"محتويات
? عرض النطاق الترددي
? ما هو التضمين
? أنواع التضمين
?.? التضمين السّعوي
?.? التضمين الترددي
?.? التضمين الطوري
?.? التضمين النبضي المُشفّر
عرض النطاق الترددي

يُعرّف عرض النطاق الترددي أو ال Bandwidth على أنه أعلى قيمة لمعدّل نقل البيانات عبر الشبكة أو الإنترنت، أي أنه يقيس كمية البيانات التي يمكن أن تتدفق في نفس الوقت عبر اتصال معين، حيث يُعدّ مقياسًا جيدًا لوصف سرعة الشبكة، ولتوضيح الصورة؛ يُمكن تشبيه خط الاتصال داخل الشبكة بالأنبوب وكل جزء من البيانات بذرة الرمل، حيث يحتاج عبور كمية كبيرة من الرمل عبر أنبوب ضيّق إلى وقت أطول منه في حال مرورها عبر أنبوب واسع، والشيء ذاته يحدث داخل الشبكات؛ حيث أن وجود عرض نطاق ترددي واسع للشبكة يؤدي إلى تحميل أو إرسال البيانات بسرعة أكبر منه في حال كان هذا النطاق صغيرًا، وفي تطبيقات معالجة الإشارات؛ يُشير عرض النطاق الترددي إلى مجموعة من الترددات التي تستخدم لنقل الإشارة حيث إن وحدة قياسها الهيرتز، وهذا المقال سيوضّح كيفية نقل الإشارة باستخدام أحد تطبيقات معالجة الإشارة وهو التضمين Modulation.

ما هو التضمين

يُعرّف التضمين أو ال Modulation على أنه عملية تحويل البيانات إلى موجات راديوية بإضافتها إلى الإشارة الناقلة الإلكترونية أو الضوئية، حيث يكون للإشارة الناقلة شكل موجي ثابت؛ وهذا يعني أن لها ارتفاع أو مدى ثابت وتردد ثابت، وتضاف المعلومات المراد إرسالها إليها عن طريق تغيير خصائصها كالمدى أوالتردد أو الطور أو الاستقطاب، وعادةً ما يتم تطبيق التضمين على الموجات الإلكترومغناطيسية مثل موجات الراديو والليزر والضوء و شبكات الكمبيوتر، كما يمكن تطبيق التضمين على التيار الثابت أو المتناوب ذي التردد المنخفض ما بين 50 الى 60 هيرتز في شبكات الكهرباء وغيرها من التطبيقات.

أنواع التضمين

يعتمد نوع التضمين المستخدم في نقل المعلومات على نوعها كأن تكون صوتية أو مرئية، وعلى الصفة الخاصة بالإشارة الناقلة والتي يقوم التضمين بتغيير أحد خصائصها اعتمادًا على طبيعة المعلومات المراد نقلها كسعة الإشارة أو ترددها أو طورها أو غير ذلك، وللتضمين أربعة أنواع رئيسة وهي:


 
التضمين السّعوي

في النوع الأول أو الذي يشار إليه ب AM يُحدث نقل المعلومات الصوتية أو المرئية تعديلًا في قيمة السعة الخاصة بالإشارة الناقلة، حيث يتم تغييرها لتُطابق التغيرات والتقلبات الموجودة في الإشارة الصوتية أو المرئية المراد نقلها، وتُعدّ هذه الطريقة من أقدم الطرق المستخدمة في بثّ البرامج الإذاعية، كما تستخدم في بثّ موجات الراديو القصيرة لمسافات طويلة وفي نقل الفيديو في برامج التلفاز وغيرها.

التضمين الترددي

أما هذا النوع أو الذي يطلق عليه FM يكون الأمر مختلف عما هو عليه في التضمين السّعوي؛ حيث تبقى سعة الإشارة الناقلة ثابتة بينما يتم تغيير التردد الخاص بها وفقًا للتغيّرات الموجودة في الإشارة الصوتية المراد نقلها، ولقد تمّ تطوير هذا النوع من قبل مهندس الالكترونيات الأمريكي إدوين آرمسترونج في بداية ثلاثينيات القرن الماضي في محاولة منه لتخطّي مشكلة التداخلات والضوضاء التي تؤثر على الإشارة التي يتم استقبالها من قبل محطات التضمين السعوي، ويُعدّ هذا النوع أقل عرضةً للتأثر بالضوضاء الناتجة عن العواصف والتيارات الكهربائية العشوائية الصادرة عن الماكينات، كما يُعدّ أكثر ملائمةً من التضمين السعوي لنقل الستريوفوني أو الأصوات المجسّمة ، ويستخدم أيضًا لنقل الإشارات الصوتية لبرامج التلفاز ولإتمام المكالمات الهاتفية البعيدة.

التضمين الطوري

في هذا النوع المشار إليه ب PM يتغيّر الطور الخاص بالإشارة الناقلة تبعًا للتغيّرات في مصدر الصوت، وهذا النوع مرتبط بالتضمين الترددي؛ فعادةً ما يستخدمان معًا، حيث أنّ الطور لا يمكن أن يتغيّر دون أن يتغيّر التردد والعكس صحيح، وكالنوع السابق يقلل هذا النوع من الضوضاء التي تؤثر على البث المُستقبَل عند ترددات أقل من 30 ميجاهيرتز، ويستخدم لنقل الإشارة المُضخّمة حيث أن الترددي لا يستطيع إرسالها، كما يستخدم في بعض أنظمة التلغراف ومعالجة البيانات وله تطبيقات مهمة فهو يستخدم في الإتصالات بين وحدات الراديو المتحرّكة التي يستخدمها الشرطة والجيش.

التضمين النبضي المُشفّر
في هذا النوع الذي يسمّى PCM تقوم الإشارة الذكية المراد نقلها بتحويل الإشارة الناقلة إلى سلسلة من النبضات المتساوية في السعة والمتباعدة بما يتناسب والإشارة المرسلة، حيث يتم تحويل الإشارات المتصلة مثل الرسائل الصوتية وصور التلفاز وبيانات الحاسوب إلى إشارة مشفّرة تتكون من من 5 أو 7 نبضات، ويقلل هذا النوع من فقدان الإشارة حيث يمنع المشاكل الناتجة عن الضوضاء والتداخلات التي تؤثر عليها، وذلك نظرًا لحاجة وحدة الاستقبال إلى الكشف عن النبضات البسيطة فقط بالإضافة إلى أنّ هذه النبضات يتم تقويتها وإعادة إرسالها باستخدام محطات إعادة الإرسال المنتشرة على طول الطريق الذي تتبعه الإشارة مما يقلل من فرصة تشوهها، وهناك نوع آخر منه وهو التضمين الذي يقوم على تحويل الإشارة إلى نبضات متفاوتة في مدتها أو طولها وترتيبها.
"