51
مة ظ ن أ لات صا ن ألا ور ت ك ألد ور ص ن م ادي ب ع ل أ عة ام \ ج وم ل ع ل أ ا ب ج و ل و ت ك ب ل وأ ة ي ن رد ألا5-1 دمة ق م د ق ل ت ق ق ح مة ظ ن أ لات صا ن ألا ة ي ن ا رب لكه أ رB ش لب ل رأ يB ث كI ن م ي ن ما ألا لام ج وألا ي لت أI كان رد ج م ر كي ق ت ل أ ها ب ر ي ث ع ي ا رب [ ضI ن م ال [ ب خ ل أ ت م ظ ح فc لك د [ ب ر ج ا[ ج ات اف[ س م ل أ م ه نl يn ب ح ب[ ص ا ف م كل ي م ه [ عض ي ا ص ع ي ف ت وأ ه ل ا [ ب ة [ ي ن اB ب ل أ و أ ة[ ول م ح م ل أ م ه و ي عل عد ي ات [ ب م لاف وأ رأت ي[ م و ل ب لك أI اورون[ ح ت ن و ة وج ة وج لI ن مال ل ج اتB [ اشB س ل أ ة [ ي ن و ي ر لف ب ل أ ف [ ت وأ ه ل وأ ة [ ي ن ر م ل أI اهدونB [ س ي و و تل ل ما ع ق ي ي ف أ د[ ه م ل ا[ ع ل أI ن مB دأت[ ج أI ن مال ل ج ات [ ب م ات[ حط م ل أ ة [ ي ن و ي ر لف ب ل أ. وc لك د[ كI ون ل[ شر ي م ه ل ب ا[ رش م ه ب دأ ب ي[ س م و ي ف ي ن وأB [ ي ودة د[ ع مI ن مال ل ج ة ر[ ه ج أ س ك ا [ ق ل أ د رب لي وأ ي ن رو ي[ ك ل ألاI ون لع ا[ ط ون ت ت لك أ لات ح م ل وأ ف ح[ ص ل وأI ون ر [ ت ن و م ه ل ا[ م ع أ ة [ يn ي ب مك ل أ م ه ب لا م ا[ ع م و ة [ ي ل ما ل أ ة [ اري ح ت ل وأ م ه و ي ف م ه ب و [ تn نI ن ك ا[ م وأ م ه مل عI ن مال ل ج كات بB [ ش ات[ وم ل ع م ل أ كة بB [ ش و م ل . و ت ن ر ي/ [ ي ألا ر ص ن ق ي دور ة[ م ظ ن أ لات ا[ ص ن ألا ي عل ل ق ي ات[ وم ل ع م ل أ ة ي ع م[ س ل أ ة [ ي ن ر م ل وأ روءة [ مف ل وأ ل ب دأها[ ع ي ي ل أ ات [ ق تn ب ط ن ة [ ع ال ب ة [ ي م ه ألا وها م د ح ت[ ش ا ف ي ف ة[ م ظ ن أ م حك ت ل أ اس [ ب ق ل وأ ة [ ي ق رأ م ل وأ عارB ش شب وألا ل ق ت ل ارأتB ش ألاI نl ي ب [ ف ل ت خ م ة ر ه ج ألا عدأت م ل وأ ودة [ ج و م ل أ ي ف رأت يا[ ألط ارأت[ ط ق ل وأ ح يوأر[ لص وأ ات وب ك[ س ل ب ل وأ ة ي ن ا [ ص ق ل أ ار[ م ق وألا ة ي ع ا ب[ ص ل أ ات[ حط م و اد[ رص ألا ة [ وي ح ل أ لات ع ا [ ق م ل وأ ة [ وي و ت ل أ ات[ حط م ل وأ ة ي ن ا [ ص ق ل أ ع ن صا م ل وأ . و ات ب قB ش سب م ل وأ أ ت م د ح ت[ شc لك د[ ك ي ف ة[ م ظ ن أ ة[ لاج م ل أ ة [ ف ل ت خ م ل أ أدأرأت ر لا[ ك ة[ م ظ ن وأ د حدب ي ع ق و م ل أ ة[ م ظ ن وأ هدأء شن ألا ت ت ق و ت ل وأ ل ب ه س لب ركة ج رأت ي ألطاI ن ق ش ل وأ لات ف ا وب ط ق ت ل أ طارأت ق ل وأ ات [ ب ك ر م ل وأ ها نl ي ت خ ي و رأ يB [ ث كI ن م ل ك اB [ س م ل أ دمات ا[ ص ن ل كا ات [ اف ب ب ج وألاI ن أ اع. ب [ ص ل وأ ورةB [ ي لات ا[ ص ن ألا ات[ وم ل ع م ل وأ م لI ن ك ب ل ص ن ل ي ل أ ما ت صل و ة ي ل أ ولا ل وعة م ح م ات افB س كب أ رأعات ي ج وأ م ت ها ار ح ي أ ي علدي[ مI ن ي بر[ قI ن مI ن م ر[ ل أ افB [ س كب كا اء [ رب لكه أ ي ف ام[ ع1800 م رأف [ لغ ب ل وأ ي ف ام[ ع1837 مI ون [ ق ل ب ل وأ ي ف ام[ ع1871 م ات [ وج م ل وأ ة ي[ س طي ا ب ع م رو لكه أ ي ف ام[ ع1890 م م س ق م ل وأ ي ل ألا ي ف عام1891 م وت ت ن وأ عةB ش ألا ة ي ط ن ه م ل أ ي ف عام1897 مام م ص ل وأ ي ن رو ي[ ك ل ألا ي فام[ ع1906 مI ون [ ي ر لف ب ل وأ ي ف ام[ ع1928 م وت[ ش حا ل وأ ي ف ام[ ع1945 م ور ت[ ش/ ر ي رأ لي وأ ي ف ام[ ع1947 م رة يدأ[ وأل لة كام ب م ل أ ي ف عام1958 م ر ر لي ل وأ ي ف عام1960 م ف تل ل وأ ي ج ا ج ر ل أ ي ف عام1967 مI ح ل عا م ل وأ ق ت قد[ أل ي فام[ ع1971 د ق ل م. و ت ع ل ور ت[ ش/ ر ي رأ لي أ دور ل ط ن ل أ ي ف ة د[ ه ورةB [ ت ل أ وصا ص خ[ عد يI ن أ م ت ع ت ي[ ص نأد د[ ع أ رة يn [ ث ك ة ي م ي عل1

أنظمة الاتصالات

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: أنظمة الاتصالات

االتصاالت أنظمةاألردنية والتكنولوجيا العلوم \ جامعة العبادي منصور الدكتور

مقدمة 5-1 مجرد كان التي واألحالم األماني من كثيرا للبشر الكهربائية االتصاالت أنظمة حققت لقد

يكلم فأص--بح بينهم المس--افات ح--اجز ب--ذلك فحطمت الخي--ال من ضربا يعتبر بها التفكير الكيلوم--ترات وآالف مئ--ات بع--د على وهم المحمول--ة أو الثابت--ة ب--الهواتف بعض--ا بعض--هم

للت--و ويش--اهدون المرئية والهواتف التلفزيونية الشاشات خالل من لوجه وجه ويتحاورون يرس--لون كذلك و.التلفزيونية المحطات مئات خالل من أحداث من العالم هذا في يقع ما

اإللك--تروني والبري--د الف--اكس أجه--زة خالل من مع--دودة ثواني في ومستنداتهم رسائلهم المالي--ة ومع--امالتهم المكتبي--ة أعم--الهم وينج--زون والص--حف والمجالت الكتب ويطالعون اإلنترنت. وشبكة المعلومات شبكات خالل من عملهم وأماكن بيوتهم في وهم والتجارية

ب--ل والمق--روءة والمرئية السمعية المعلومات نقل على االتصاالت أنظمة دور يقتصر ولم والمراقب--ة والقي--اس التحكم أنظم--ة في فاستخدموها األهمية بالغة تطبيقات إلى تعداها

الط--ائرات في الموج--ودة والمع--دات األجه--زة مختل--ف بين اإلشارات لنقل واالستشعار األرص--اد ومحط--ات الص--ناعية واألقم--ار الفض--ائية والتلس--كوبات والصواريخ والقطارات

س--تخدمتأوالمستشفيات. و والمصانع الفضائية والمحطات النووية والمفاعالت الجوية االس--تهداء وأنظم--ة الموقع تحديد وأنظمة كالرادارات المختلفة المالحة أنظمة في كذلك

والمركب-ات والقط-ارات النف-ط ون-اقالت والس-فن الط-ائرات حرك-ة لتس-هيل والت-وقيت االتص--االت ث--ورة والض--ياع. إن واالختناق--ات كالتص--ادمات المش--اكل من كث--يرا وتجنيبه--ا

تم واختراع--ات اكتش--افات مجموع--ة ل--وال إلي--ه وصلت ما إلى لتصل تكن لم والمعلومات في والتلغ--راف م1800 عام في الكهرباء كاكتشاف الزمن من قرنين مدى على إنجازها

م1890 ع--ام في الكهرومغناطيس--ية والموجات م1871 عام في والتلفون م1837 عام والص--مام م1897 ع--ام في المهبطي--ة األش--عة وأنبوب م1891 عام في اآللي والمقسم

م1945 ع--ام في والحاس--وب م1928 ع--ام في والتلفزيون م1906 عام في اإللكتروني ع-ام في والل-يزر م1958 ع-ام في المتكامل-ة وال-دائرة م1947 ع-ام في والترانزس-تور

لعب م. ولقد1971 عام في الدقيق والمعالج م1967 عام في الزجاجي والليف م1960 على من--ه كب--يرة أعداد تصنيع تم أن بعد خصوصا الثورة هذه في البطل دور الترانزستور

تص--نيع على س--اعد مم--ا المتكامل--ة بال--دائرة يس--مى بم--ا الس--يليكون من صغيرة شريحة ارتب--ط للطاقة. لقد االستهالك وقليلة صغيرة وأحجام عالية قدرات ذات إلكترونية أجهزة لك--ان فلواله--ا المتكاملة الدوائر بتقنية وثيقا ارتباطا والمعلومات االتصاالت أنظمة تطور من ص--نع ل--و فيم--ا كب--يرة خزان--ة بحجم جيوبن--ا في اليوم نضعه الذي النقال الهاتف حجم

ولق--د اإللكترونية الصمامات من صنع لو فيما غرف عدة وبحجم المنفردة الترانزستورات عش--رة عن يزي--د ما إلى حاليا الواحدة المتكاملة الدائرة على الترانزستورات عدد وصل

الترانزس--تور ج--انب اختراعه--ا. وإلى عند العشرة يتجاوز ال كان أن بعد ترانزستور ماليين فق--د والمعلومات االتصاالت ثورة في بارزا دورا الرقمية التقنية لعبت المتكاملة والدائرة

النبض--ات من سلسلة وهو واحد شكل إلى المعلومات أشكال مختلف تحويل على عملت لتص--نيع موحدة كتقنية الرقمية اإللكترونيات تقنية استخدام إلى أدى مما المستويين ذات

مختل--ف وتخ--زين لنق--ل المع--دات نفس واس--تخدام والمعلوم--ات االتصاالت أجهزة جميع منخفض أخط--اء وبمعدل بعيدة لمسافات المعلومات إرسال إلى وأدى الرقمية اإلشارات

كبيرة. درجات إلى المعلومات ضغط وإلى أحالمه بها تراوده تكان مما أكثر لإلنسان والمعلومات االتصاالت أنظمة وفرت لقد

بواسطة يشاء بمن يتصل أن األرض هذه سطح على موقعه كان ما أين اليوم فبمقدوره العالم هذا في أحداث من يقع ما والصورة بالصوت يتابع وأن جيبه في يحمله صغير هاتف

األقمار تبثها التي التلفزيونية المحطات آالف بها يستقبل الثمن زهيدة معدات خالل من ما والهاتف الحاسوب جهاز خالل من يتصفح أن بإمكانه و.السماء في المعلقة الصناعية

العالم أنحاء جميع في المبعثرة المواقع من يحصى ال عدد في مخزنة معلومات من يريد خالل من والصورة بالصوت يشاء من يحادث أن العاجل القريب في بمقدوره وسيكون

ومصادر االتصاالت وسائل أصبحت الصوتي. لقد هاتفه محل سيحل الذي المرئي الهاتف

1

Page 2: أنظمة الاتصالات

هذا الستيعاب الالزم الوقت توفير في يحار المرء بدأ بحيث بمكان الكثرة من المعلومات على القدرة لهما وأذنيه عينيه أن لو وتمنى يديه بين المتوفرة المعلومات من الهائل الكم

غير يومه طول يكون أن أو عليه هي مما أعلى بمعدالت عقله إلى المعلومات إدخال والمعلومات االتصاالت تقنية عليه ستكون لما المتوقع السيناريو عليه! إن هو الذي طوله

األلياف تشكل للمعلومات واحدة عالمية شبكة وجود هو القادمة السنوات غضون في يستلم أن اإلنسان بمقدور وسيكون لها الفقري العمود الصناعية واألقمار الضوئية

الخلوية الهواتف وشبكات الصناعية األقمار بواسطة السلكيا إما المختلفة المعلومات فرد لكل منزله. وسيكون في وهو الضوئية األلياف بواسطة سلكيا أو منزله خارج وهو مرئي كهاتف ويستخدمه تجواله في يحمله الكف بحجم صغير جهاز جهازان المجتمع في

المحطات مختلف به يشاهد كتلفزيون أو والصورة بالصوت يشاء من به يحادث فسيقوم البيتي جهازه أما.اإلنترنت بشبكة خالله من يتصل كحاسوب أو التلفزيونية

اإلنترنت شبكة مع للتعامل أكبر بقدرة ولكن اليدوي جهازه بها يقوم التي المهام بنفس على الضوئية األلياف لقدرة وذلك الوضوح عالية تلفزيونية صور إلظهار أكبر وبشاشة

. لقدالخلوية والهواتف الصناعية األقمار مع بالمقارنة المعلومات من ضخمة كميات ضخ األخيرة السنوات في جدا كبير بشكل تنخفض المعلومات شبكات استخدام كلفة بدأت

إلى االنخفاض هذا وسيؤدي المعلومات نقل على الضوئية لأللياف الهائلة القدرة بسبب كخدمة االتصال لقنوات العالية الكلفة تنفيذها دون تحول كانت كثيرة خدمات انتشار بعد عن المعامالت وإنجاز بعد عن والعمل بعد عن والتطبب بعد عن والتعليم التعلم

