ما هي القناة في نظام الاتصالات؟
أساسيات القناة في نظام الاتصالات:
خصائص قنوات الاتصالات على أساس الانتشار الموجه:
أنواع القنوات في نظام الاتصالات:
أولاً: قنوات الهاتف:
ثانياً: قناة بث لاسلكي:
ثالثاً: قناة راديو متنقلة:
رابعاً: القناة الفضائية:

تؤثر القناة أو الوسيلة المستخدمة لتوصيل الرسالة في كيفية تلقي الجمهور للرسالة، كما يمكن أن تشير قنوات الاتصال إلى الأساليب التي يتم استخدامها للتواصل، وكذلك الأدوات المحددة التي يتم استخدامها في عملية الاتصال، كما تُعد قنوات الاتصال وسيلة للتواصل أو لمرور المعلومات.

 

ما هي القناة في نظام الاتصالات؟

 

قنوات الاتصالات الكهربائية: هي إمّا قنوات سلكية أو لاسلكية، حيث تقوم القنوات السلكية بتوصيل جهاز الإرسال بجهاز الاستقبال فعلياً “بسلك” يمكن أن يكون زوجاً ملتوياً أو كابلاً متحد المحور أو أليافاً ضوئية، وبالتالي، فإنّ القنوات السلكية أكثر خصوصية وأقل عرضة للتداخل.

 

أساسيات القناة في نظام الاتصالات:

 

تقوم القنوات السلكية البسيطة بتوصيل جهاز إرسال واحد بجهاز استقبال واحد أي اتصال من نقطة إلى نقطة كما هو الحال مع الهاتف، حيث يتطلب الاستماع إلى محادثة أن يتم النقر على السلك وقياس الجهد، كما تعمل بعض القنوات السلكية في أوضاع البث، حيث يتم توصيل جهاز إرسال واحد أو أكثر بعدة أجهزة استقبال، وأحد الأمثلة البسيطة على هذا الموقف هو تلفاز الكابل.

 

يمكن العثور على شبكات الكمبيوتر التي تعمل في أوضاع من نقطة إلى نقطة أو في أوضاع البث، كما أنّ القنوات اللاسلكية عامة بشكل أكبر، حيث يشع هوائي جهاز الإرسال إشارة يمكن استقبالها بواسطة أي هوائي قريب بدرجة كافية وعلى عكس القنوات السلكية، حيث يستقبل المستقبل إشارة المرسل فقط فإنّ هوائي المستقبل سوف يتفاعل مع الإشعاع الكهرومغناطيسي القادم من أي مصدر.

 

كما أنّ هذه الميزة لها وجهان، حيث يدل الوجه الإيجابي على أنّ جهاز الاستقبال يمكنه استقبال الإرسال من أي مصدر، وممّا يسمح لإلكترونيات جهاز الاستقبال بتحديد الإشارات المطلوبة وتجاهل الآخرين وبالتالي السماح بالإرسال والاستقبال المحمول، بينما يدل الوجه السلبي على أنّ التداخل والضوضاء أكثر بكثير منتشراً في المواقف السلكية، حيث تعرض القناة الأكثر ضوضاءً للتداخل للخطر مرونة الاتصال اللاسلكي.

 

مصطلح القناة يعني الوسيط الذي تنتقل من خلاله الرسالة من المرسل إلى المستقبل.

 

بمعنى آخر، إنّ وظيفة القناة هي توفير اتصال مادي بين المرسل والمستقبل.

 

اعتماداً على طريقة الإرسال، قد نصنف قنوات الاتصال إلى فئتين تاليتين.

 

خصائص قنوات الاتصالات على أساس الانتشار الموجه:

 

قنوات الانتشار الموجه: هي القنوات القائمة على الانتشار المجاني، وبعض الخصائص المهمة للقناة هي كما يلي:

 

الطاقة المطلوبة لتحقيق نسبة “S / N” المرغوبة.

 

عرض النطاق الترددي للقناة.

 

السعة واستجابة المرحلة للقناة.

 

نوع القناة سواء خطية أو غير خطية.

 

آثار التدخل الخارجي على القناة قليلة.

 

ملاحظة: “S / N” هي اختصار لـ “signal to noise ratio”.

 

أنواع القنوات في نظام الاتصالات:

 

أولاً: قنوات الهاتف:

 

قنوات الهاتف: هي القناة المصممة لتقديم خدمة للإشارات الصوتية مثل الهواتف، وتستخدم قنوات الهاتف أيضاً للاتصال بالإنترنت في جميع أنحاء العالم، لذلك فإنّ القناة الهاتفية هي أفضل خيار ممكن لنقل البيانات عبر مسافات طويلة.

 

السمات الأساسية قنوات الهاتف:

 

خصائص ممر الموجة التي تزيد عن “300 هرتز” إلى “3400 هرتز”.

 

نسبة إشارة إلى ضوضاء عالية تبلغ حوالي “30 ديسيبل”.

 

استجابة خطية تقريباً.

 

ثانياً: قناة بث لاسلكي:

 

تستخدم هذه القنوات لنقل إشارات الراديو والتلفاز.

 

تعدل إشارة المعلومات التي تمثل الكلام والموسيقى وما إلى ذلك تردد الموجة الحاملة.

