعار.

الاقتصاد الكلي

على مستوى الاقتصاد الكلي ، اقترح لارس-هندريك رولر وليونارد ويفرما علاقة سببية بين البنية التحتية للاتصالات السلكية واللاسلكية الجيدة والنمو الاقتصادي. قليلون يجادلون في وجود علاقة متبادلة ، على الرغم من أن البعض يجادل بأنه من الخطأ اعتبار هذه العلاقة علاقة سببية.

مع الفوائد الاقتصادية لاستخدام بنية تحتية جيدة للاتصالات ، هناك قلق متزايد بشأن عدم المساواة في الوصول إلى خدمات الاتصالات حول العالم ، والتي تسمى الفجوة الرقمية. في عام 2003 ، أظهرت دراسة أجراها الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) أن حوالي ثلث الدول لديها أقل من هاتف محمول واحد لكل 20 شخصًا وأن ثلث الدول لديها أقل من هاتف أرضي واحد لكل 20 شخصًا. من حيث الوصول إلى الإنترنت ، ما يقرب من نصف جميع البلدان لديها أقل من اتصال إنترنت واحد لكل 20 شخصًا. بناءً على هذه المعلومات والبيانات المتعلقة بالتحصيل التعليمي ، وضع الاتحاد الدولي للاتصالات مؤشرًا يقيس القدرة العامة للمواطنين على الوصول إلى المعلومات و تكنولوجيات الاتصال... وفقًا لهذا المؤشر ، تحتل السويد والدنمارك وأيسلندا المراكز الثلاثة الأولى ، بينما تقع الدول الأفريقية مثل نيجيريا وبوركينا فاسو ومالي في أسفل هذا التصنيف.

دور الاتصالات في العالم الحديث

تلعب الاتصالات دورًا مهمًا في العلاقات العامة. في ضوء حقيقة أن هذه الأجهزة مثل الهاتف كانت في البداية ذات قيمة عملية (على سبيل المثال ، القدرة على إدارة الأعمال التجارية أو طلب الخدمات) ، لم يتم أخذ جانبها الاجتماعي في الاعتبار على الإطلاق. استمر هذا حتى أواخر عشرينيات القرن الماضي ، وفي الثلاثينيات من القرن الماضي ، أصبحت الجوانب الاجتماعية للجهاز موضوعًا مهمًا في الترويج للهواتف. جذبت العروض الترويجية الجديدة الآن مشاعر المستهلك ، حيث سلطت الضوء على أهمية المحادثة الاجتماعية والرغبة في البقاء على اتصال مع العائلة والأصدقاء.

منذ ذلك الحين ، أصبح الدور الذي تلعبه الاتصالات السلكية واللاسلكية في العلاقات العامة أكثر أهمية. في السنوات الأخيرة ، شعبية المواقع الشبكات الاجتماعيةارتفع بشكل حاد. تتيح هذه المواقع للمستخدمين التواصل مع بعضهم البعض ، بالإضافة إلى مشاركة الصور والأحداث والاطلاع على حالات المستخدمين الآخرين وملفاتهم الشخصية. يمكن أن تتضمن الملفات الشخصية العمر والاهتمامات والتفضيلات الجنسية وحالة العلاقة. وبالتالي ، يمكن لهذه المواقع أن تلعب دورًا مهمًا في كل شيء من تنظيم الحركات الاجتماعية إلى المغازلة.

قبل ظهور مواقع التواصل الاجتماعي ، كان للتقنيات مثل خدمة الرسائل القصيرة والهاتف تأثير كبير على التفاعل الاجتماعي. في عام 2000 ، ذكرت مجموعة أبحاث السوق Ipsos MORI أن 81٪ من المستخدمين الذين تتراوح أعمارهم بين 15 و 24 عامًا في المملكة المتحدة استخدموا الرسائل القصيرة للتنسيق علاقات عامةو 42٪ للمغازلة.