األماكن على مطلة أبراج على تلفزيونية كميرات تثبيت سيتم حيث بعد عن والسياحةيشاء. من ليشاهدها اإلنترنت شبكات على ربطها ويتم المهمة السياحية

الكهربائية االتصاالت أنظمة 5-2 الضوء بسرعة المعلومات أشكال مختلف وتوزيع ونقل جمع على االتصاالت أنظمة تعمل

إلى تصل قدو أمتار عدة بين بينها المسافة تتراوح والتي واردهاوم المعلومات مصادر بين الفض--اء. ويمكن استكش--اف اتص--االت أنظم--ة في كم--ا الكيلوم--ترات من الماليين مئات

البث وأنظم--ة الش--بكات أنظم--ة وهي ةيرئيس-- أن--واع أربعة إلى االتصاالت أنظمة تقسيم من كب--ير ع--دد من تتك--ون الش--بكات فأنظمةالمعلومات. جمع وأنظمة التراسل أنظمةو

الش--بكة على آخ--ر مش--ترك ب--أي االتص--ال منهم مش--ترك ألي يمكن بحيث المش--تركين ش--بكات في كم--ا المح--دد عنوان--ه مش--ترك لكل يكون أن شريطة معه المعلومات لتبادل

من المعلوم--ات ببث تق--ومف البث أنظم--ة أم--ا. واإلن--ترنت والحاس--وب والتلكس اله--اتف اإلذاعي البث أنظم--ة في كم--ا المس--تقبالت من كب--ير ع--دد إلى فق--ط واح--د مرس--ل

نقطتين بين المعلومات نقلب فتقوم التراسل أنظمة والفضائي. أما األرضي والتلفزيوني الص-ناعية واألقم-ار الزجاجي-ة واأللي-اف المحوري-ة الكواب-ل كأنظم-ة متحركتين أو ثابتتين

ع-دد من المعلوم-ات جم-ع على فتعم-ل المعلومات جمع أنظمة أما و.الدقيقة والموجات الج--وي الرص--د كأنظم--ة واحد مركز في واستقبالها جغرافيا الموزعة المرسالت من كبير

يتك--ون االتص--االت نظ--ام أن من ال--رغم وعلىوالمراقب--ة. الحماي--ة وأنظم--ة وال--رادارات االس--تقبال وجهاز االتصال وقناة اإلرسال جهاز وهي أساسية وحدات ثالث من عام بشكل

المعلوم--ات لن--وع تبعا وذلك تركيبها تعقيد في كبيرا تفاوتا تتفاوت االتصاالت أنظمة أن إال قن--اة ن--وعو الكهرومغناطيس--ي الطي--ف على المعلوم--ات حام--ل ت--ردد وق--عوم المرس--لة

أو تشابهية كانت إذا فيما اإلرسال تقنية ونوع والمستقبل المرسل بين والمسافة االتصالرقمية.

تمثيلها وطرق المعلومات أنواع والعم--ل والتفك--ير التعلم على بقدرت--ه مخلوقاته من كثير على اإلنسان الله فضل لقد

وبعق--ل في--ه يعيش ال--ذي المحيط من المعلومات جمع خاللها من يستطيع بحواس وزوده المعلوم-ات إخ-راج على ق-ادرة وبج--وارح المعلوم-ات ه-ذه ومعالج--ة تخ--زين على ق-ادر

إش--ارات تقس--يم تم لق--دووالعم--ل. والرس--م والتأشير والكتابة كالنطق مختلفة بأشكالaudio) الس--معية اإلش--ارات وهي رئيسية أنواع أربعة إلى المعلومات signals)وتش--مل

وتشمل( video signals) المرئية واإلشارات البشرية األذن تسمعها التي األصوات جميع & text) المقروءة واإلشارات رؤيتها البشرية للعين يمكن التي المتحركة المشاهد جميع

2

Page 3: أنظمة الاتصالات

graphic signals )البيان--ات وإش--ارات مص--ور أو مرسوم أو مكتوب هو ما كل وتشمل (data signals)والتحكم القي--اس وأجه--زة الحواس--يب تول--دها ال--تي اإلش--ارات وتش--مل

خالل من كهربائي--ا المعلومات تمثيل يتمو. المختلفة بأنواعها والمستشعرات والرادارات م-ا باس-تخدام كهرب-ائي تي-ار أو جه-د إلى للمعلوم-ات الحامل-ة الفيزيائي-ة الكمي-ة تحويل ش--دة يح--والن الل--ذين الفي--ديو رةيوكم فونو كالميكر(transducers) المصوغاتب يسمى إش--ارات إلى المش--هد عن المنعكس الض--وء وش--دة الص--وت عن الن--اتج اله--واء ض--غط

(analog) ش--ابهيةالت اإلش-ارات اس-م الكهربائي--ة اإلش-ارات ه--ذه على كهربائية. ويطل-ق قيم--ة زمني--ة لحظ--ة ك--ل عن--د تأخذ أنها حيث من األصلية المعلومات إشارة شبهت لكونها

إش--ارة تحتل--ه ال--ذي النط--اق ع--رض القيم. ويعت--بر من المتن--اهي ع--دد بين من مح--ددة تحملها التي المعلومات لكمية تقريبيا مقياسا الترددات طيف على الكهربائية المعلومات

أربع-ة الهاتفي--ة الس--معية اإلش-ارة نط--اق ع-رض يبل-غ المث--ال س-بيل فعلى اإلش-ارة هذه في المعلوم--ات كمية أن أي ميغاهيرتز أربعة التلفزيونية اإلشارة في يبلغ بينما كيلوهيرتز

الدور من الرغم السمعية. وعلى اإلشارة في التي تلك مرة ألف تساوي المرئية اإلشارة كمياته--ا لقي--اس معايير وضع يتم لم أنه إال اإلنسان حياة في المعلومات لعبته الذي الكبير

Claude) ش--انون كالود األمريكي العالم قام عندما العشرين القرن من األربعينات في إالShannon)المعلومات بنظرية يسمى لما الرياضية األسس بوضع (information theory)

أنه أي حدوثها احتمالية مع عكسيا تتناسب ما معلومة في المعلومات كمية أن أثبت حيث لقي--اس وح--دة واس--تحدث فيه--ا المعلوم--ات كمي--ة زادت كلم--ا احتماليته--ا قلت كلم--ا

تبل--غ حدث وقوع عند المكتسبة المعلومات كمية تمثل "البت" والتي أسماها المعلومات والمهندس--ين العلم--اء المعلوم--ات نظري--ة س--اعدت بالمائة. لقد خمسين حدوثه ةحتماليا

المعلومات أنواع مختلف وضغط وتشفير وتخزين لنقل متقدمة وتقنيات طرق إيجاد على في المخزن--ة أو االتص--ال قن--وات ع--بر المنقول--ة المعلوم--ات كمية مضاعفة إلى أدى مما

مئ--ات إلى تص--ل ق--د شاسعة لمسافات المعلومات إرسال إمكانية وإلى التخزين معدات مستويات إلى المنقولة المعلومات في الخطأ نسبة تقليل وإلى الكيلومترات من الماليين

للتل--وث معرضة أنها إال التشابهية اإلشارات نقل أنظمة بساطة من الرغم متدنية. وعلى يح--د مم--ا معه--ا ان--دماجها حال منها التخلص يستحيل التي الضجيج بإشارات كبير بشكل

ج--انب إلى المس--افة زي--ادة مع الضجيج إشارة تراكم بسبب بعيدة لمسافات إرسالها من إمكاني--ة وع--دم التخزين ومعدات االتصال قنوات في أقل حيزا تحتل لكي ضغطها صعوبة

ومعالجتها. لتخزينها الرقمية الحواسيب استخدام(Digital Technology) الرقمية التقنية

اإلنكليزي الرياضي وضع أن بعد المعلومات لتمثيل الرقمية التقنية باستخدام التفكير بدأ (Edmund Whittaker) ويتكار إدموند sampling) اإلعتي--ان نظري--ة أس--سtheory)وك---ذلك م1915 ع---ام في

األم--ريكي المهن--دس تمكن أن بع--د ( فيHarry Nyquist) نايكوست هاري العين--ات عدد تحديد من م1928 عام

لتمثي---ل الثاني---ة في أخ---ذها الالزم األص--لية. لق--د التش--ابهية اإلش--ارة ذلك وأثبت تجريبيا نايكوست أكتشف األم--ريكي الع--الم بع--د فيم--ا نظري--ا

وتخ---زين لنق---ل يكفي أن---ه ش---انون من عين--ات أخ--ذ التش--ابهية إش--ارةال

أن يجب بمع----دل اإلش----ارة ه----ذه ( والذيNyquist rate) نايكوست معدل اسم عليه أطلق معين معدل عن يزيد أو يساوي يمكن أن--ه ك--ذلك نايكوس--ت أثبت ق--دواألص--لية. إش--ارةال في ت--ردد أعلى ض--عف يساوي

على رس-لةالم العين-ات تمري-ر خالل من بكامله-ا األص-لية المعلوم-ات إش-ارة اس-ترجاع آالف ثمانية أخذ يكفي فإنه المثال سبيل فعلى(.lowpass filter) منخفض تمرير مرشح

في عين--ة ماليين عش--رة ألخذ نحتاج بينما الهاتفية ةالمكالم إشارة لتمثيل الثانية في عينة

3

Page 4: أنظمة الاتصالات

إرسال على المهندسين اإلعتيان نظرية ساعدت لقدالتلفزيونية. اإلشارات لتمثيل الثانية المختلفة اإلشارات عينات إرسال خالل من وذلك االتصال قناة نفس على إشارة من أكثر) الزمني التقسيم تعاقب بتقنية يسمى بما عيناتها بين فيما الواقعة الزمنية الفراغات في

time division multiplexing (TDM)الرقمي--ة التقنية في المهمة التالية الخطوة (. أما من مكونة محددة أطوال ذات(codes) شيفرات إلى المأخوذة العينات قيم تحويل فهي

binary) الثنائية األرقام من سلسلة numbers)اس-م يطل-ق حيث والص-فر الواحد وهي كلم-ا التمثي-ل ش-يفرة ط-ول زاد كلم-ا أن-ه الواضح من و.الثنائي الرقم خانة "البت" على

لتمثي--ل بت--ات ثم--اني بط--ول ش--يفرة يكفي م--ا ع--ادةو العين--ات قيم تمثي--ل دق--ة زادت أل--ف وس--تون أرب--ع يكفي فإن--ه وعليه والمرئية السمعية اإلشارات عينات في المعلومات

ثاني--ة ك--ل في بت ملي--ون تس--عونو الس--معية اإلشارات وتخزين إلرسال ثانية كل في بت من ( أولAlex Reeves) رييفس ألكس البريطاني المهندس كان وقدالمرئية. إلشاراتل

Pulse) النبض--ي التش--فير بتع--ديل والمس--مي ال--رقمي النظام هذا استخدام اقترح Code Modulation(PCM)ض--د جدا كبيرة حصانة له أن أيضا أثبت وقد م1937 عام في ( وذلك

بعيدة مسافات إلى الهاتفية المكالمات إرسال على يساعد مما(noise) الضجيج إشارات تحت--اج رقمي--ة إش--ارات إلى التش--ابهية اإلش--ارات تحوي--ل عملي--ة عالي--ة. إن نقاء وبدرجة باس--تخدام ال--دوائر ه--ذه مث--ل بن--اء الص--عب من وك--ان نس--بيا معق--دة إلكتروني--ة ل--دوائر

حتى الهاتفية المكالمات نقل في التقنية هذه استخدام تأخر ولذلك اإللكترونية الصمامات إرس--ال يتم لكيوال--دوائر. ه--ذه بن--اء في الترانزس--تور اس--تخدام بعد وذلك م1962 عام

مس--تويين ذات ض--وئية أو كهربائي--ة نبض--ات إلى تحويله--ا يتم الرقمية اإلشارات وتخزين اإللكتروني--ة ال-دوائر باس-تخدام وذل-ك ص-فر ال-رقم يمث--ل واآلخر واحد الرقم يمثل أحدها

الكهربائية. الدوائر وإغالق بفتح يقوم بسيط كمفتاح الترانزستور فيها يعمل التي الرقمية ونق--ل تولي--د ط--رق في ثورة الرقمي النظام إلى التماثلي النظام من التحول أحدث لقد

إلش-ارات العالي-ة بمقاومته-ا الرقمي-ة اإلشارات تتميز حيث المعلومات ومعالجة وتخزين في المس--تويات من المتن--اهي ع-دد مقاب--ل للجه--د فق-ط مستويين مع لتعاملها الضجيج

وبس--هولة الرقمي--ة واألجه--زة ال--دوائر وتص--نيع تص--ميم وبس--هولة التش--ابهية اإلش--ارات إش--ارات أن--واع مختلف مع للتعامل الحواسيب وخاصة الرقمية المعدات نفس استخدام

إلى أدى مم-ا واآلح-اد األص-فار سلس-لة وه-و الشكل نفس تأخذ أصبحت التي المعلومات الكبيرة بقابليتها كذلك وتتميز.واحدة تقنية في الحواسيب وتقنية االتصاالت تقنية اندماج

الح-يز من كث-يرا قل-ل مم-ا فيه-ا المك-ررة المعلومات من التخلص سهولة بسبب للضغط تشفيرها وبسهولة الحواسيب وذاكرات االتصال قنوات على المعلومات هذه تحتله الذي

.أنواعها بمختلف المعلومات على والسطو التنصت أخطار من كثيرا قلل مما وتمويهها(Digital Signal Processing) الرقمية اإلشارات معالجة

بطريق--ة اإلشارات أنواع مختلف معالجة إمكانية هو الرقمية التقنية حسنات أهم من إن األنظم-ة من وغيره-ا االتصاالت أنظمة معها تتعامل التي اإلشارات معظم أن حيث رقمية

كتمريره--ا بس--يطة بط--رق إال معالجته--ا يص--عب وال--تي(analog) التشابهي النوع من هي نطاقه--ا. أم--ا ع--رض لتحدي--د أو فيه--ا ال--ذي الض--جيج بعض من للتخلص المرش--حات على

إلى ه--ذا عليه--ا المعالج--ة أن--واع من له--ا حصر ال عمليات إجراء فيمكن الرقمية اإلشارات المرش--حات أن حيث دقة أكبر بشكل تتم مثال كالترشيح المعالجة وظائف بعض أن جانب

لخصائص يكون ما أقرب خصائصها تكون بحيث تصميمها يمكن(digital filters) الرقمية أن إلى باإلض--افة التش--ابهية. ه--ذا بالطريق--ة بناؤه--ا يس--تحيل ال--تي المثالي--ة المرش--حات ح--يزا تحت--ل وال--تي والمحاثات والمواسعات المقاومات من بناؤها يتم العادية المرشحات