 

يختلف تردد الموجة الحاملة لكل محطة إرسال.

 

يشع هوائي الإرسال الإشارة المعدلة في شكل إشعاع كهرومغناطيسي في الفضاء الحر.

 

تشع هذه الموجات في كل الاتجاهات أو في بعض الاتجاهات المحددة.

 

يتم تثبيت هوائي الإرسال على برج أو قاعة للوصول إلى جهاز استقبال أبعد.

 

الموجة الأرضية والموجة الأيونوسفيرية والموجة الفضائية هي ثلاثة أنواع من تقنيات الانتشار المستخدمة لانتشار الموجات الكهرومغناطيسية.

 

في الطرف المستقبل، يتم استخدام هوائي الاستقبال لالتقاط الإشارة المرسلة.

 

المستقبلات من النوع المتغاير الفائق.

 

ثالثاً: قناة راديو متنقلة:

 

في الاتصالات المتنقلة، يُسمح لكل من المرسل والمتلقي بالتحرك فيما يتعلق ببعضهما البعض.

 

يحدث الانتشار الراديوي بسبب تشتت الموجات الكهرومغناطيسية من سطح المباني المحيطة والانعراج فوقها وحولها، وبالتالي تصل الطاقة المرسلة إلى المستقبل عبر مسارات متعددة وهذا ما يسمى الاتصال متعدد المسارات.

 

يجب أن تسافر الإشارات التي تسلك مسارات مختلفة أطوال مسارات مختلفة، لذلك لديهم تحولات طور مختلفة عندما يصلون إلى جهاز الاستقبال.

 

إجمالي قوة الإشارة عند جهاز الاستقبال يساوي مجموع المتجه لجميع الإشارات.

 

لذلك فهي تتغير باستمرار، ومن ثم يُطلق على القنوات المتنقلة اسم القنوات المتغيرة للوقت الخطي وهي ذات طبيعة إحصائية.

 

رابعاً: القناة الفضائية:

 

ترسل أنظمة الميكروويف الساتلية إشارات بين الهوائيات المكافئة الاتجاهية.

 

يستخدمون ترددات جيجاهيرتز منخفضة واتصال خط البصر.

 

تستخدم هذه الأنظمة الأقمار الصناعية الموجودة في المدار الثابت بالنسبة للأرض أي “36000 كم فوق الأرض”.

 

تعمل الأقمار الصناعية كمكررات مع هوائيات استقبال وجهاز إرسال واستقبال وهوائي إرسال.

 

يمكن أن تصل أنظمة الموجات الدقيقة عبر الأقمار الصناعية إلى أبعد الأماكن على وجه الأرض والتواصل مع الأجهزة المحمولة.

 

تعمل هذه الأنظمة بالطريقة التالية، حيث يتم إرسال الإشارة عبر وسائط الكابل إلى هوائي يرسل الإشارة إلى القمر الصناعي، وبعد ذلك يرسل القمر الصناعي الإشارة مرة أخرى إلى موقع آخر على الأرض.

 

تعاني أنظمة الموجات الصغرية الساتلية من تأخيرات بين إرسال إشارة واستقبالها مرة أخرى إلى الأرض أي “540 مللي ثانية”.

 

صفات القناة الفضائية:

 

يستخدم نطاق تردد بين “11 جيجاهرتز” و”14 جيجاهرتز”.

 

يعتمد التوهين على التردد والقدرة وحجم الهوائي والظروف الجوية.

 

تتأثر الإشارات بتأثير “EMI” والتشويش والتنصت.

 

يُعد تركيب الأقمار الصناعية أمراً بالغ الصعوبة ويجب أن تكون محاذاة هوائيات المحطة الأرضية متوازنة تماماً.

 

تكلفة البناء والإطلاق مرتفعة للغاية.

 

يمكن أن توفر الأقمار الصناعية من نقطة إلى نقطة أو خدمات البث.

 

تسمى إشارة الرسالة التي ترسلها المحطة الأرضية إلى القمر الصناعي كإشارة للوصلة الصاعدة.

 

يتم تضخيمه ثم تحويله إلى أسفل في التردد بواسطة جهاز الإرسال والاستقبال ثم إعادة إرساله مرة أخرى إلى محطات أرضية مختلفة.

 

تسمى الإشارة من القمر الصناعي إلى المحطة الأرضية باسم إشارة الوصلة الهابطة.

 

تردد إشارة الوصلة الصاعدة هو “6 جيجاهرتز” وتردد إشارة الوصلة الهابطة “4 جيجاهرتز”.

 

في النطاق “6/4 جيجاهرتز”، يتم تخصيص عرض نطاق “500 ميجاهرتز” للقمر الصناعي النموذجي والذي يتم تقسيمه بين “12 جهاز إرسال واستقبال” على القمر الصناعي.

 

يستخدم كل مرسل مستجيب عرض النطاق الترددي “36 ميجاهرتز” تقريباً، كما يمكن أن يحمل جهاز الإرسال والاستقبال قناة تلفزيونية واحدة على الأقل أو “1200 قناة صوتية” أو بيانات رقمية بمعدل “50 ميجابايت / ثانية”.

 

ملاحظة: “EMI” هي اختصار لـ “Electro magnetic interference”.