أهمية الاتصالات في حياة الإنسان

ثقافيا ، مكنت الاتصالات السلكية واللاسلكية المواطنين من الوصول إلى الموسيقى والأفلام. بمساعدة التلفزيون ، يمكن للأشخاص مشاهدة الأفلام التي لم يروها من قبل في منازلهم دون الحاجة إلى الذهاب إلى متجر الفيديو أو السينما. بمساعدة الراديو والإنترنت ، يمكن للأشخاص الاستماع إلى الموسيقى التي لم يسمعوا بها من قبل دون زيارة متجر الموسيقى.

لقد غيرت الاتصالات السلكية واللاسلكية أيضًا طريقة تلقي الأخبار. وفقًا لدراسة أجريت عام 2006 من قبل منظمة Pew Internet غير الربحية و American Life Project ، من بين ما يزيد قليلاً عن 3000 أمريكي شملهم الاستطلاع ، أشارت الغالبية إلى التلفزيون أو الراديو أو الصحف كمصدر للأخبار.

الاتصالات السلكية واللاسلكية أيضا كان لها تأثير كبير على الإعلان. ذكرت TNS Media Intelligence أنه في عام 2007 ، تم إنفاق 58٪ من الإنفاق الإعلاني في الولايات المتحدة على خدمات الاتصالات المعتمدة على الوسائط.

الاتحاد الدولي للاتصالات

أقرت العديد من البلدان تشريعات تتوافق مع متطلبات لوائح الاتصالات الدولية التي وضعها الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) ، وهو "وكالة الأمم المتحدة الرائدة لتقنيات المعلومات والاتصالات". في عام 1947 ، في أتلانتيك سيتي ، قرر مؤتمر الاتحاد الدولي للاتصالات "لمنح الحماية الدولية لجميع الترددات المسجلة في قائمة الترددات الدولية الجديدة والمستخدمة وفقًا للوائح الراديو." وفقًا للوائح الراديو الصادرة عن الاتحاد الدولي للاتصالات المعتمدة في أتلانتيك سيتي ، فإن جميع الترددات المشار إليها في تسجيل الترددات الدولي ، التي ينظر فيها المجلس و المسجلة في السجل الدولي للترددات "مؤهلة للحصول على الحماية الدولية من التداخل الضار."

من منظور عالمي ، تم سن النقاش السياسي والتشريعات المتعلقة بإدارة الاتصالات والبث. في تاريخ البث ، كانت هناك أيضًا مناقشات بشأن مساواة الاتصالات التقليدية مثل الطباعة ، الاتصالات الحديثةمثل البث. مع اندلاع الحرب العالمية الثانية ، كان هناك نمو هائل في البث الدعائي الدولي.استخدمت البلدان وحكوماتها والمتمردون والإرهابيون والميليشيات جميع الوسائل الممكنة للاتصالات والبث التلفزيوني والإذاعي من أجل ترويج دعايتها. بدأت الدعاية الوطنية للحركات السياسية والاستعمار في منتصف الثلاثينيات. في عام 1936 ، بثت هيئة الإذاعة البريطانية برامج دعائية في العالم العربي ، متناقضة جزئياً مع إذاعاتها الإذاعية المماثلة من إيطاليا ، التي كان لها أيضًا مصالح استعمارية في شمال إفريقيا.

غالبًا ما يستخدم المتمردون الحديثون ، مثل أولئك الذين قاتلوا في الحرب الأخيرة في العراق ، مكالمات هاتفية مخيفة ، ورسائل نصية قصيرة ، ونشر هجمات فيديو معقدة ضد قوات التحالف المشاركة في عملية مكافحة الإرهاب. وأضاف أن "المتمردين السنة لديهم حتى محطة التلفزيون الخاصة بهم ، الزوراء ، والتي رغم حظرها من قبل الحكومة العراقية ، تواصل البث من أربيل ، كردستان العراق ، حتى بعد تغيير استضافة القمر الصناعي عدة مرات تحت ضغط من التحالف".