مث-ل إلى تحت-اج ال الرقمي-ة المرش-حات أن نج--د بينما فيها المستخدمة األجهزة في كبيرا (microprocessors) الدقيق--ة المعالجات باستخدام المعالجة عملية تتم بل المكونات هذه

الصغير. الحجم هذا بمثل خلوية هواتف تصنيع باإلمكان كان لما هذا ولوال الحجم الصغيرة ب--الغ زمن وخالل س--هولة بك--ل خصائصها تغيير يمكن أنه الرقمية المرشحات ميزات ومن

adaptive) متكيفة مرشحات تصميم يمكن فإنه وبهذا ببرامجها التحكم خالل من القصرfiltersم--ع الح--ال ه--و كم--ا ال-زمن م--ع تتغ-ير قد والتي عليها المارة اإلشارات طبيعة ( مع

بل فقط الترشيح عمليات على تقتصر ال الرقمية المعالجة الخلوية. إن الهواتف إشارات متفاوت--ة ب--درجات الرقمية اإلشارات ضغط إمكانية منها التعقيد بالغة وظائف إلى تتعداها

4

Page 5: أنظمة الاتصالات

في أق--ل نطاق عرض أو التخزين ذاكرات في أصغر حيزا لتحتل وذلك اإلشارة نوع حسب األق--راص على المرئي--ة اإلش--ارات تخ--زين باإلمك--ان ك--ان لم--ا ه--ذا ول--و االتص--ال قن--وات

المحط--ات مئ--ات بث باإلمك--ان ك--ان ولم--ا الخلوي--ة الهوات--ف ذاك--رات في أو المدمج--ة اس--تخالص يمكن الرقمي--ة المعالج--ة واح--د. وباس--تخدام ص--ناعي قم--ر من التلفزيوني--ة

( حيثimage processing) الصور بمعالجة يسمى فيما الصور من األهمية بالغة معلومات وال--رنين إكس كأش--عة المختلف--ة الطبي--ة التص--وير أجه--زة في التقني--ة ه--ذه تس--تخدم

بمختل--ف األم--راض ومعالج--ة لتشخيص صوتي والفوق المقطعي والتصوير المغناطيسي أنظمة وفي التنبؤ دقة لزيادة الجوية التنبؤات في كذلك وتستخدم األجنة ومراقبة أنواعها

للتنب-ؤ الجيولوجي-ا وفي تضاريس-ها ومعرف-ة األرض ث-روات الس-تغالل بعد عن االستشعار ال ال--تي التطبيق--ات من ذل--ك غير وإلى الرؤيا ألغراض الروبوتات وفي والبراكين بالزالزل

ب--التفكير المهندس--ون بدأ السبعينات بداية في الدقيقة المعالجات اختراع لها. ومنذ حصر بس--رعتها تتم--يز وال--تي الرقمي--ة اإلشارات المعالجة ألغراض خاصة معالجات تصميم في

مختبرات قامت المعالجة. ولقد هذه تتطلبها والتي الرياضية الحسابات إجراء في الكبيرة ش--ركة تمكنت بينم--ا الرقمية لإلشارات معالج أول بتصنيع م1979 عام في األمريكية بل

سلسلة ( منTMS32010) رقمي معالج أول بتصنيع م1983 عام في تيكساس تجهيزات في اآلن التطبيق--ات. ويوج--د من كث--ير في كب--يرا رواج--ا القت وال--تي الش--هيرة معالجاتها وبق--درات الخاص--ة أو العام--ة للتطبيق--ات مص--ممة رقمي--ة إش--ارات معالج--ات األس--واقالذكر. األنفة التطبيقات مختلف في تستخدم جدا كبيرة وسرعات

(Transmitter & Reciever) والمستقبالت المرسالتinput) دخل مصوغ من أشكاله أبسط في المرسل يتكون transducer)بتحوي--ل يقوم

األس--الك باس--تخدام إرس--الها يتم تش--ابهية كهربائية إشارة إلى األصلية المعلومات إشارة الحال--ة هذه مثل في المستقبل ويتكون شكلها على تعديل أي إجراء بدون المستقبل إلىoutput) خرج مصوغ من transducer )إش--ارة إلى كهربائي--ةال إش--ارةال بتحوي--ل يق--وم

عن--د الض--عيفة اإلش--ارة لتكب--ير إلك--تروني مض--خم استخدام يلزم وقد األصلية المعلومات) األساس--ي النط--اق إرس--ال بنظ--ام اإلرس--ال من النظ--ام ه--ذا مث--ل المستقبل. ويسمى

baseband transmission systemمن الهاتفي--ة المكالم--ة إرسال في يستخدم ما ( وأكثر النط--اق إرس--ال نظ--ام فه--و ش--يوعا األكثر اإلرسال نظام . أماالمقسم إلى المنزل هاتف

passband) التمريري transmission systemيغ--ذي مص--وغ من المرس--ل يتكون ( حيث بينم--ا( modulator) المض--من أو المع--دل يس--مى إلكتروني جهاز إلى الكهربائية إشارته الخ--رج. مص--وغ ( ثمdemodulator) التع--ديل بكاشف متبوع مضخم من المستقبل يتكون

إش--ارة خص--ائص مواءم--ة منه--ا مختلف--ة أغ--راض ل(modulation) التع--ديل عملي--ة تلزمو خص--ائص م--ع الكهربائي--ة المعلوم--ات

كام--ل الس--تغالل وكذلك االتصال قناة أك--ثر إرس--ال خالل من القن--اة نط--اق

تتموعليه---ا. معلوم---ات إش---ارة من تحمي---ل خالل من التع---ديل عملي---ة

) جيبي حامل على المعلومات إشارةsinusoidal carrier)ت---ردده يق---ع

بتغيير وذلك القناة تمرير نطاق ضمن الحام--ل ط--ور أو ت--ردد أو اتساع قيمة

إلش----ارة اللحظي----ة للقيم----ة تبع----ا االتس--اع تعديل يسمى بما المعلومات

(Amplitude Modulation (AM)) وأ Frequency) ال--------تردد تع--------ديل

Modulation (FM)) الطور تعديل وأ (Phase Modulation (PM)) .فتع-ديل وس-يئاتها ميزاته-ا ه-ذه التع-ديل أنواع من ولكل

المرس--لة اإلش--ارات ع--دد من يزي--د مم--ا االتصال قناة على ممكن حيز أقل يحتل االتساع المقاب--ل وفي المرس--ل ق--درة رف--ع يستلزم مما(noise) بالضجيج كثيرا يتأثر أنه إال عليها اإلش-ارة ق--درة من يخفض وه--ذا للض--جيج عالي--ة مقاومة لهما الطور أو التردد تعديل فإن

5

Page 6: أنظمة الاتصالات

على اإلش--ارة تحتل--ه ال--ذي الكبير الحيز هو التخفيض هذا ضريبة ولكن المرسل يبثها التي إلى المرس--الت في عليه--ا. ويوج--د المرس--لة اإلش--ارات ع--دد من يقلل مما االتصال قناة

) التع--اقب عملي--ة تل--زم حيث (multiplexer) المعقب يس--مى جه--از المع--دل ج--انبmultiplexing)قن-----اة الس-----تغالل

أك--بر بإرسال كامال استغالال االتصال المعلومات إشارات من ممكن عدد

ط---رق اس---تخدام خالل من عليه---ا تع----اقب ففي مختلف----ة. تع----اقب

Frequency) ال----ترددي التقس----يمDivision Multiplexing (FDM))

Wave) الم--وجي التقس--يم تع--اقبوDivision Multiplexing (WDM))

معلوم--ات إلش--ارة منه--ا ك--ل تتس--ع الصغيرة النطق من عدد إلى القناة نطاق تقسيم يتم يتمف (Time Division Multiplexing (TDM)) الزمني التقسيم تعاقب في أما .واحدة

إش--ارات عين--ات إلرس--ال الواح--دة اإلش--ارة عين--ات بين ةالزمني-- اتالفراغ من االستفادةCode) التش--فيري التقس--يم تع--اقب فيو أخ--رى Division Multiplexing (CDM)يتم ) بس--هولة بينه--ا الفص--ل يمكن بحيث ومتعامدة مميزة بشيفرات المختلفة اإلشارات تعديل

نفس اس--تخدام يتم الرقمية االتصاالت أنظمة ومستقبالت مرسالت وفي. المستقبل عند مح--ددة قيم تأخ--ذ الحام--ل وط--ور وت--ردد اتس--اع ولكن أعاله الم--ذكورة التع--ديل أن--واع

كتب--ديل الحقيق--ة ه--ذه تعكس باس--ماء المع--دالت سميت ولذلك متصلة وليست ومعدودةAmplitude-Shift) المزاح االتساع Keying ASKالم--زاح ال--تردد ( وتبديل (Frequency-

Shift Keying FSKالم-زاح الط-ور ( وتبديل (Phase-Shift Keying PSKفي (. ويوج-د بالغ-ة بوظ-ائف تق-وم والمعقبات المعدالت جانب إلى إضافية وحدات الرقمية المرسالت

األنظم--ة أص--بحت ول--ذلك التش--ابهية االتص--االت أنظم--ة في تنج--ز أن لها يمكن ال األهمية source) المص--در بمش--فرات يس--مى ما الوحدات هذه ومن األفضل. الخيار هي الرقمية

encodersالمعلوم--ات لض--غط تستخدم ( والتي (data compressionالتخلص خالل ( من تحتل--ه ال--تي الح--يز ب--ذلك فيق--ل المعلومات مصدر يصدرها التي المكررة المعلومات من

channel) القن--اة بمش--فرات يسمى ما أيضا االتصال. ويوجد قناة على المرسلة اإلشارةencodersعلى تعم--ل األص--لية المعلوم--ات م--ع البيان--ات بعض إلض--افة تستخدم ( والتي

) التعمي--ة وح--دات ك--ذلك المس--تلمة. ويوج--د اإلش--ارات على الض--جيج ت--أثير تقلي--لencryptionاألص--لية للمعلوم--ات وبع--ثرة خل--ط عملي--ة بإجراء تقوم والتي المعميات ( أو

من المتطفلين ومن--ع المرس--لة المعلوم--ات س--رية على لحف--اظل وذلك مدروسة بطريقة. محتوياتها تغيير أو عليها التنصت

(Wire & Wireless Channels) والالسلكية السلكية االتصال قنوات للمعلومات الحاملة الكهربائية اإلشارة نقلل والالسلكية السلكية االتصال قنوات تستخدم

من المس--تخدم االتص--االت نظ--ام إمكاني--ات تتح--دد م--ا وغالبا المستقبل إلى المرسل منchannel) نطاقه--ا فع--رض القن--اة هذه خصائص bandwidth)المعلوم--ات كمي--ة يح--دد يحدد وطولها القصوى اإلرسال مسافة يحدد(channel loss) وفقدها خاللها من المنقولة

time) الزمني التأخير مقدار delay)خالل من اإلش--ارات تنتشر السلكية القنوات . ففي الموجات اتومرشد ةالمحوري اتوالكبل ةالسلكي اتكالمزدوج زجاجية أو معدنية أسالك

الكهرومغناطيس--ية الموجات باب في وخصائصها تركيبها شرحنا والتي ةالزجاجي أليافوال) هوائي--اتال اس--تخدام يتم الالس--لكية القن--وات . وفيالنق--ل وخط--وط والهوائي--ات

antennas) خالل من وذل--ك بينهم--ا أس--الك وج--ود ب--دون المس--تقبل م--ع المرس--ل لربط إلى المرسل من الخارجة الكهربائية اإلشارات بتحويل اإلرسال هوائي يقوم حيث الفضاء

ه--ذه بالتق--اط االس--تقبال ه--وائي فيق--وم الفض--اء في تنتش--ر كهرومغناطيس--ية موج--ات الموج--ات المس--تقبل. وتنتش--ر به--ا يغ--ذى كهربائي--ة إش--ارات إلى وتحويله--ا الموج--ات

من قربه--ا بس--بب أنه--ا إال مس--تقيمة خط--وط ش--كل على األص--ل في الكهرومغناطيس--ية كاالنعك--اس الفيزيائي--ة الظ--واهر من لكث--ير تتع--رض ق--د الج--وي الغالف وض--من األرض

6

Page 7: أنظمة الاتصالات

وتفي-د االتص-االت أنظم-ة ببعض تض-ر ق-د ال-تي والتبع-ثر واالض-محالل والحيود واالنكسار أن--واع ثالث--ة إلى انتش--ارها لطريق--ة تبع--ا الراديوية الموجات تقسيم تم وقداآلخر. البعض

بس--بب بانحنائ--ه فتنح--ني األرض لس--طح مالص--قة تنتش--ر والتي السطحية الموجات وهي باأليونس--فير المسماة الجو طبقات عن تنعكس التي السماوية والموجات الحيود ظاهرة

ال--تي الفض--ائية والموج--ات ميغ--اهيرتز30 عن تردداته--ا تقل التي الموجات يعكس الذي 30 عن تردداته--ا تزي--د ال--تي الموج--ات وتش--مل مس--تقيمة خط--وط ش--كل على تنتش--ر

اإلرس--ال هوائ--يي بين المباش--رة الرؤي--ا ش--رط ت--وفر الس--تخدامها ويل--زم ميغ--اهيرتز والمس--تقبل المرس--ل حرك--ة حري--ة ه--و الالس--لكية القن--وات يميز ما أهم إنواالستقبال.

