أنواع مشكلات تدهور الإشارة:
أساسيات وسائط الإرسال ومشكلة تدهور الإشارة:
ما هي وسائط الإرسال ومشكلة تدهور الإشارة؟
1- وسائل النقل السلكية:
2- خط أحادي السلك:
3- زوج من الأسلاك المفتوحة:
3- كابل متعدد:
4- كابل متحد المحور:
تطبيقات وسائط الإرسال ومشكلة تدهور الإشارة:

يحتوي كل نظام اتصالات إرسال إشارة كهرومغناطيسية ناقلة للمعلومات عبر وسيط فيزيائي يفصل بين المرسل والمستقبل، كما تتدهور جميع الإشارات المرسلة إلى حد ما بسبب البيئة التي تنتقل من خلالها، ويمكن أن يأخذ تدهور الإشارة أشكالاً متنوعة لكنّه ينقسم إلى ثلاثة أنواع وهي الضوضاء والتشويه والتوهين أي انخفاض الطاقة.

 

أنواع مشكلات تدهور الإشارة:

 

الضوضاء: هي وجود انبعاثات كهرومغناطيسية عشوائية وغير متوقعة وغير مرغوب فيها يمكنها إخفاء إشارة المعلومات المقصودة.

 

التشويه: هو أي تغيير غير مرغوب فيه في السعة أو الطور لأي مكون من مكونات إشارة المعلومات التي تسبب تغييراً في شكل الموجة الكلي للإشارة.

 

يتم تسجيل كل من الضوضاء والتشويه من خلال جميع وسائط الإرسال وكلاهما يسبب في أخطاء في الاستقبال، كما يرتبط التأثير النسبي لهذه العوامل على الاتصال الموثوق به على معدل نقل المعلومات وعلى الدقة المطلوبة عند الاستلام، وعلى ما إذا كان يجب أن يقع الاتصال في “الوقت الحقيقي” كما هو الحال في المحادثات الهاتفية وعقد المؤتمرات عن بعد بالفيديو.

 

أساسيات وسائط الإرسال ومشكلة تدهور الإشارة:

 

تم إدراج مخططات تشكيل وتشفير متنوعة لتوفير الحماية من الأخطاء الناجمة عن تشويه القناة وضوضاء القناة، وتم وصف هذه التقنيات في نظام الاتصالات السلكية واللاسلكية بالإضافة إلى تقنيات معالجة الإشارات، ويمكن تقديم الحماية من أخطاء الاستلام عن طريق تعزيز قدرة المرسل وبالتالي زيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء، ومع ذلك حتى الإشارات القوية تعاني من درجة معينة من التوهين أثناء مرورها عبر وسيط الإرسال.

 

السبب الرئيسي لفقدان الطاقة هو التشتت وتحويل جزء من الطاقة الكهرومغناطيسية إلى شكل آخر من أشكال الطاقة مثل الحرارة، وفي وسائط الاتصالات يتم اعتماد توهين القناة عادةً بالديسيبل لكل وحدة مسافة، ويدل توهين “0 ديسيبل” أنّ الإشارة تمر دون خسارة وثلاثة ديسيبل تعني أنّ قوة الإشارة تنخفض بمقدار النصف.

 

يدل مخطط توهين القناة مع تغير تردد الإشارة باسم طيف التوهين بينما يُعرَّف متوسط ??التوهين على مدى النطاق الترددي الكامل للإشارة المرسلة على أنّه معامل التوهين، ويُعتبر توهين القناة عاملاً مهماً في استعمال كل وسيط إرسال وإلى جانب الضوضاء والتشويه يمكن أن تؤثر على اختيار وسيط على آخر.

 

ما هي وسائط الإرسال ومشكلة تدهور الإشارة؟

 

في النقل السلكي يتم توجيه موجة كهرومغناطيسية ناقلة للمعلومات على طول موصل سلكي إلى جهاز استلام، ودائماً ما يكون انتشار الموجة مصحوباً بتدفق تيار كهربائي عبر الموصل لأنّ جميع مواد الموصلات العملية تتميز ببعض المقاومة الكهربائية، فإنّ جزءًا من التيار الكهربائي يُفقد دائماً بالتحول إلى حرارة والتي تشع من السلك، كما تعمل هذه الخسارة المخالفة إلى توهين الإشارة الكهرومغناطيسية وترتفع كمية التوهين خطياً مع ارتفاع مقدار المسافة بين المرسل والمستلم.

 

1- وسائل النقل السلكية:

 

يتم القيام في معظم عمليات نقل الأسلاك الحديثة من خلال دائرة الزوج المعدني، حيث يتم استعمال زوج مجمع من الموصلات لتوفير مسار تيار أمامي ومسار تيار عائد، والموصل الأكثر شيوعاً هو الأسلاك النحاسية المسحوبة بقوة والتي تتميز بمقاومة كهربائية منخفضة وقوة شد عالية، ومقاومة عالية للتآكل والأنواع الرئيسية للوسائط السلكية المتوفرة في الاتصالات السلكية واللاسلكية هي الخطوط أحادية الأسلاك، وكذلك أزواج الأسلاك المفتوحة والكابلات متعددة الأزواج والكابلات المحورية.

 

2- خط أحادي السلك:

 

في الأيام الأولى للتلغراف تم استعمال سلك حديدي واحد غير معزول فوق الأرض كخط إرسال، وتم إتاحة توصيل العودة من خلال أرضية، وكان هذا مناسباً لمتطلبات الإرسال منخفض التردد لإشارات التلغراف اليدوية أي حوالي “400 هرتز”، ومع ذلك بالاعتماد على إرسال إشارات ذات تردد أعلى مثل الكلام أي حوالي “3000 هرتز”، فإنّ الخطوط أحادية السلك تتأثر في التوهين العالي وفقدان الإشعاع والحساسية للتداخل الخارجي.

 

أحد أسباب التداخل هو الاضطرابات الكهربائية الطبيعية “اضطرابات” مثل البرق أو الشفق، والآخر هو الكلام المتقاطع، وهو إرسال غير مرغوب فيه للإشارات من دائرة إلى أخرى بسبب الاقتران الاستقرائي “inductive conjunction” بين خطين أو أكثر من خطوط الأسلاك المتقاربة.

 

3- زوج من الأسلاك المفتوحة:

 

من أجل التغلب على أسباب القصور في الإرسال أحادي السلك انتقلت صناعة الهاتف المبكرة إلى نظام ثنائي الأسلاك يُعرف بزوج السلك المفتوح، وفي زوج من الأسلاك المفتوحة تُعد الموصلات الأمامية والعائدة عبارة عن أسلاك نحاسية تعمل بالتوازي وفي مستوى مشترك، كما يقدم الترتيب المتوازي دائرة إرسال متوازنة ذات حساسية قليلة لموارد التداخل البعيدة مثل البرق.

 

تكون المناعة من هذا التداخل محتملة لأنّ كلا الموصلات في زوج السلك المفتوح من خلال العمل بالتوازي وفي نفس المستوى يكونان على مسافات متساوية بشكل أساسي من مصدر التداخل، وإنّ