وسائل الإعلام الحديثة

بيع معدات الاتصالات السلكية واللاسلكية

وفقًا للبيانات التي جمعتها Gartner Ars-teknika ، تم بيع معدات الاتصالات السلكية واللاسلكية الاستهلاكية الرئيسية في جميع أنحاء العالم بملايين الوحدات:

هاتف

في شبكة الهاتف ، يتصل مشترك واحد بمشترك آخر عن طريق مفاتيح تشغيل مختلفة بدالات الهاتف... تشكل المفاتيح اتصالًا كهربائيًا بين مستخدمين ويتم تحديد إعدادات هذه المفاتيح إلكترونيًا عندما يطلب المتصل الرقم. بمجرد إنشاء الاتصال ، يتم تحويل صوت المتصل إلى إشارة كهربائية باستخدام ميكروفون صغير في هاتف المتصل. يتم إرسال هذه الإشارة الكهربائية عبر الشبكة إلى المستخدم في الطرف الآخر ، حيث يتم تحويلها مرة أخرى إلى صوت مكبر صوت صغير في هاتف الطرف المتصل به.

هواتف الخطوط الأرضية في معظم المباني السكنية تناظرية ، أي أن صوت المتحدث يحدد بشكل مباشر جهد الإشارة. على الرغم من أنه يمكن التعامل مع المكالمات عبر مسافات قصيرة من طرف إلى طرف كإشارات تناظرية ، إلا أن مزودي خدمة الهاتف يتزايد تحويلهم من طرف إلى طرف للإشارات الواردة إلى إشارات رقمية للإرسال. تتمثل ميزة هذا النهج في أنه يمكن نقل بيانات الكلام الرقمية مع البيانات من الإنترنت ويمكن إعادة إنتاجها بالكامل عند الاتصال عبر مسافات طويلة (على عكس الإشارات التناظرية ، والتي ستشوه حتماً بالضوضاء).

كان للهواتف المحمولة تأثير كبير على شبكات الهاتف. عدد المشتركين في الهاتف المحمول يتجاوز حاليا عدد المشتركين في الخطوط الثابتة. بلغت مبيعات الهواتف المحمولة في عام 2005 816.6 مليون ، بالنظر إلى أن هذا الرقم مقسم بالتساوي تقريبًا بين أسواق آسيا / المحيط الهادئ (204 مليون) ، وأوروبا الغربية (164 مليون) ، CEBVA (أوروبا الوسطى ، الشرق الأوسط وأفريقيا) (153.5 مليون) ) وأمريكا الشمالية (148 مليون) وأمريكا اللاتينية (102 مليون). مع اشتراكات جديدة في السنوات الخمس منذ 1999 ، تفوقت أفريقيا على الأسواق الأخرى بنسبة نمو 58.2٪. على نحو متزايد ، يتم دعم هذه الهواتف من خلال الأنظمة التي يتم فيها إرسال الرسائل الصوتية في شكل رقمي ، مثل GSM أو W-CDMA ، ويتناقص عدد الأنظمة التناظرية ، مثل AMPS.

كما حدثت تغيرات جوهرية في الاتصالات الهاتفية بقيت وراء الكواليس. بدءًا من أنشطة TAT-8 في عام 1988 ، شهدت التسعينيات اعتمادًا واسع النطاق للأنظمة القائمة على الألياف. تتمثل ميزة اتصالات الألياف الضوئية في أنها توفر زيادات كبيرة في عرض النطاق الترددي. في الواقع ، كان TAT-8 قادرًا على دعم مكالمات هاتفية أكثر 10 مرات من الكبلات النحاسية الحديثة التي تم وضعها في ذلك الوقت ، وكابلات الألياف الضوئية الحديثة قادرة على دعم مكالمات هاتفية أكثر 25 مرة من دعم TAT-8. تعود هذه الزيادة في عرض النطاق الترددي إلى عدد من العوامل: أولاً ، الألياف الضوئية أصغر بكثير من التقنيات المنافسة. ثانيًا ، لا يعانون من الحديث المتبادل ، مما يعني أنه يمكن تجميع عدة مئات منهم بسهولة معًا في كابل واحد. أخيرًا ، أدت التحسينات في مضاعفة الإرسال إلى زيادة هائلة في إنتاجية الألياف الفردية.