إرس--ال إمكانية وكذلك األسالك مد غياب بسبب الالسلكية االتصاالت أنظمة بناء وسهولة والتلفزيوني. أما الراديوي البث أنظمة في كما المستقبلين من ضخمة ألعداد المعلومات

كمي--ة ف--إن ول--ذلك الالس--لكية االتصاالت أنظمة لجميع مشتركة قناة الفضاء أن فهو عيبها في ل--ه المخص--ص النط--اق بع--رض مقي--دة المس--تخدم يرسلها أن يمكن التي المعلومات

وهي رئيسة أجزاء ثالثة من الكهرومغناطيسي الطيف يتكونالكهرومغناطيسي. الطيف وتحت المرئية األشعة وطيف جيقاهيرتز300 إلى الصفر من يمتد الذي الراديوي الطيف

ف-وق األش-عة وطيف جيقاهيرتز ماليين ثالثة إلى جيقاهيرتز300 من يمتد والذي الحمراء االتص--االت أنظم--ة في اس--تخدامها يتع--ذر وال--تي والكوني--ة الس--ينية واألش--عة البنفس--جية

تولي--د ط--رق في الكب--ير للتب--اين الحية. ونظ--را الكائنات على ولخطورتها توليدها لصعوبة وهي من--اطق ع--دة إلى تقس--يمها تم فق--د الرادي--وي الطي--ف موج--ات وانتش--ار وإش--عاع إلى3) ج--دا المنخفض--ة هيرتز( والترددات3000 إلى300) المنخفضة تحت الترددات

) المتوسطة كيلوهيرتز( والترددات300 إلى30) المنخفضة كيلوهيرتز( والترددات30 ميغ--اهيرتز( وال--ترددات30 إلى3) العالي--ة كيلوه--يرتز( وال--ترددات3000 إلى300

3000 إلى300) العالي--ة ف--وق ميغ--اهيرتز( وال--ترددات300 إلى30) ج--دا العالي--ة 30العل--و) بالغ--ة جيقاهيرتز( وال--ترددات30 إلى3) العلو فائقة ميغاهيرتز( والترددات

قط--اع تنظيم هيئ--ات قبل من للمستخدمين الترددات تخصيص جيقاهيرتز(. يتم300 إلى International) لالتص----االت ال----دولي االتح----اد م----ع بالتع----اون الوطني----ة االتص----االت

Telecommunication Union)المختلف--ة االتصاالت ألنظمة المتاحة الترددات يحدد الذي بين ت--داخل وج--ود ع--دم ش--ريطة ال--تردد نفس اس--تخدام بإع--ادة يس--مح م--ا ع--ادة والذي

واس--تخدام المح--دودة البث وق--درة الجغ--رافي التباع--د من باالستفادة المختلفة األنظمةمختلفة. واستقطاب وتشفير تعديل طرق

7

Page 8: أنظمة الاتصالات

والفاكس والتلكس التلغراف 5-3

8

Page 9: أنظمة الاتصالات

أهمي--ة ذا تط--بيق أول التلغ--راف ك--ان لق--د م1800 ع--ام في اختراعه--ا بع--د للكهرب--اء

تح--وال أح--دث كهرب--ائي اتص--االت نظام وأول بين المعلوم---ات نق---ل طريق---ة في ج---ذريا

ص---موئيل األم---ريكي تمكن البش---ر. لق---د من كل مع بالتزامن (Samuel Morse) مورس

William) ك---وك وليم اإلنكل---يزيين Cooke) ( منCharles Wheatstone) ويتستون وتشارلز .م1837 ع--ام في التلغ--راف نظ--ام اخ--تراع

عن "الكتاب--ة يع--ني وال--ذي التلغ--راف قوميو سلس--لة إلى المكتوب--ة الرسالة تحويلبعد" ب

والقص--يرة الطويل--ة الكهربائية النبضات من م--ورس تمكن مح--ددة ش--يفرات باس--تخدام

) الط--ول متغ--يرة م--ورس ش--يفرات ك--انت وق--د .األبجدي--ة الح--روف لتمثي--ل وض--عها منvariable-length codeوش--يفرات تك--رارا األك--ثر لألحرف قصيرة شيفرات أعطى ( حيث

ه--ذه إرس--ال ويتمالرس--الة. إرسال فترة طول لتقليل وذلك تكرارا األقل لألحرف طويلة تمت--د كهربائي--ة دائرة وفتح بإغالق يقوم كهربائي مفتاح على الضغط خالل من الشيفرات

مختلف--ة بط--رق الش--يفرات ه--ذه التق--اط يتم المس--تقبل وعن--د والمستقبل المرسل بين استبدلت ثم كهربائي ملف في التيار مرور عند تنحرف بوصلة عن عبارة البداية في كانت

طويل--ة خط--وط ش--كل على الش--يفرات برس--م يق--وم كهربائي--ة مطرق--ة على مثبت قلمب التلغ-راف خدمة . بدأتاألصلية للرسالة وتحويلها بترجمتها التلغراف عامل يقوم وقصيرة وتم العالم دول وبقية وأوروبا الشمالية أمريكا أنحاء جميع في متسارع بشكل باالنتشار

والوحدات الحكومية والدوائر المالية والمراكز القطارات ومحطات البريدية المراكز ربط التلغ--راف أنظم--ة من بش--بكة العسكرية

الرس--ائل نقل الناس على بذلك فسهلت أول مد تم لقدالضوء. و بسرعة واألخبار

لتوف--ير اإلنكليزي القنال عبر بحري كبل في وإنكل-ترا فرنس-ا بين التلغراف خدمة نظ--ام أول تش--غيل وتم م1851 ع--ام

في وأميرك--ا أوروب--ا بين بح--ري تلغ--راف تمكن م1874 ع--ام م. وفي1866 عام

أرب--ع إرس--ال من أديس--ون األم--ريكي نفس اتجاه( على كل في )اثنتان برقيات في برقي--ات8 إلى زيادته--ا وتم الخ--ط

ب--دأت م1896 ع--ام م. وفي1915 ع--ام الموج-----ات الس-----تخدام المح-----اوالت

البرقية الرسائل لنقل الكهرومغناطيسية اإلش--ارات ض--عف بس--بب ولكن الس--لكيا اخ--تراع تم أن إلى عملي--ا اس--تخدامها تأخر التلغراف استقبال أجهزة تشغيل عن وعجزها (teleprinter) بع--د عن الطباع--ة نظ--ام اختراع م. ومع1906 عام في اإللكتروني الصمام

فم--ا وأس--رع أس--هل بش--كل المكتوب--ة الرس--ائل إرسال باإلمكان أصبح م1901 عام في ب--دأت وب--ذلك االستقبال طابعة عند الورق على مباشرة يظهر اإلرسال طابعة على يطبع الطابع--ات وفي. البس--يط التلغ--راف نظ--ام مح--ل ت--دريجيا تحل البعدية الطابعات خدمة

أحرف خمسة يبلغ ( بطولfixed length code) الطول ثابتة شيفرات استخدام تم البعدية وفيم. 1874 عام في(Emile Baudot) بودت إميل الفرنسي العالم قبل من وضعه تم

مقاس--م غ--رار على بع--د عن الطابع--ات لرب--ط خاص--ة مقاسم استخدام تم م1931 عام ب-دأ ال-ذي و(telex) التلكس بنظ-ام يع-رف م-ا فظه-ر مش-ترك لكل رقم وإعطاء الهاتف

والمؤسس--ات الش--ركات قب--ل من به--ا االش--تراك على الطلب تزايد مع السريع باالنتشار والتلكس التلغ--راف على يتم--يزف بع--د عن النس--خ أو الف--اكس نظام وغيرها. أما والبنوك

9

Page 10: أنظمة الاتصالات

الص-ور من تتك-ون ق-د ال-تي األص-لية الوثيق-ة عن األصل طبق صورة إرسال على بقدرته أول تسجيل تم لقد اليد. بخط المكتوبة أو المطبوعة النصوص أو والرسومات والخرائط

) بين الكس--ندر السكوتلندي المخترع باسم م1843 عام في الفاكس لجهاز اختراع براءةAlexander Bainكاس--يلي جيوف--اني االيط--الي قبل من عملي فاكس أول بناء تم ( وقد (

Giovanni Caselliتس--تخدم الحجم كب--يرة الفاكس--ات ه--ذه وك--انت م1861 ع--ام ( في مح--دودة ك--انت ول--ذا الص--ور إلظه--ار الكيميائي--ة والطرق الصورة مسح لعملية البندوالت

بتصنيع( Rudolf Hell) هيل ردولف األلماني المهندس قام م1929 عام فيو االستخدام. الض--وئية والكواشف الميكانيكي المسح استخدام تم حيث الحديثة الفاكسات أشكال أول

ش--بكات خالل من ترس--ل كهربائي--ة إش--ارة إلى إرسالها المراد الصفحة محتويات لتحويل الص--ورة. إلظه--ار تحميض--ه يتم فيلم على طبعه--ا بإع--ادة آخر جهاز فيقوم العامة الهواتف

المس--ح طرق تستخدم التي الفاكس أنظمة ظهرت العشرين القرن من السبعينات وفي يمكن بحيث اإلرس-ال زمن من كث-يرا قلص-تف الحراري الورق على والطباعة اإللكترونية

ع--دة في الص--فحة واس--تقبال إرس--ال الرقمي--ة التقنية استخدام ومع.دقائق

البيان--ات ض--غط وتقني--ة اإلرس--ال في في المنف-----وث الح-----بر وطابع-----ات

الصفحة إرسال زمن أصبح التسعينات م--ع ث--واني عش--رة من أق--ل في يتم

الملونة. الوثائق إرسال إمكانية

أو التليفون شبكات5-4 Telephone) الهاتف

Networks) الص---وت لنق---ل المح---اوالت ب---دأت

اخ---تراع من---ذ الكهرب---اء باس---تخدام تم وق--د م1837 ع--ام في التلغ--راف

االختراع براءات من كبير عدد تسجيل أميرك--ا من ك--ل في اله--اتف لنظ--ام هاتف جهاز تصنيع في أحد يفلح لم ولكن وأوروبا

األم----ريكي تمكن م1876 ع----ام عملي. وفيAlexander) ب--ل جراه--ام Graham Bell)من

من يتك--ون ك--ان عملي ه--اتف جه--از أول تص--نيع كهربائي--ة إش--ارة إلى الص--وت يح--ول ميكرف--ون

.ص-وت إلى الكهربائي-ة اإلش-ارة تح-ول وسماعة أول م1877 ع-ام في ب--ل جراه--ام أس-س ق--دو

للهوات--ف( ب--ل )ش--ركة الهاتفي--ة للخدم--ة ش--ركة وك--انت خ--ط21 بس--عة األمريكي--ة الم--دن إح--دى في هاتفي--ة شبكة أول ببناء قامت التي

الطلب ب--دأ النج--اح ه--ذا وبع-د .المقس--م مأمور قبل من يدويا تتم المشتركين ربط عملية األمريكي--ة الم--دن بقية في مماثلة محلية هاتفية شبكات بناء فتم الخدمة هذه على يتزايد جه--از يعم--لمش--ترك. أل--ف خمس--ين إلى سنوات ثالث بعد المشتركين عدد وصل بحيث

في يوج--د حيث البطاري--ات على أي المباش--ر التي--ار باس--تخدام التلغراف في كما الهاتف األنظم--ة في ف--ولت48 يبل--غ نسبيا عالي جهد لها المشتركة البطاريات من عدد المقسم يك--ون المش--تركين. وعن--دما هوات--ف جمي--ع الت--وازي على البطاري--ات هذه وتغذي الحالية تي--ار أي تس--حب وال مفتوح--ة تكون الكهربائية الدائرة فإن التشغيل عدم وضع في الهاتف

ال-دائرة إغالق تلقائي-ا يتم فإن-ه مكالم-ة إلج-راء اله-اتف سماعة رفع عند أما البطارية من ع-امالت أو عم-ال أح-د تنب-ه ص-غيرة لمب-ة يش-غل كهرب-ائي تي-ار فيه-ا ويسري الكهربائية اله--اتف ب--رقم ش-فويا الش--خص فيبلغ-ه الط--الب باله--اتف هاتف-ه برب--ط فيق-وم المقس--م تمكن م1891 ع--ام وفيبينهم--ا. المكالم--ة لتب--دأ مع--ا اله--اتفين برب--ط فيق--وم المطلوب

Almon) س----تروجر ألم----ون األم----ريكي Strowgerآليال مقس----مال اخ----تراع ( من

10

Page 11: أنظمة الاتصالات

step-by-step) الخط--وة-خط--وة مقس--مب المس--مى الكهروميك--انيكي exchange) وتم بعض في المقس--م م--أمور عن كب--ديل الهاتفي--ة الش--بكة في م1892 عام في استخدامه ترب--ط مف--اتيح أربع--ة خالل من اله--اتف رقم طلب يتم ك--ان المقسم هذا وفي المقاسم. لنق--ل خ--امس لسلك باإلضافة أسالك بأربعة بالمقسم األسالك لهذه راجع كخط األرض واستخدمت المكالمة الهوات--ف اس--تبدال م1896 عام في تم قد و.الخمسة

أرق--ام العش--رة ذات القرص--ية بالهواتف المفاتيح ذات االس--تغناء بع--د فق--ط بس--لكيين بالمقسم ترتبط والتي

باس--تخدام ال--رقم طلب وعندراجع. كخط األرض عن يول--د ت--دويره يتم رقم ك--ل ف--إن القرص--ية الهوات--ف الم--دار ال--رقم ع--دد يس--اوي ع--ددها كهربائي--ة نبض--ات تنتهي متسلس--لة مف--اتيح ب--إغالق النبض--ات هذه وتقوم ع--ام وفي المطل--وب. باله--اتف الطالب الهاتف بربط

المكالم--ات مدى زيادة من المهندسون تمكن م1915 باس--تخدام الكيلوم--ترات آالف إلى لتص--ل الهاتفي--ة اختراعه--ا تم ال--تي اإللكتروني--ة الص--مامات مضخمات

المكالم--ات لنق--ل المحوري--ة الكبالت اس--تخدام تم م1935 ع--ام م. وفي1906 ع--ام في الكب--ل نفس على المكالم--ات من كب--ير ع--دد نق--ل وتم البعي--دة المقاس--م بين الهاتفي--ة

مقاس--م اس--تخدام تم م1938 ع--ام ال--ترددي. وفي التقس--يم تع--اقب تقني--ة باس--تخدامcross-bar) المتعام--دة القض--بان exchange)بص--غر تمت--از ال--تي الكهربائي--ة والم--رحالت

اس--تخدام تم م1946 ع--ام الخط--وة-خط--وة. وفي بمقاسم مقارنة ضجيجها وقلة حجمها المن--اطق في وخاص--ة الم--دن بين المكالم--ات لنق--ل الدقيق--ة الموج--ات اتص--االت أنظمة الهاتفي--ة الخدم--ة ب--دأت م1955 عام المحورية. وفي الكبالت مد فيها يتعذر التي الوعرة

األطلسي المحيط عبر بينهما بحري محوري بليك أول مد بعد وأميركا أوروبا بين السلكية يتمكن لم فني--ة مش--اكل بس--بب وذل--ك التلف--ون اختراع على عاما ثمانين مرور بعد وذلك

التلغ--راف لخدم--ة بحري كيبل أول بأن التذكير مع. المدة هذه طول حلها من المهندسون التلغ--راف نظ--ام اخ--تراع على فقط عاما ثالثين مرور بعد أي م1866 عام في مده تم قد