تتواصل العديد من شبكات الألياف الضوئية اليوم باستخدام بروتوكول يُعرف باسم وضع النقل غير المتزامن (ATM). يسمح بروتوكول ATM بنقل البيانات المشتركة. إنه مناسب لشبكات الهاتف العامة المحولة لأنه ينشئ مسارًا للبيانات عبر الشبكة ويربط اتفاقية حركة المرور بهذا المسار. اتفاقية المرور هي في الأساس اتفاقية بين العميل والشبكة حول كيفية معالجة الشبكة للبيانات ؛ إذا لم تستطع الشبكة تلبية اتفاقية المرور ، فسيتم رفض الاتصال بهذه الشبكة. هذا مهم لأنه يجب ضمان الحفاظ على اتصالات الهاتف بمعدل بت ثابت بحيث يمكن نقل صوت المتصل بالكامل دون تأخير أو انقطاع. هناك منافسون لأجهزة ATM ، مثل Multi-Protocol Label Switching (MPLS) ، والتي تؤدي مهمة مماثلة ومن المتوقع أن تحل محل أجهزة الصراف الآلي في المستقبل.

الإذاعة والتلفزيون

في نظام البث ، يرسل برج البث المركزي عالي الطاقة موجة كهرومغناطيسية عالية التردد إلى أجهزة استقبال متعددة منخفضة الطاقة. يتم تشكيل الموجة عالية التردد التي يرسلها البرج بإشارة تحتوي على بصري أو معلومات سليمة... يتم ضبط المستقبل بدوره لاستقبال وتضخيم الموجة عالية التردد ، وباستخدام مزيل التشكيل ، يستخرج الإشارة التي تحتوي على معلومات مرئية أو سمعية. يمكن أن تكون إشارة البث إما تناظرية (تتغير الإشارة باستمرار مع المعلومات) أو رقمية (يتم تشفير المعلومات كمجموعة من القيم المنفصلة).

دخلت صناعة الإعلام المرئي والمسموع نقطة تحول حاسمة في تطورها مع الانتقال من البث التماثلي إلى البث الرقمي في العديد من البلدان. أصبحت هذه الخطوة ممكنة من خلال إنتاج دوائر متكاملة أرخص وأسرع وأكثر وظيفية. الميزة الرئيسية للإذاعة الرقمية هي أنها تلغي عددًا من العيوب التي تعتبر نموذجية لعمليات الإرسال التماثلية التقليدية. يتجلى ذلك في الصورة التلفزيونية من خلال القضاء على مشاكل مثل الصور الثلجية والظلال والتشوهات الأخرى. ويرجع ذلك إلى طبيعة الإرسال التناظري ، مما يعني أن التشويه الناتج عن الضوضاء سيكون ملحوظًا في النتيجة النهائية. يتغلب الإرسال الرقمي على هذه المشكلة ، حيث يتم استعادة الإشارات الرقمية إلى قيم منفصلة عند الاستلام ، وبالتالي لا تؤثر الاضطرابات الصغيرة على النتيجة النهائية. في مثال مبسط ، إذا تم إرسال الرسالة الثنائية 1011 مع اتساع الإشارات: ، والإشارات المستقبلة لها اتساع: ثم عند فك التشفير نحصل على الرسالة الثنائية 1011 - إعادة إنتاج مثالية لما تم إرساله. من هذا المثال ، يمكنك أن ترى مشكلة الإرسال الرقمي ، وهي أنه إذا كانت الضوضاء كبيرة بدرجة كافية ، فيمكنها تغيير الرسالة التي تم فك تشفيرها بشكل كبير. باستخدام تصحيح الخطأ الأمامي ، يمكن للمستقبل أن يصحح عدة أخطاء في البتات في الرسالة المستقبلة ، لكن الضوضاء الزائدة ستؤدي إلى نواتج غير مفهومة بشكل جيد وبالتالي تعطيل الإرسال.