طويل--ة لمس--افات إرس--الها يمكن كهربائي--ة نبض--ات مع يتعامل التلغراف أن بسبب وذلك م1960 عام وفيالحديثة. الرقمية األنظمة مع الحال هو كما الضجيج عليها يؤثر أن دون اس--تخدام وتم الترانزس--تورات من المبني--ة اإللكتروني--ة المقاس--م من األول الجي--ل ظهر

م1964 ع--ام وفي.م1962 ع--ام في المقاس--م بين المكالم--ات نقل في الرقمية التقنية يتم والتي الكبس أزرار ذات الهواتف ظهرت إلى المطل--وب اله--اتف رقم إرس--ال فيه--ا

لك--ل فق--ط واح--دة نبضة باستخدام المقسم عشر النبضة طول يتجاوز وال الرقم من خانة

جيبي--ة إش--ارة من النبض--ة الثاني--ة. وتتك--ون العش--رة األرق--ام ولتمثي--ل مختلفين بترددين

اختيارهم-ا تم ت-رددات ثماني-ة استخدام يلزم الترددات نطاق ضمن منفصلين نطاقين في

ويمث--ل نطاق كل في ترددات أربعة الصوتية نطاق كل من واحد بترددين عشري رقم كل

ال--رقم طلب في الطريق--ة ه--ذه ف--إن ولذلك) النغم--ة ثن--ائي ال--تردد متعدد الطلب تسمى

Dual Tone Multi Frequency (DTMF) Dialing . ) وبعد ذات الهواتف استخدام ك--انت أن بع--د مع--دودة ث--واني في تتم طوله بلغ مهما الرقم طلب عملية أصبحت األزرار

اس--تخدام تم م1965 ع--ام وفيالقرص--ية. الهوات--ف في الدقيق--ة من يق--رب ما تستغرق للكيبالت ورديفا بديال وأصبحت القارات بين الهاتفية المكالمات نقل في الصناعية األقمار

المقاس--م اس--تخدام تم م1966 ع--ام في . والدولي--ة المكالم--ات نق--ل في البحري--ة توجي--ه أنظم--ة في كبيرة نوعية نقلة إلى أدى مما بالحاسوب المخزنة بالبرامج المحكومة

11

Page 12: أنظمة الاتصالات

للمس--تخدمين. الخ--دمات من كث--ير وتق--ديم الفوات--ير وإصدار الهواتف وترقيم المكالمات المرتب-ط القاع-دة جه-از من يتك-ون وال-ذي الالس-لكي اله-اتف ظه-ر م1967 ع-ام وفي

اتص--االت بنظ--ام القاعدة مع يتراسل الذي المتحرك الهاتف وجهاز الثابت الهاتف بسلكي للمس--تخدمين الحري--ة بعض أعطى مم--ا األمت--ار عشرات يتجاوز ال المدى قصير السلكي تم م1976 ع--ام في ومكالم--اتهم. يج--رون وهم من--ازلهم وأفني--ة داخ--ل في للتج--ول

في المزماري--ة الم--رحالت من ب--دال كمب--دالت الرقمي--ة اإللكتروني--ة ال--دوائر اس--تخدام احتياج--ات لتل--بي المقاس--م برمج--ة إع--ادة في كبيرة حرية وفر مما اإللكترونية المقاسم

تم م1977 ع--ام وفيالمقاس--م. أحج--ام تقليص ج--انب إلى المختلف--ة المس--تخدمين في استخدامها ثم ومن المقاسم بين الهاتفية المكالمات لنقل الزجاجية األلياف استخدام المحمول--ة الخلوية الهواتف ظهرت م1983 عام وفيم. 1988 عام في البحرية الكبالت

ع-ام وفيالتس-عينات. بداي-ة في األش-خاص قب-ل من المحمولة تلك تبعها المركبات فيللمنازل. اإلنترنت خدمة لنقل العامة الهاتفية الشبكة استخدام تم م1994 م--وزعين مش--ترك ملي--ون وخمس--مائة ألف عن يزيد ما اليوم العامة الهواتف شبكة تربط على الكبس خالل من ببعض--هم االتص--ال يمكنهم بحيث األرض--ية الك--رة أنحاء جميع على المش--تركين من الض--خم الع--دد ه--ذا معدودة. ولربط ثوان في الرد فيأتي هواتفهم أزرار المش--تركين رب--ط تم فق--د واألسالك األجهزة من ممكن قدر بأقل العمالقة الشبكة بهذه ثقل مركز في موجود(local exchange) محلي بمقسم الواحدة الجغرافية المنطقة في

الش--بكة ه--ذه خالل ومن المس--تخدمة النحاس--ية األس--الك كمي--ة لتقلي--ل السكاني التجمع مسار تحديد اآللي المقسم يتولى حيث ببعضهم آليا االتصال المشتركون يستطيع المحلية

م--ع االتص--ال من المش--تركين ه--ؤالء المطل--وب. ولتمكين ال--رقم اس--تالمه بع--د المكالمة المحلي--ة المقاس--م رب--ط يتم الواح--دة الدول--ة في األخ--رى المحلي--ة المقاس--م مشتركي

المقاس---م ورب---ط مركزي---ة بمقاس---م المتج---اورة الكبالت تستخدم ما وغالبا وطنية بمقاسم المركزية

ووص----الت الض----وئية األلي----اف وكبالت المحوري----ة ببعض--ها. أم--ا المقاس--م لرب--ط الدقيق--ة الموج--ات من فيتم المختلف--ة ال--دول مش--تركي بين االتص--ال

ترتب--ط دولية بمقاسم الوطنية المقاسم ربط خالل هاتفية حركة وجود حالة في مباشر بشكل بعضها مع

حال--ة في أخرى دول خالل من أو الدولتين بين كبيرة الكواب--ل باس--تخدام وذل--ك الخفيفة الهاتفية الحركة

ووص---الت الض---وئية األلي---اف كواب---ل و المحوري---ة لحاج--ة نظ--را والصناعية. واألقمار الدقيقة الموجات وغيره--ا والمصانع والمستشفيات والجامعات والبنوك والشركات والمؤسسات الوزارات

بينهم فيم--ا االتص--ال من لتمكينهم فيه--ا للع-املين الهاتفي--ة الخدم--ة لتوفير التجمعات من عام هاتف خط توفير اقتصاديا المجدي غير من أنه وجد فقد عالية بكفاءة مهماتهم إلنجاز

ه--ذه داخل في خاصة فرعية هاتفية اتصال شبكة بناء األمثل الحل كان ولذا موظف لكل كافي--ة بسعة آلي فرعي مقسم من الخاصة الفرعية الهاتفية الشبكة المؤسسات. تتكون

بين الهاتفي--ة الخدم--ة لتوف--ير ويتم المعنية الهيئة مستخدمي

مع الفرعي المقسم هذا ربط بع-دد العام-ة الهاتفي-ة الشبكة

من يتح--دد الخطوط من كاف الداخل-ة الهاتفي-ة الحركة حجم

والخارجة. المتنقلة الهواتف & Cellular) والخلوية

Mobile Telephones) أنظمة فكرة ظهرت

ظهور مع المتنقلة االتصاالت

12

Page 13: أنظمة الاتصالات

اإلرسال ألجهزة الكبير الحجم بسبب ولكن العشرين القرن بداية في الالسلكي اإلرسال األربعينات بداية إلى استخدامها تأخر فقد لتشغيلها عالية لطاقة وحاجتها واالستقبال

والحقا العسكرية االتصاالت وفي والبحرية الجوية المالحة أنظمة في استخدمت نحي التطبيقات من وغيرها اإلسعاف وسيارات والشرطة المدني الدفاع اتصاالت أنظمة في

فقد الهواتف أنظمة في استخدامها . أماالمركبات في االتصال أجهزة فيها تحمل التي الدقيقة والمعالجات المتكاملة الدوائر تقنيات نضوج بعد الثمانينات بداية إلى تأخر

وقليلة الوزن وخفيفة الحجم صغيرة هواتف تصنيع على ساعدت التي والبطاريات عدد لقلة . ونظرااألشخاص قبل من أو بالمركبات حملها يمكن للطاقة االستهالك) الخلوية الهواتف نظام استخدام تم فقد الالسلكية الهواتف لشبكات المتاحة الترددات

cellular telephone) تغطيتها المراد الجغرافية المنطقة تقسيم في تهفكر تتلخص الذيو بين الواحدة الخلية قطر يتراوح(cells) الخاليا تسمى الصغيرة المناطق من عدد إلى

الكثافة زيادة مع الخاليا تصغر حيث السكانية كثافةلل تبعا كيلومترات وعدة كيلومتر نصف لكل االتصال بتأمين تقوم(base station) قاعدية محطة خلية كل منتصف في وتوضع

للهواتف المخصص النطاق في المتاحة الترددات عدد إن. اهاحم في يدخل مشترك كبير لعدد السلكية اتصال قنوات ولتوفير تردد ألفيال يتجاوز ال ميغاهيرتز( 50) الخلوية

هذا في المشتركين عدد لزيادة الترددات هذه استخدام إعادة من بد فال المشتركين من التردد. نفس على المنقولة المكالمات بين للتداخل تفاديا مدروسة بطريقة ولكن النظام

الترددات جميع توزيع التالي: يتم النحو على الترددات استخدام إعادة عملية وتتم اسم عليها يطلق متجاورة خاليا مجموعة على المتاحة يعاد ال أن شريطة معين وبترتيب (cluster) العنقود

نضمن وبذلك المجموعة هذه ضمن التردد استخدام ضمن المتواجدين المشتركين بين تداخل أي وجود عدم

نفس استخدام يعاد ثم ومن المجموعة هذه حدود تضمن جديدة وبترتيبات أخرى عناقيد خاليا في الترددات

العناقيد في المتجاورة الخاليا بين التداخل عدم الخاليا مكالمات بين التداخل عدم نا ولضم.المختلفة

المحطات بث قوة تحديد يتم التردد نفس تستخدم التي دون إشارتها قوة تتضاءل بحيث خلية كل في القاعدية يتكونوبها. المحيطة الخاليا حدود خارج معين مستوى

وهواتف قاعدية محطات من الخلوية الهواتف نظام خالل من باستمرار بينها فيما تتخاطب ذكية متنقلة إلجراء الالزمة الترددات لتأمين والتحكم التأشير قنوات

الهواتف بشبكة خاص وتحكم تبديل مركز مع القاعدية المحطات ربط ويتم المكالمة شبكة تبديل بمراكز المركز هذا ربط ويتم المشتركين جميع بين االتصال لتأمين الخلوية متطلبات أهم أحد إنالعامة. الهواتف شبكة مشتركي مع االتصال لتأمين العامة الهواتف

يضمن والذي (handoff or handover) التسليم خدمة توفر هو الخلوية الهواتف نظام النظام يقوم حيث خلية إلى خلية من انتقاله عند الجارية المستخدم مكالمة انقطاع عدم

في دخوله بمجرد المستخدم مكالمة ليحمل الجديدة الخلية ترددات من جديد تردد بتوفيرحماها.

تحمل كانت بهواتف الثمانينات مطلع في التشابهية الخلوية الهواتف استخدام بدأ لقد خلوية هواتف صناعة تم والبطاريات المتكاملة الدوائر تقنية تطور ومع المركبات في

) األول الجيل هو وهذا األشخاص قبل من حملها يمكن الوزن وخفيفة الحجم صغيرة1G)الثاني الجيل أوروبا في ظهر م1992 عام . وفيالخلوية الهواتف أنظمة من (2G)المتنقلة لالتصاالت العالمي النظام وهو (GSM)الرقمية التقنية يستخدم والذي باستخدام المشتركين عدد زيادة بإمكانية الجيل هذا ويمتاز التشابهية التقنية من بدال

وفي. (SMS) القصيرة الرسائل إرسال إمكانية وكذلك الصوت لضغط متقدمة تقنيات قدراته بكامل ليس ولكن بالظهور(3G) الثالث الجيل أشكال أول بدأت م2001 عام

) أرباع وثالثة الثاني والجيل(2.5G) والنصف الثاني كالجيل أسماء عليه أطلق ولذلك2.75G)البيانات نقل إمكانية هو الثاني على الثالث للجيل الرئيسية والميزة (data

13

Page 14: أنظمة الاتصالات

transmissionميجاهيرتز. إن لعدة تصل قد وبمعدالت الهاتفية المكالمات جانب ( إلى البريد واستقبال إرسال من المستخدم تمكن الثالث الجيل في البيانات نقل إمكانية

) المتعددة الوسائط ومعلومات الملفات وتبادل اإلنترنت وتصفح اإللكترونيmultimediaالمكالمات وإجراء بل والمرئية السمعية والملفات الساكنة ( كالصور

على مقتصرة المتنقلة الخلوية الهواتف خدمة (. إنvideo phone) والصورة بالصوت قبل من إنشاؤها يتم التي الخاليا ضمن وذلك األرضية الكرة سطح على محدودة مناطق

األرض سطح معظم تغطية فكرة التسعينات منتصف في برزت ولذا االتصاالت شركات يستخدم الذي الشخصي االتصاالت نظام تطوير تم أميركا فيالمتنقل. ف الهاتف بخدمة قاعدية كمحطات والمتوسطة المنخفضة المدارات ذات المتزامنة غير الصناعية األقمار ال أنها غير األرض من لقربها الضعيفة الخلوية الهواتف إشارات التقاط يمكنها والتي دوران مع دورانها تزامن لعدم نتيجة معينة زمنية لفترة إال المنطقة سماء في تظهر

في األقمار هذه من كافي عدد وضع من بد ال ولهذا المتزامنة األقمار في كما األرض أحدها غاب كلما بحيث بانتظام محيطه على الواحد المدار أقمار فيها توزع مدارات عدة ببناء عالمية شركات عدة بدأت إليه. لقد تلقائيا المكالمات فتحول يليه الذي القمر طلع في"موتوروال" شركة أطلقته الذي(Iridium) اإلرديوم نظام أشهرها األنظمة هذه مثل ) قطبية فوق دائرية مدارات ستة على موزعة قمر66 من يتكون الذيو م1998 عام كل يغطي شعاع48 قمر كل كيلومتر( ويشع780 ارتفاع على مدار كل في قمر11

معالجة الواحد القمر ويستطيع كيلومتر150 قطرها يبلغ أرضية بمساحة خلية شعاع المشهورة الصناعية األقمار هواتف أنظمة ومنواحد. آن في هاتفية مكالمة1100 متزامن مدار في موضوع ولكنه فقط واحد صناعيا قمرا يستخدم والذي الثريا نظام ومناطق األوسط والشرق وأفريقيا أوروبا ويغطي كيلومتر ألف وثالثين ستة ارتفاع على

إلى ارتفع ماليين4 م1988 عام العالم في الخلوية الهواتف عدد بلغأسيا. من كبيرة عام في مليون600 وإلى م1995 عام في مليون85 وإلى م1990 عام في مليون11

مليون آالف ثالثة م2007 عام في العدد وتجاوز م2005 عام في مليون وألفي م2000 هواتف العالم سكان من بالمائة تسعين يمتلك أن م2010 عام في المتوقع ومن مشترك

غرام مائتي معظمها وزن يتجاوز ال التي الحديثة الخلوية الهواتف دور يقتصر لم. خلوية ففيها البال على تخطر تكن لم بوظائف تزويدها تم بل الهاتفية المكالمات إجراء على

يتم رقمية مسجالت وفيها ومتحركة ثابتة صور التقاط على قادرة الدقة عالية كميرات المحطات بث يلتقط راديو وفيها والمرئية السمعية الملفات من كبيرة كميات تخزين فيها

غير وإلى شخصي كحاسوب بعضها ويعمل الموقع تحديد أنظمة وفيها األرضية اإلذاعيةالخدمات. ذلك

Integrated Services Digital) الخدمات متكاملة الرقمية الشبكة Network)

من االستفادة يمكن أنه إال الهاتفية المكالمات لنقل العامة الهواتف شبكة صممت لقد من أخرى أنواع لنقل إمكاناتها

قدرات ضمن تقع وبمعدالت المعلومات استخدامها تم فقد ولذا الشبكة هذه

والحواسيب. الفاكس أجهزة لربط) التشابهية المودمات استخدام بدأ لقدف

analog modems )الحواسيب ربط في الستينات منذ الهاتفية الشبكة خالل من عدة يتجاوز ال النقل معدل كان وقد

مع ولكن الثانية في البتات من مئات رفع تم متقدمة تعديل طرق استخدام

لخط القصوى السعة إلى النقل معدل اليوم وصل والذي النحاسي المشترك

في كيلوبت56 من يقرب ما إلى خدمة على الطلب تزايد الثانية. ومع

14

Page 15: أنظمة الاتصالات

تدني لمشكلة حل عن البحث الضروري من أصبح الهاتفية الشبكة خالل من اإلنترنت الذي الضيق نطاقه لعرض يعود والذي النحاسي المشترك خط على البيانات نقل معدل

نقل خطوط باستخدام المبدأ حيث من المشكلة هذه حل كيلوهيرتز. ويمكن3 يتجاوز ال يتطلب الحل هذا ولكن المحورية والكبالت الزجاجية كاأللياف واسع نطاق عرض ذات

من كيلومتر مليون آالف ثالثة من أكثر الستبدال الدوالرات من المليارات آالف صرف على العمل انصب فقد المقترحة. ولذا الخطوط هذه من يماثلها بما النحاسية األسالك

نقل معدل لزيادة الرقمية التقنية واستخدام النحاسي المشترك خط على اإلبقاء في المشترك خط نهاية عند الموجودة المرشحات من التخلص بعد عليه البيانات النحاسي. السلك نطاق عرض انخفاض في إليها السبب يعود والتي المحلي المقسم

خط اسم عليها أطلق التي الرقمية المودمات من أنواع عدة ظهر التسعينات بداية وفي بمعدالت البيانات نقل تستطيع(Digital Subscriber Line (DSL)) الرقمي المشترك

الثانية في ميغابت6 عن يزيد ما إلى وصل بحيث التشابهية المودمات من بكثير أعلى Asymmetric Digital) الالمتماثل الرقمي المشترك بخط والمسمى أنواعها بعض في

Subscriber Line (ADSL))من مختلفة أنواع نقل على الشبكة هذه لقدرة . ونظرا بإمكانية تمتاز والتي الخدمات متكاملة الرقمية الشبكة اسم عليها أطلق فقد المعلومات

ولكل الخط نفس على والفاكسات والحواسيب كالهواتف مختلفة أجهزة ثمانية ربط مهندسي حلم زال االعتيادية. وال الشبكة في للخط واحد رقم من بدال الخاص رقمه جهاز

أنواع جميع نقل تستطيع النطاق واسعة الخدمات متكاملة رقمية شبكة بناء االتصاالت على جوهرية تعديالت إجراء يتطلب وهذا التلفزيونية اإلشارات فيها بما المعلومات

بين النقل وخطوط الهاتفية اإللكترونية المقاسم كاستبدال الشبكة وبرتوكوالت معمارية أنواع مختلف مع التعامل على قادرة والتبديل للتراسل جديدة ومعدات بتقنيات المقاسم

(Asynchronous Transfer Mode (ATM)) الالمتزامن النقل نمط كتقنية المعلومات . تعمل(Synchronous Digital Hierarchy (SDH)) المتزامن الرقمي التراتب وتقنية إشارات أنواع لمختلف الرقمية البيانات وتبديل نقل على الالمتزامن النقل نمط تقنية

بثبات التقنية هذه وتتميز (packet switching) الرزمي التبديل باستخدام المعلومات على يساعد وهذا الحجم المتغيرة الحواسيب شبكات رزم خالف على وذلك الرزمة حجم

بحيث به التحكم يمكن زمني تأخير وذات عالية كفاءة ذات وتوزيع نقل معدات تصميم أنظمة عن واالستغناء خاللها من التلفزيونية واإلشارات الهاتفية المكالمات نقل يمكن

الرقمي التراتب تقنية المتدنية. أما الكفاءة ذات(circuit switching) الداراتي التبديل Synchronous optical networking) المتزامنة الضوئية بالشبكة يسمى ما أو المتزامن

(SONET))بخمسين تبدأ عالية نقل معدالت ذات تراسل تقنية فهي األمريكي النظام في عقد ربط في تستخدمو الثانية في جيقابت وستين بمائة وتنتهي الثانية في ميجابت

نظرا لالتصال كقنوات الضوئية األلياف بالتيك تستخدم ما وغالبا الرقمية الشبكاتالبيانات. من العالية المعدالت هذه نقل على الفائقة لقدرتها

والتلفزيوني اإلذاعي البث 5-5 من والمرئية السمعية إشاراتال بثل الكهرومغناطيسية األمواج استخدام في التفكير بدأ

في الكهرومغناطيس--ية األم--واج اكتش--اف مع المستقبالت من كبير عدد إلى واحد مرسل) الذب--ذبات مول--دات غي--اب بس--بب ولكنه--يرتز. األلم--اني الع--الم يد على م1890 عام

oscillators)اإللكتروني---ة مض---خماتالو المرس---الت في اإلش---ارات له---ذه كح---امالت أن إلى ظهوره--ا ت--أخر فقد المستقبالت تلتقطها التي جدا الضعيفة إلشاراتل كمضخمات

دي األم--ريكي المهن--دس ي--د على م1906 ع--ام في اإللك--تروني الص--مام اخ--تراع تم المعلوم--ات بثب يق--وم عالي--ة بث طاقة ذي واحد مرسل من البث نظام فورست. يتكون

بهوائي--ات الم--زودة المس--تقبالت من كب--ير ع--دد إلى كهرومغناطيسية موجات شكل على موج-ات ش-كل على إم-ا المرس-ل من المبثوث-ة الموج-ات المناس-بة. وتنتش-ر االستقبال المس--تخدمة. البث هوائي--ات ون--وع ال--تردد لقيم--ة تبع--ا فض--ائية أو س--ماوية أو س--طحية

أجه--زة تص--نيع كلف--ة من تقل--ل ال--تي التع--ديل أن--واع بعض األنظم--ة ه--ذه في ويس--تخدم تحتل--ه ال--تي النط--اق عرض وفي البث طاقة في هدرا ذلك يقابل ما غالبا ولكن االستقبالالبث. محطات

15

Page 16: أنظمة الاتصالات

(Radio Broadcasting) اإلذاعي البث

16

Page 17: أنظمة الاتصالات

والتلفون التلغراف إشارات لنقل الكهرومغناطيسية الموجات الستخدام المحاوالت بدأت الموجات لتوليد طريقة هيرتز األلماني العالم اخترع أن منذ السمعية اإلشارات وبث

ثغرة بينهما معدنيتين كرتين هيرتز استخدم م. فقد1890 عام في الكهرومغناطيسية بتوليد الشرارة فتقوم بينهما عالي جهد تسليط عند كهربائية شرارة لتوليد جدا ضيقة) الشرارة ثغرة بمرسل الجهاز هذا وسمى الكهرومغناطيسية الترددات من واسع طيف

transmitter spark-gap)بوبوف اليكسند الروسي الفيزيائي تمكن م1895 عام . وفي (Alexander Popovسماه الكهرومغناطيسية الموجات اللتقاط بسيط جهاز اختراع ( من

قطبين بين موضوعة معدنية بحبيبات مملوء أنبوب عن عبارة وهو(coherer) المتماسك عالية تكون المتماسك مقاومة فإن كهرومغناطيسي مجال وجود عدم حالة وفي معدنيين

المقاومة بذلك فتقل وتتماسك تتجاذب المعدنية الحبيبات فإن عليه مجال تسليط عند أما والمستقبل الشرارة ثغرة مرسل من المكون اإلرسال نظام نجح القطبين. لقد بين

اإلرسال يتم حيث الرقمية طبيعته بسبب الالسلكية التلغراف أنظمة بناء في المتماسك إرسال في فشل أنه إال المعدنيتين الكرتين على المسلط الجهد وقفل فتح خالل من

المهندس يد على م1906 عام في اإللكتروني الصمام اختراع الصوتية. وبعد اإلشارات التردد أحادية الكهرومغناطيسية الموجات لتوليد واستخدامه فورست دي األمريكي

بث وأنظمة السلكية هاتف أنظمة بناء أصبح فقد الضعيفة لإلشارات كمضخم وكذلك ( منGreenleaf Pickard) األمريكي المهندس تمكن م1906 عام فيسهال. أمرا صوتية ( وهوcrystal detector) البلوري الكاشف وهو الكهربائية لإلشارات جديد كاشف اختراع مواد من بلورة رأسه يالمس بحيث تثبيته يتم زنبرك شكل على معدني سلك عن عبارة يعمل الكاشف هذا أن بعد فيما تبين وقد واحد باتجاه التيار بمرور يسمح وهو موصلة شبه المهندس تمكن م1912 عام وفي(. Schottky diode) شوتكي ثنائي مبدأ نفس على

أهم أحد اختراع من(Edwin Armstrong) أرمسترونج إدون الشهير األمريكي والمخترع) االتساع تعديل وهو الكهربائية المعلومات إشارات نقل في المستخدمة الطرق

amplitude modulation)األمواج بث كفاءة لرفع مبتكرة طريقة اقترح حيث حامل على الصوتية الكهربائية اإلشارة تحميل خالل من الهوائيات من الكهرومغناطيسية

الحفاظ مع الصوتية اإلشارة لقيمة تبعا الحامل موجة اتساع تعديل يتم بحيث راديوي البث كفاءة رفع على االتساع تعديل اختراع فائدة تقتصر الحامل. ولم تردد ثبات على عدد أي بث إمكانية وهو االتصاالت ألنظمة األهمية غاية في إنجازا حقق بل الهوائيات من شريطة البعض بعضها مع تتداخل أن دون االتصال قناة نفس على الصوتية اإلشارات من تبث أن المحطات من عدد ألي باإلمكان أصبح الخاص. وبذلك حاملها منها لكل يكون أن

إشاراتها تداخل من الخوف دون المتجاورة المناطق أو المنطقة نفس في برامجها خالل من المحطات هذه من أي الختيار واحد استقبال جهاز يستخدم أن للمستمع ويمكن

عالية طريقة اختراع م1918 عام وفياالستقبال. جهاز داخل متغير مكثف قيمة تغيير (superheterodyne receiver) الفائق المزج مستقبل وهو اإلشارات الستقبال الكفاءة مع إشارته مزج يتم(local oscillator) محلي مذبذب استخدام على يعتمد والذي

وتسمى اإلشارتين تردد بين الفرق يساوي بتردد جديدة إشارة لينتج المستقبلة اإلشارة إشارة تغذية . ويتم(intermediate frequency IF) الوسيط التردد بإشارة اإلشارة هذه

اإلشارة هذه وترشيح لتضخيم تصميمها يتم ومرشحات مضخمات إلى الوسيط التردد المستقبل توليف عملية تتم الحالة هذه وفي معينة قيمة عند تثبيته يتم تردد عند

17

Page 18: أنظمة الاتصالات

يتم كان بينما فقط المحلي المذبذب تردد تغيير خالل من المختلفة المحطات الستقبال الصعوبة. بالغة عملية وهي والمرشحات المضخمات جميع توليف خالل من السابق في

قام االستقبال أجهزة حساسية حسينت ومع ةالعظيم اتاالختراع ههذ الستخدام ونتيجة السريع باالنتشار بدأت رسمية غير صغيرة راديوية بث محطات بإنشاء الهواة من عدد استقبال أجهزة على الطلب تزايد أن بعد وذلك وأوروبا األمريكية الواليات مختلف في

قبل من للترددات المنظم غير لالختيار لها. ونتيجة المستمعين عدد وتزايد الراديو األمريكية الحكومة دعا مما بالظهور بينها التداخل مشاكل بدأت المختلفة البث محطات البث محطات لبناء تصاريح أخذ خالل من البث عمليات بتنظيم يقوم قانون إلصدار أول افتتاح تم م1918 عام المنطقة. وفي تلك في بها المسموح الترددات وتحديد الرسمية البث محطات بدأت ذلك بعد ومن أميركا في الراديوي للبث رسمية محطة

دخل م1930 عام العالم. وبحلول دول وبقية وأوروبا أميركا في السريع باالنتشار بسبب التلفزيون جهاز بحجم حجمه وكان وأوروبا أميركا في المنازل معظم إلى الراديو

سالف أرمسترونج المهندس قام م1933 عام اإللكترونية. وفي للصمامات استخدامه والذي(frequency modulation) التردد تعديل وهو التعديل من آخر نوع باختراع الذكر تردد تغيير على الصوت إشارة تعمل حيث االتساع تعديل طريقة من العكس على يعمل

سابقه على التعديل من النوع هذا ويتميز ثابتا اتساعه على اإلبقاء مع الراديوي الحامل الميزة هذه مقابل وضوحا. ويلزم أكثر صوتية إشارة يعني مما للضجيج العالية بمقاومته

تحتله التي الترددات طيف ألن وذلك تباعدا أكثر المختلفة الحامالت ترددات تكون أناالتساع. تعديل في مثيلتها عن المرات بعشرات يزيد التردد تعديل إشارة