في البث التلفزيوني الرقمي ، هناك ثلاثة معايير متنافسة من المحتمل أن يتم تبنيها في جميع أنحاء العالم. هذه معايير ATSC و DVB و ISDB. تستخدم المعايير الثلاثة MPEG-2 لضغط الفيديو. يستخدم ATSC Dolby Digital AC-3 لضغط الصوت ، ويستخدم ISDB ترميز صوتي متقدم (MPEG-2 الجزء 7) ولا يحتوي DVB على معيار لضغط الصوت ، ولكنه يستخدم عمومًا MPEG-1 Part 3 Layer 2. اختيار التعديل أيضًا يختلف من مخطط إلى مخطط. في البث الصوتي الرقمي ، تكون المعايير أكثر توحيدًا في جميع البلدان التي تختار اعتماد معيار البث الصوتي الرقمي (المعروف أيضًا باسم معيار Eureka 147). الاستثناء هو الولايات المتحدة ، التي اختارت راديو HD. يعتمد راديو HD ، بخلاف Eureka 147 ، على طريقة إرسال تُعرف باسم IBOC ، والتي تسمح بنقل المعلومات الرقمية عن طريق أجهزة الإرسال التناظرية التقليدية AM أو FM.

ومع ذلك ، على الرغم من توقع التحول "الرقمي" ، لا يزال التلفزيون التناظري يبث في معظم البلدان. استثناء هو الولايات المتحدة ، حيث توقف البث التلفزيوني التناظري (جميع محطات التلفزيون ذات الطاقة المنخفضة جدًا) منذ 12 يونيو 2009 بعد فترة سماح مزدوجة. في كينيا ، توقف البث التلفزيوني التماثلي أيضًا في ديسمبر 2014 ، بعد تأجيلات متعددة للتواريخ. بالنسبة للتلفزيون التناظري ، هناك ثلاثة معايير مستخدمة لبث التلفزيون الملون. وهي معروفة باسم PAL (تصميم ألماني) و NTSC (تصميم أمريكا الشمالية) و SECAM (تصميم فرنسي). من المهم أن نفهم أن هذه الأساليب لنقل التلفزيون الملون لا علاقة لها بمعايير التلفزيون بالأبيض والأسود ، والتي تختلف أيضًا من بلد إلى آخر. بالنسبة للراديو التناظري ، فإن الانتقال إلى الراديو الرقمي يعوقه حقيقة أن أجهزة الاستقبال التناظرية أرخص بكثير من أجهزة الاستقبال الرقمية. عادة ما يكون اختيار التشكيل للراديو التناظري بين تشكيلات الاتساع (AM) أو التردد (FM). لتحقيق إعادة إنتاج صوت مجسم ، يتم استخدام موجة حاملة فرعية معدلة الاتساع لنظام FM ستيريو.

إنترنت

الإنترنت عبارة عن شبكة عالمية من أجهزة الكمبيوتر وشبكات الكمبيوتر التي تتواصل مع بعضها البعض باستخدام بروتوكول الإنترنت. أي كمبيوتر على الإنترنت له عنوان IP فريد يمكن أن تستخدمه أجهزة الكمبيوتر الأخرى لتوجيه المعلومات إليه. لذلك ، يمكن لأي جهاز كمبيوتر على الإنترنت إرسال رسالة إلى أي جهاز كمبيوتر آخر باستخدام عنوان IP الخاص به. تحمل هذه الرسائل عنوان IP الخاص بجهاز الكمبيوتر المرسل ، مما يسمح بالاتصال ثنائي الاتجاه. الإنترنت هو تبادل الرسائل بين أجهزة الكمبيوتر.

تشير التقديرات إلى أن 51٪ من المعلومات المنقولة عبر شبكات الاتصالات ثنائية الاتجاه في عام 2000 قد تم نقلها عبر الإنترنت ، بينما تم نقل معظم الباقي (42٪) عبر هاتف أرضي. بحلول عام 2007 ، سيطرت الإنترنت بشكل واضح على 97٪ من جميع المعلومات في شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية واستحوذت عليها (معظم الباقي (2٪) عبر الهواتف المحمولة. اعتبارًا من عام 2008 ، ما يقرب من 21.9٪ من سكان العالم لديهم إمكانية الوصول إلى الإنترنت بأعلى وصول عالي (يقاس كنسبة مئوية من السكان) في أمريكا الشمالية (73.6٪) وأوقيانوسيا / أستراليا (59.5٪) وأوروبا (48.1٪) وصول النطاق العريض الرائد: آيسلندا (26.7٪)٪) ، كوريا الجنوبية (25.4٪) و هولندا (25.3٪).

يعمل الإنترنت جزئيًا بسبب البروتوكولات التي تحكم كيفية تواصل أجهزة الكمبيوتر والموجهات مع بعضها البعض. تفسح طبيعة اتصالات شبكة الكمبيوتر نفسها للنظر من وجهة نظر نهج متعدد الطبقات ، عندما تعمل بعض البروتوكولات في مكدس البروتوكولات بشكل مستقل إلى حد ما عن البروتوكولات الأخرى. يسمح ذلك بضبط بروتوكولات الطبقة الدنيا على حالة معينة على الشبكة حتى تتغير طريقة عمل بروتوكول الطبقة العليا. مثال عمليسبب أهمية ذلك هو أنه يسمح لمتصفح الإنترنت بتنفيذ نفس الرمز بنفس الطريقة ، بغض النظر عما إذا كان الكمبيوتر متصلاً بالإنترنت عبر اتصال Ethernet أو Wi-Fi. غالبًا ما يتم الحديث عن البروتوكولات من حيث مكانها في النموذج المرجعي OSI ، الذي ظهر في عام 1983 كخطوة أولى في محاولة فاشلة لإنشاء مجموعة مقبولة عالميًا من بروتوكولات الشبكة.

يتميز الإنترنت بتغيير في البيئة المادية وبروتوكول القناة عدة مرات على طول مسار الحزم بالكامل. وذلك لأن الإنترنت لا تضع أي قيود على الوسيط المادي وبروتوكولات الاتصال التي يمكن استخدامها. هذا يؤدي إلى اعتماد المعلومات والبروتوكولات الأكثر ملاءمة للوضع على الشبكة المحلية. في الممارسة العملية ، ستستخدم معظم الاتصالات العابرة للقارات بروتوكولًا به الوضع غير المتزامنناقل الحركة (ATM) أو ما يعادله أكثر حداثة - يعتمد على الألياف. وذلك لأن معظم اتصالات الإنترنت العابرة للقارات تستخدم نفس البنية التحتية لشبكة الهاتف العامة.

على مستوى الشبكة ، يتم التوحيد مع بروتوكول الإنترنت (IP) المطلوب للعنونة المنطقية. بالنسبة لشبكة الويب العالمية ، يتم اشتقاق "عناوين IP" من نموذج "يمكن قراءته بواسطة الإنسان" باستخدام نظام اسم مجال DNS (على سبيل المثال ، 72.14.207.99 الناشئ من www.google.com). على ال هذه اللحظةالإصدار الأكثر استخدامًا من بروتوكول الإنترنت هو الإصدار الرابع ، لكن الانتقال إلى الإصدار السادس أمر لا مفر منه.