18

Page 19: أنظمة الاتصالات

الحامالت على الصوتية اإلشارات لتحميل األتساع تعديل باستخدام الراديوي البث بدأ وبعد ولكن والمتوسطة المنخفضة الترددات نطاق في تردداتها تقع التي الراديوية عام في التردد تعديل تقنية واكتشاف م1919 عام في القصيرة الموجات اكتشاف

short) القصيرة الموجات راديو وهما الراديوي البث من آخران نوعان ظهر م1933wave radio)التردد تعديل وراديو (FM radio)عام في الترانزستور اختراع . ومع

كبديل واستخدامه م1947 أحجام تقلصت اإللكتروني للصمام

لتصبح جدا كبير بشكل الراديوات ذلك من أصغر أو الكف بحجم

التقاط في حساسيتها وزادت مراحل عدد زيادة بسبب اإلشارات في تذكر زيادة دون فيها التضخيم

الراديوات أحجامها. وأصبحت إال تستهلك ال الترانزستور بفضل

الكهربائية الطاقة من ضئيل قدر بحجم لبطاريتين يمكن بحيث

لعدة الراديو تشغل أن اإلصبع ظهور أشهر. ومع ربما أو أسابيع الراديوات أحجام في التقليص من مزيد حصل الستينات في المتكاملة الدوائر تقنية عدة أبعادها تتجاوز ال واحدة متكاملة دائرة في الراديو مكونات معظم دمج أمكن بحيث

الكبريت. علبة بحجم الراديو حجم لكان والهوائي والسماعة البطاريات ولوال سنتيمترات أو االتساع تعديل راديو هو األول فالنوع الراديوي البث من أنواع ثالثة اآلن ويوجد

ترددات وتقع االتساع تعديل يستخدم والذي(AM or MW radio) المتوسطة الموجات وبعرض كيلوهيرتز1605 إلى535 من تمتد التي المتوسطة الترددات نطاق ضمن بثه

على الترددات هذه وتنتشر راديوية محطة لكل كيلوهيرتز عشرة أو تسعة إما نطاق فهو الثاني كيلومتر. والنوع األلف الغالب في مداها يتجاوز ال سطحية موجات شكل على ويعمل أيضا االتساع تعديل يستخدم والذي (SW radio) القصيرة الموجات راديو

راديو في كما نطاق وبعرض ميغاهيرتز30 إلى3 من تمتد التي العالية الترددات يصل قد سماوية موجات شكل على النوع هذا ترددات . وتنتشرالمتوسطة الموجات

زمنية فترات في إال استقباله يمكن ال البث هذا ولكن الكيلومترات من آالف لعدة مداها بموقع كبير بشكل خصائصها تتأثر التي األيونسفير طبقات على اعتماده بسبب محددة

في فيعمل (FM radio) التردد تعديل راديو فهو الثالث النوع األرض. وأما من الشمس 108 إلى88 من الممتد النطاق عرض تخصيص تم حيث جدا العالية الترددات نطاق

بنقاوة البث من النوع هذا محطة. ويتميز لكل كيلوهيرتز200 نطاق بعرض ميغاهيرتز إرسالها يتم الكهربائية الصوتية اإلشارة أن أولهما لسببين ذلك ويعود المستقبل الصوت بأربعة مقارنة كيلوهيرتز عشر خمسة حتى هيرتز30 من يمتد الذي نطاقها بكامل

الغنائية البرامج نقل في استخدامه تم ولذلك االتساع تعديل راديو في كيلوهيرتز له تتعرض الذي للضجيج عالية مقاومة له التردد تعديل أن وثانيهما والموسيقية

يوجد المقابل في المستقبل. ولكن إلى المرسل من انتقالها عند الكهربائية اإلشارات ما عن ضعف بعشرين يزيد ترددات طيف تحتل إشارةال أن أولهما التردد لتعديل ناعيب

الكيلومترات عشرات يتجاوز ال البث مدى أن وثانيهما االتساع تعديل إشارة تحتله كما األرض سطح انحناء مع مسارها ينحني ال فضائية موجات شكل على انتشاره بسبب

السماوية. الموجات في كما األينوسفير طبقات عن تنعكس وال السطحية الموجات في stereo) المجسم الصوت تقنية التردد تعديل ذات الحديثة البث محطات غالبية وتستخدم

soundباستخدام الصوت مصدر من أخذهما يتم للصوت إشارتين إرسال يتم ( وفيها بإحدى منهن واحدة كل تغذى سماعتين استخدام يتم المستقبل وعند ميكروفونيين

أن شريطة األصلي الصوت مصدر أمام جالس وكأنه المستمع فيحس الصوت إشارتي البيانات نظام يسمى ما خدمة أيضا المحطات هذه صالحتين. وتبث أذنيه كلتا تكون

رقمية بطريقة مختلفة معلومات إرسال يتم ( وفيهاRadio Data System RDS) الراديوي

19

Page 20: أنظمة الاتصالات

التي البلد واسم اسمها حيث من المستلمة البث محطة عن الراديو شاشة على تظهر أخرى ترددات على تبث المحطة كانت إذا وفيما المحطة تبثها التي البرامج ونوع منه تبث

الرسائل بعض وكذلك منها الصادرة اإلشارة قوة حسب تلقائيا إليها بالتحول الراديو يقوم بجميع الراديوي البث لمحطات المخصص الترددي الطيف أن من الرغم وعلىالقصيرة.

استخدام إعادة خالل من ولكن المحطات من مئات عدة من ألكثر يتسع ال أنواعه عدد زيادة يمكن جغرافيا المتباعدة المحطات في (frequency reuse) الترددات آالف عشرة عن يزيد ما اليوم أميركا في يوجد حيث اآلالف مئات إلى البث محطات

الصناعية األقمار استخدام بدأ التردد. ومؤخرا تعديل نوع من معظمها راديوي بث محطة حيث التلفزيونية للقنوات المخصص النطاق عرض ضمن الرقمية اإلذاعية المحطات لبث

خالل من لها االستماع ويمكن تلفزيونية محطة كل مع إذاعية محطات عدة تحميل يمكنالتلفزيونية. اإلشارة في الصوت حامل تردد بتوليف التلفزيون جهاز

(Television Broadcasting) التلفزيوني البث من الكهرباء باستخدام الصور لنقل محاولة بأول م1875 عام في كيري األمريكي قام

تقوم التي الضوئية بالخاليا مرصع لوح على الصورة عن المنعكس الضوء تسليط خالل التيارات هذه نقل يتم ثم ومن المنعكس الضوء شدة مع تتناسب كهربائية تيارات بتوليد

متفاوتة بدرجات فتضيء المتراصة الكهربائية المصابيح من مماثل عدد إلى باألسالك Paul) نبكو بول األلماني تمكن م1884 عام األصلية. وفي الصورة ظالل بذلك راسمة

Nipkow )المستخدمة واألسالك والمصابيح الخاليا من الكبير العدد هذا من التخلص من هذا الصورة. ويتكون لمسح ميكانيكي نظام استخدام خالل من وذلك كيري نظام في

خلية إلى الثقوب خالل من الضوء بتمرير تدويره عند يقوم مثقب قرص من النظام أمام مثبت واحد مصباح إلى نقله يتم كهربائي تيار إلى بتحويله فتقوم واحدة ضوئية الصورة ظالل تدويره عند سطحه على فيرسم المرسل لقرص مشابه آخر مثقب قرص

تضمن وسيلة وجود يتطلب المستقبل القرص على الصورة تركيب إعادة األصلية. إن الوقت في المعني الصورة جزء على الضوء يسقط بحيث القرصين دوران تزامن

معالمها. وتضيع عشوائي بشكل القرص سطح على الصورة أجزاء تبعثرت وإال المناسب بالمسح الحقا استبدالها تم والتي الميكانيكية المسح وعملية هذا التزامن شرط ويعتبر

التلفزيونية األنظمة جميع عمل عليهما يقوم اللذان األساسان هما اإللكتروني المهبطية األشعة أنبوب اختراع فهو التلفزيون تاريخ في أهمية األكثر التطور الحديثة.أما

(cathode ray tube (CRT))األلماني الفيزيائي يد على م1897 عام في (Karl Braun) اآلخر الطرف في ومتسع طرفيه إحدى عند ضيق الهواء من مفرغ زجاجي أنبوب وهو

إلى موجه دقيق إلكتروني شعاع تولد إلكترونية قاذفة الضيق طرفه داخل في ويوجد اصطدام عند أبيض ضوء تطلق فوسفورية بطبقة طالءه يتم الذي المتسع األنبوب طرف

من المهبطية األشعة أنبوب في اإللكتروني المسح عملية بحبيباتها. وتتم اإللكترونات عن فينحرف اإللكتروني الشعاع على كهربائية أو مغناطيسية مجاالت تسليط خالل

هذه قوة مع يتناسب بمقدار األسفل أو األعلى أو اليسار أو اليمين إلى المستقيم مساره الشعاع جعل يمكن المسلطة المجاالت بقوة كهربائيا التحكم خالل المجاالت. ومن

التي الشاشة سطح على الموجودة الفوسفورية الحبيبات جميع يمسح اإللكتروني بشكل المسح عملية تتم أن شريطة بها اإللكترونات اصطدام عند بكاملها ستضيء

خالل من إظهارها فيمكن الصورة معالم متابعتها. أما العين على يصعب بحيث سريع من المنبعث الضوء شدة زادت كلما شدته زادت فكلما اإللكتروني الشعاع بشدة التحكم

من كثير في وبارزا مهما دورا المهبطية األشعة أنبوب لعب الفوسفورية. لقد الحبيبات تلفزيونية كشاشة استخدامه تم فقد ظهوره قبل تظهر أن لها كان ما التي التطبيقات

للرادار وكشاشة م1929 عام في تلفزيونية وككاميرة م1925 عام في الصور إلظهار في المهم استخدامه جانب إلى الخمسينات في للحاسوب وكشاشة األربعينات بداية في

) الطيف ومحلالت(oscilloscopes) الذبذبات راسمات في كما الكهربائية الفحص أجهزةspectrum analyzers)الرقمي المنطق ومحلالت (digital logic analyzers)ومع .

الصورة إضاءة شدة بتحويل تقوم تلفزيونية ككميرة المهبطية األشعة أنبوب استخدام أصبح صورة إلى الكهربائية اإلشارة بتحويل تقوم تلفزيونية وكشاشة كهربائية إشارة إلى ملون غير تلفزيوني بث بأول ألمانيا قامت حيث اليد متناول في تلفزيوني بث نظام بناء

20

Page 21: أنظمة الاتصالات

والواليات م1936 عام في وبريطانيا العام نفس في فرنسا تبعتها م1935 عام فيم. 1939 عام في األمريكية المتحدة

المولد الروسي المخترع تمكن ) زوريكن فالدمير المنشأ واألمريكي

Vladimir Zworykinم1929 عام ( في المهبطية األشعة أنبوب استخدام من

(TV camera) التلفزيونية الكاميرة لبناء ليكونا(TV set) التلفزيون وجهاز

التلفزيون عليه بني الذي األساس الكاميرة عمل يرتكزاإللكتروني. و

مبدأ على التلفزيون وجهاز التلفزيونية البشرية العين خداع على يعمل بسيط الصور من مجموعة عرض يتم حيث

بمعدل نقله المراد للمشهد المتالحقة يخيلف الثانية في صورة16 عن يزيد

لها ويخيل.متحرك المشهد هذا أن للعين نقطة أنهما معينة مسافة بعد على ومتجاورتين مضاءتين لنقطتين النظر عند كذلك بينها. ولهذا الفراغات وجود رغم على ببعضها متصلة الصورة نقاط تبدو وبذلك واحدة

25و األمريكي النظام في الثانية في صورة30 بالتقاط تقوم التلفزيونية الكميرات فإن النقاط إضاءة شدة بتحويل تقوم ثم ومن األوروبي النظام في الثانية في صورة

إلكترونية خطية مسح عملية خالل من كهربائية إشارة إلى صورة كل على الموجودة في األوروبي. ويوجد النظام في خط625 و األمريكي النظام في خط525 بمعدل

مرشحات ثالث الملونة الكميرات إلى الصورة بتحليل تقوم ضوئية

الصورة محتويات تمثل صور ثالث واألخضر األحمر اللون من األصلية الصور هذه مسح ويتم واألزرق كهربائية إشارات ثالث إلى لتحويلها

كهربائية إشارة إلى تحويلها يتم تعاقب باستخدام واحدة مركبة

جهاز الترددي. أما التقسيم جهاز من فيتكون الملون التلفزيون إشارات باستخالص يقوم استقبال

ثالث من يتكون مهبطية أشعة أنبوب ومن المركبة الكهربائية اإلشارة من الثالث اللون المرتبة الفوسفورية الحبيبات من جدا كبير بعدد مغطاة شاشة ومن إلكترونية قاذفات

الثالث األساسية األلوان تشع حبيبات ثالث من منها كل يتألف مجموعات شكل على الملون التلفزيون لتصنيع تلزم التي البالغة الدقة مقدار باإللكترونات. ولتبيان قذفها عند ملونة فسفورية حبيبة مليون ونصف مليون عن يزيد ما شاشته سطح على يوجد فإنه

مكونة مجموعات شكل على مرتبة الثالث األلوان من لون لكل حبيبة مليون نصف بواقع اإللكترونية القاذفات مهابط على الثالث اللون إشارات تسليط حبيبات. وعند ثالث من

الجهود لقيم تبعا بالتغيير المهابط من المنبعثة اإللكترونية األشعة شدة تبدأ الثالث يجب الشاشة على األصلي اللون ظهور نضمن الثالث. ولكي اللون إلشارات الكهربائية

بالغة بدقة تخصه التي الفسفورية الحبيبة اإللكترونية األشعة من شعاع كل يصيب أن عن الناتج اللون هو واحد وبلون واحدة كنقطة للعين فسفورية مجموعة كل تبدو بحيثالثالثة. األساسية األلوان مزج من المنتجة الكمية تقلصت م1939 عام في الثانية العالمية الحرب ءبد ومع

الكهربائية األجهزة إلنتاج مصانعها تحويلب قامت أن بعد المتحاربة الدول في التلفزيونات غير بشكل اإلجراء هذا أفاد قدوالرادارات. و االتصاالت كأجهزة الحربية لألغراض الالزمة والتجارب األبحاث ساعدت حيث جدا كبير بشكل التلفزيون أنظمة مصممي مباشر