في طبقة النقل ، تقبل معظم الاتصالات إما بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) أو بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (UDP). يتم استخدام TCP عندما يكون ذلك ضروريًا لقبول كل رسالة مرسلة بواسطة كمبيوتر آخر ، بينما يتم استخدام UDP عندما يكون ذلك مرغوبًا فيه. في حالة بروتوكول TCP ، يتم إعادة إرسال الحزم إذا فقدت وإعادة ترتيبها قبل تقديمها إلى طبقات أعلى. باستخدام UDP ، لا يتم تسلسل الحزم ولا يتم إعادة إرسالها في حالة فقدها. تحمل حزم TCP و UDP أرقام منافذ للإشارة إلى التطبيق أو العملية التي يجب أن تعالج الحزمة. نظرًا لأن بعض بروتوكولات التطبيقات تستخدم منافذ محددة ، يمكن لمسؤولي الشبكة التحكم في حركة المرور وفقًا لمتطلبات محددة. على سبيل المثال ، لتقييد الوصول إلى الإنترنت عن طريق حظر حركة المرور الموجهة لمنفذ معين ، أو للتأثير على تشغيل بعض التطبيقات من خلال تعيين الأولوية.

فوق طبقة النقل ، توجد بروتوكولات معينة يتم استخدامها أحيانًا ويتم وضعها بحرية في جلسات وطبقات العرض ، وبشكل أساسي طبقة مآخذ التوصيل الآمنة (SSL) وبروتوكولات أمان طبقة النقل (TLS). تضمن هذه البروتوكولات أن البيانات المنقولة بين طرفين تظل سرية تمامًا. وأخيرًا ، على مستوى التطبيق ، يعرف العديد من مستخدمي بروتوكولات الإنترنت مثل HTTP (متصفح الويب) ، و POP3 (البريد الإلكتروني) ، و FTP (نقل الملفات) ، و IRC (الدردشة عبر الإنترنت) ، و BitTorrent ( الوصول العامإلى الملفات) و XMPP (الرسائل الفورية).

يسمح بروتوكول الصوت عبر الإنترنت (VoIP) باستخدام حزم البيانات للاتصالات الصوتية المتزامنة. يتم تمييز حزم البيانات كحزم صوتية ويمكن تحديد أولوياتها للإرسال في الوقت الفعلي ، وتكون المحادثة المتزامنة أقل عرضة للتنافس مع الأنواع الأخرى من حركة البيانات التي يمكن تأخيرها (أي نقل الملفات أو البريد الإلكتروني) أو تخزينها مسبقًا (أي يوجد صوت وفيديو) بدون تشويه. تعمل هذه الأولوية بشكل جيد عندما يكون للشبكة عرض نطاق ترددي كافٍ لجميع مكالمات VoIP التي تحدث في نفس الوقت ، وعندما يكون لدى الشبكة خيار تحديد الأولويات ممكّنًا. نشر شبكة الشركةولكن لا يمكن تكوين الإنترنت ككل بهذه الطريقة ، وبالتالي هناك فرق كبير في جودة مكالمات VoIP عبر الشبكة الخاصة وعبر الإنترنت العام.

شبكات الكمبيوتر المحلية والعالمية

على الرغم من نمو الإنترنت ، تظل خصائص شبكات المنطقة المحلية (LAN) - شبكات الكمبيوتر التي لا تتجاوز عدة كيلومترات - مختلفة. وذلك لأن الشبكات بهذا الحجم لا تتطلب جميع الوظائف المرتبطة بالشبكات الكبيرة وغالبًا ما تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة وفعالية بدونها. على الرغم من عدم اتصالهم بالإنترنت ، إلا أنهم يتمتعون أيضًا بمزايا الخصوصية والأمان. ومع ذلك ، فإن النقص المتعمد للاتصال المباشر بالإنترنت لا يوفر حماية مضمونة ضد المتسللين أو القوات العسكرية أو القوى الاقتصادية القوية. توجد هذه التهديدات في حالة وجود أي طرق للاتصال بالشبكة المحلية عن بُعد.

شبكات المنطقة الواسعة (WAN) هي شبكات كمبيوتر خاصة يمكن أن تمتد لآلاف الكيلومترات. مرة أخرى ، تشمل بعض مزاياها الخصوصية والأمان. في البداية ، كانت الشبكات المحلية والعالمية مخصصة للأجهزة العسكرية والاستخباراتية ، التي يجب أن تحافظ على بياناتها آمنة وسرية.

في منتصف الثمانينيات ، ظهرت عدة بروتوكولات اتصال لملء الفجوات بين ارتباط البيانات وطبقات التطبيق للنموذج المرجعي OSI. وتشمل هذه التطبيقات Appletalk و IPX و NetBIOS ، مع سيطرة بروتوكول IPX المعمول به في أوائل التسعينيات نظرًا لشعبيته بين مستخدمي MS-DOS. كان بروتوكول TCP / IP الموجود حاليًا يستخدم فقط في المؤسسات الحكومية والبحثية الكبيرة.

مع زيادة شعبية الإنترنت وضرورة توجيه حركة المرور الخاصة بها إلى الشبكات الخاصة ، حلت بروتوكولات TCP / IP محل تقنيات LAN الحالية. التقنيات الإضافية ، مثل DHCP ، التي تسمح لأجهزة الكمبيوتر المستندة إلى IP / TCP بالتكوين الذاتي على الشبكة. يتم أيضًا تنفيذ مثل هذه الوظائف في مجموعات بروتوكول AppleTalk / IPX / NetBIOS.

تعد أوضاع النقل غير المتزامن (ATM) أو تبديل الملصقات متعدد البروتوكولات (MPLS) من بروتوكولات ارتباط البيانات النموذجية لمزيد من شبكات كبيرةمثل شبكات WAN ؛ تعد Ethernet و Token Ring من بروتوكولات طبقة الارتباط النموذجية لشبكات المنطقة المحلية. تختلف هذه البروتوكولات عن البروتوكولات الأقدم من حيث أنها أبسط ، على سبيل المثال ، تحذف وظائف مثل جودة مضمونةالصيانة ، وكذلك القضاء على الاصطدامات. كلا هذين الفروقين يسمحان بأنظمة أكثر اقتصادا.

على الرغم من الشعبية المتواضعة لـ IBM Token Ring في الثمانينيات والتسعينيات ، فإن جميع الشبكات المحلية تقريبًا تستخدم اليوم معدات إيثرنت سلكية أو لاسلكية. في الطبقة المادية ، تستخدم معظم تطبيقات Ethernet السلكية كبلات نحاسية مزدوجة مجدولة (بما في ذلك شبكات 10BASE-T الشائعة). ومع ذلك ، استخدمت بعض التطبيقات المبكرة أثقل الكابلات المحورية، وفي التطبيقات الحديثة (خاصة في التطبيقات عالية السرعة) تم استخدام الألياف الضوئية. عند استخدام الألياف الضوئية ، يجب التمييز بين الألياف متعددة الأوضاع والألياف أحادية النمط. يمكن النظر إلى الألياف متعددة الأوضاع على أنها ألياف أكثر سمكًا وأرخص في التصنيع ، ولكن مع عدم وجود عرض نطاق أضيق قابل للاستخدام وتوهين أسوأ ، وبالتالي أداء أقل على المدى الطويل.

معدل نقل المعلومات

زاد الحجم الفعال للمعلومات المتبادلة حول العالم من خلال اتصالات شبكة ثنائية الاتجاه من 281 بيتابايت من المعلومات في عام 1986 إلى 471 بيتابايت في عام 1993 ، من 2.2 إكسابايت في عام 2000 إلى 65 إكسابايت في عام 2007 (مع مراعاة الضغط الأمثل) ... تكافئ المعلومات هذه تقريبًا صفحتين من الصحف لكل شخص يوميًا في عام 1986 وستة صحف كاملة لكل شخص يوميًا بحلول عام 2007. بالنظر إلى هذا النمو ، تلعب الاتصالات دورًا متزايدًا في تنمية الاقتصاد العالمي ، وبلغ قطاع الاتصالات العالمي حوالي 4.7 تريليون في عام 2012. دولار. سيصل حجم سوق الاتصالات العالمية إلى 1.5 تريليون دولار في عام 2010 ، وهو ما يعادل 2.4٪ من الناتج المحلي الإجمالي العالمي (GDP).