21

Page 22: أنظمة الاتصالات

التي اإللكترونية المكونات من كثير تطوير على عسكريةال ألغراضل أجريت التي العلمية انتهاء التلفزيونية. ومع اإلشارات واستقبال إرسال أجهزة في بعد فيما استخدامها تم

في عليها الطلب وازداد الملونة غير التلفزيونات إنتاج في المصانع عاودت الحرب 5 إلى وحدها أميركا في التلفزيونية االستقبال أجهزة عدد وصل حتى العالم أنحاء مختلف نظام تطوير على الثانية العالمية الحرب بعد المهندسين جهود انصبت جهاز. وقد ماليين قطاع تنظيم هيئات قبل من عليهم فرضت التي القيود أن إال الملون التلفزيوني البث

اإلشارة تحتل أن ضرورة القيود هذه أبرز كانو مهمتهم. صعوبة من زاد االتصاالت الملونة غير التلفزيونية لإلشارة المخصص النطاق عرض نفس الملونة التلفزيونية

فهو الثاني قيدال ذلك. أما أضعاف لثالثة فعليا تحتاج أنها حين في ميغاهيرتز ستة والبالغ مالكيل يمكن بحيث النظامين في اإلرسالو االستقبال أجهزة بين توافق وجود ضرورة

التلفزيونات ومالكي الملونة البث محطات برامج استقبال الملونة غير التلفزيونات هذه جميع على التغلب تم الملونة. وقد غير البث محطات برامج استقبال الملونة البث بدأ حيث مختلفة تلفزيونية بث أنظمة وظهور مختلفة حلول باستخدام العقبات

منتصف إلى تأخر بينما م1954 عام في المتحدة الواليات في الملون التلفزيوني بث محطة من األرضي التلفزيوني البث نظام ويتكون . األوروبية الدول في الستينات

البث ليصل مرتفع برج على منصوب هوائي خالل من االتجاهات جميع في تبث أرضية والتي العالية وفوق جدا العالية الترددات باستخدام البث ويتم ممكن مدى أقصى إلى

عشرات عن الغالب في التغطية مسافة فيها تزيد ال فضائية كموجات تنتشر يلزمها فإنه ولهذا ميغاهيرتز ستة التلفزيونية اإلشارة نطاق عرض بلغيو. اتكيلومترال

وفوق جدا العالية الترددات نطاقي أجزاء بعض تخصيص تم فقد ولذا التردد عالي حامل ميغاهيرتز54 من ابتداء تلفزيونية قناة83 لتستوعب التلفزيوني البث ألغراض العالية 83 إلى70 من األرقام ذوات القنوات بإلغاء وذلك قناة69 إلى تقليصها مؤخرا تم ولكن الملونة التلفزيونية اإلشارة وتتكونالخلوية. الهواتف أنظمة الستخدام المجال إلتاحة

دمجها ويتم الصوت وإشارة الثالث اللون إشارات وهي فرعية إشارات أربع من المركبة(. FDM) الترددي التقسيم تعاقب تقنية باستخدام واحد نطاق ضمن

(Display Screens) العرض شاشات كشاشة بمكانته م1897 عام في اختراعه منذ(CRT) المهبطية األشعة أنبوب احتفظ كراسم القياس وأجهزة والرادار والحاسوب كالتلفزيون التطبيقات من كثير في عرض

أخرى أنواع بدأت حيث جدا عالية بنسب التطبيقات هذه في يستخدم زال وال الذبذبات والتلفزيونات. الحواسيب شاشات في كما التطبيقات بعض في تستخدم الشاشات من سبيل فعلى وزنها وثقل حجمها كبر هو الشاشات من النوع هذا سيئات أكبر من إن

فإن السبب ولهذا هذا لحمله لشخصين يحتاج بوصة29 تبلغ بشاشة تلفزيون فإن المثال بين المسافة وهي المتر يعادل ما أي بوصة األربعين يتجاوز ال الشاشات لهذه حجم أكبر

للطاقة نسبيا العالي استهالكها كذلك سيئاتها األربع. ومن زواياه من متقابلتين زاويتين أشعة تولد وكذلك الفولتات من اآلالف لعشرات يصل قد جهد على وتعمل الكهربائية

مما للشاشة الداخلي بالسطح الطاقة العالية اإللكترونات حزمة الصطدام نتيجة إكس بجسم الضارة األشعة هذه من للتخفيف بالرصاص مطعم زجاج استخدام يستدعي

طول وكذلك أثمانها ورخص صورتها بوضوح الشاشات هذه تتميز المقابل اإلنسان. وفي التطبيقات بعض دفعت السنوات. لقد من عشرات لعدة يصل قد الذي التشغيلي عمرها والمهندسين العلماء الحاسبة واآلالت الخلوية والهواتف المحمولة كالحواسيب الحديثة هذه مع لتتناسب الكلي الحجم وصغيرة الوزن خفيفة عرض شاشات عن للبحث

أنبوب شاشات استخدمت ما إذا محمولة تكون لن المحمولة فالحواسيب التطبيقات الشاشات من جديدة أنواع بدأت العشرين القرن من السبعينات المهبطية. ففي األشعة

يتجاوز ال ( والتيflat panel displays) المسطحة الشاشات اسم عليها أطلق بالظهور استخدامها تم ملونة وغير صغيرة شاشات بأحجام بدأت حيث سنتيمترات العشر سمكها

نضوج الطبية. وبعد واألجهزة الرقمية القياس وأجهزة اليدوية والحاسبات الساعات في في استخدامها في بدا التسعينات في منها الملونة األنواع وظهور الشاشات هذه تقنية

تقنيتين والتلفزيونات. ويوجد المكتبية الحواسيب في ثم ومن المحمولة الحواسيب

22

Page 23: أنظمة الاتصالات

الشاشات هذه لتصنيع رئيسيتين) البلوري السائل شاشات وهي

liquid crystal display LCD) plasma) البالزما وشاشات

displayإلى الشاشات هذه (. وتتميز استهالكها وقلة وزنها خفة جانب

بأحجام تصنيعها بإمكانية للطاقة في المستخدمة تلك من تتراوح

الخلوية والهواتف اليدوية الساعات شاشات إلى اليدوية والحاسبات إلى تصل قد التي العمالقة التلفزيون

أمتار. ثالثة الرقمي التلفزيون

الرقمي والتلفزيونالوضوح عالي

أكثر من التلفزيونية األنظمة تعتبر في صعوبة االتصاالت أنظمة

الماليين مئات لوجود وذلك التطوير الثمن الباهظة التلفزيونات من

في تبدل أو تعدل أن يجب والتي تلفزيوني نظام أي تطوير حالة استخدام تأخر فقد ولذلك جديد

البث في الرقمية التقنية من الرغم على األرضي التلفزيوني

مما للضغط العالية وقابليتها والتشويش للضجيج العالية كمقاومتها المتعددة ميزاتها األنظمة تطوير على العمل بدأ المرسلة. ولقد التلفزيونية اإلشارة نطاق عرض من يقلل

البث شركات قبل من البداية في استخدامها وتم م1993 عام في الرقمية التلفزيونية قنوات عشرة بث من متقدمة ضغط تقنيات خالل من تمكنت حيث الفضائي التلفزيوني النظام في واحدة قناة ميغاهيرتز( مقابل36) القمري المستجيب عبر تلفزيونية

أربعة بث وتم األرضية البث أنظمة في الرقمية التقنية استخدام مؤخرا بدأ التماثلي. وقد القناة حيز نفس في الوضوح عالية رقمية تلفزيونية قناة أو عادية رقمية تلفزيونية قنوات

لمحطات مهلة إعطاء األمريكية الفيدرالية االتصاالت هيئة دفع مما التشابهية التلفزيونية البث وقف سيتم بعدها الرقمي البث إلى للتحول م2006 عام نهاية حتى األرضية البث

يمكن بل رقمي تلفزيون استخدام الرقمي للبث التحول يعني نهائيا. وال التماثلي بتحويل يقوم رقمي استقبال جهاز بواسطة الرقمية التلفزيونية اإلشارات استقبال في اآلخر التطور العادي. أما التلفزيون جهاز تغذى تماثلية إشارة إلى الرقمية اإلشارة

(high definition TV) الوضوح عالي الرقمي بالتلفزيون يسمى ما فهو التلفزيوني البث في الصورة وضوح في التدني بسبب تطويره على واليابانيون األمريكيون عمل الذي

625 مقابل خط525 فيه المسح خطوط عدد يبلغ حيث األمريكي التلفزيوني النظام المقترحة األنظمة أحد في المسح خطوط عدد زيادة تم األوروبي. وقد النظام في خط

في3 إلى4 مقابل9 إلى16 للشاشة االرتفاع إلى العرض نسبة تبلغ بينما خط1080 الشاشات على المعروضة الصور كأحسن النظام هذا في الصورة وتبدو الحالية األنظمة

األنظمة مع التوافق عدم أهمها مشاكل عدة النظام هذا تواجه السينمائية. ولكن على التلفزيونية اإلشارة ستحتله الذي الكبير النطاق عرض وكذلك حاليا المستخدمة

اإلرسال حالة في عادية تلفزيونية إشارات ألربع يتسع حيزا تحتل حيث الترددي الطيف بث من المحطات بعض تمكنت فقد الرقمي البث نظام إلى التحول مع التماثلي. ولكن

التلفزيونية لإلشارة المخصص النطاق عرض ضمن الوضوح عالية رقمية تلفزيونية إشارة التشابهية.

23

Page 24: أنظمة الاتصالات

األقمار من التلفزيوني والبث بالكبالت التلفزيوني البثالصناعية

ظهور مع المشتركين على التلفزيونية الخدمة لتوزيع المحورية الكبالت استخدام بدأ تصلها ال التي للمناطق الخدمة هذه بتقديم الشركات بعض قامت حيث التلفزيوني البث

قد و.وصولها دون تحول طبيعية عوائق لوجود أو لبعدها إما الهوائية التلفزيونية اإلشارات القنوات من كبير عدد الشركات هذه وفرت أن بعد الخدمة هذه على الطلب تزايد

من برامجها تجميع يتم أو البعيدة التلفزيونية المحطات من التقاطها يتم التي التلفزيونية محطة من التلفزيوني الكبالت نظام الفيديو. ويتكون أشرطة على المسجلة المواد

الهوائيات طريق عن المختلفة مصادرها من التلفزيونية القنوات بتجميع تقوم رئيسية عبر القنوات هذه نقل يتم ثم الدقيقة الموجات ووصالت المحورية والكبالت التلفزيونية

لمنازل كبالت منها يتفرع التي المخدومة المناطق إلى رئيسية محورية كبالت حيث الدول معظم في واسع نطاق على التلفزيونية الكبالت خدمة المشتركين. وتنتشر

تقديم وإمكانية التلفزيونية القنوات عشرات ووجود التلفزيونية اإلشارات بنقاء تمتاز ظهور الطلب. ومع تحت التلفزيونية الخدمة يسمى بما المشترك طلب حسب برامج ولكن بالتراجع الخدمة هذه بدأت الصناعية األقمار من المباشر التلفزيوني البث خدمة عدد حمل يمكنها التي الزجاجية األلياف كبالت الستخدام التوجه مع تزدهر أن لها يتوقع تحت التلفزيون كخدمة أخرى خدمات نقل جانب إلى التلفزيونية القنوات من كبير

إلى الصناعية األقمار من المباشر التلفزيوني البث خدمة اإلنترنت. أما وخدمة الطلب الصناعية األقمار بث قدرة زيادة تم أن بعد الثمانينات في بالظهور بدأت فقد لمنازلا

هذا يتكونواألرضية. المستقبالت حساسية وزيادة الشمسية الخاليا كفاءة لرفع نتيجة على ويحمل تغطيتها المراد المنطقة فوق وضعه تمي متزامن صناعي قمر من النظام من أكثر أو تلفزيونية قناة استقبال منها لكل يمكن التي المستجيبات عشرات ظهره

على توضع صحنية هوائيات تقوم المنازل فيو .األرض إلى بثها فتعيد األرضية المحطات كسب بأن علما بؤرتها في توضع لواقط خالل من األقمار هذه بث بالتقاط أسطحها األمواج انحرفت إذا كبير بشكل يقل كسبها أن عيبها ولكن قطره مربع مع يزداد الصحن

ال فإنها محدد باتجاه توجيهها فعند ولهذا الصحن على العمودي االتجاه عن الساقطة للمشترك ويمكن جدا. الضيقة نظرها زاوية ضمن الواقعة األقمار إشارات إال تستقبل

ذاتيا أو يدويا الهوائي توجيه خالل من القنوات مئات بين من التلفزيونية القناة اختيار البث أقمار عدد المنطقة. ويزيد تلك سماء في الموجودة الصناعية األقمار أحد باتجاه

تغطي بحيث المتزامن المدار على موزعة قمر مائة عن اليوم المباشر التلفزيوني لمختلف التلفزيونية القنوات آالف وتبث األرض سطح على مختلفة جغرافية مناطق

تم التسعينات منتصف في الرقمي البث إلى التماثلي البث من التحول األغراض. ومع بسبب عليه هي امم أضعاف عشرة إلى األقمار هذه تبثها التي القنوات عدد زيادة

على الحصول جانب إلى هذا للضغط الرقمية التلفزيونية لإلشارات العالية القابليةوالصورة. الصوت في عاليتين ووضوح نقاء درجات

(Audio & Video Recorders) والمرئية السمعية المسجالت وجود بدون األكمل الوجه على لتعمل لها كان ما والتلفزيوني اإلذاعي البث محطات إن

حيا المحطات هذه تبثه ما جميع يكون أن يلزم غيابها ففي والمرئية السمعية المسجالت مباني في يتواجدوا أن برامجها من برنامج أي في يساهم من جميع على ويلزم ومباشرا

ليقدموا محددة أوقات في المحطات هذه السمعية المسجالت وجود برامجهم. ولكن

مواد معظم أن حيث كثيرا األمر سهل والمرئية في تسجيلها يتم المحطات هذه تبثها التي البرامج المحطات تبثها ثم ومن حدوثها أو إجرائها مواقع

المسجالت اختراع تم لقدالمناسب. الوقت في العشرين القرن من الثالثينات في السمعية

بطبقة مغطى مرن بالستيكي شريط من تتكونو تسجيل ويتم مغناطيسية مادة من رقيقة

يتم أن بعد المغناطيسي الشريط على األصوات

24

Page 25: أنظمة الاتصالات

التسجيل رأس ملف في تمريرها يتم كهربائية إشارة إلى الميكرفون باستخدام تحويلها على بدوره فيعمل اإلشارة قيمة بتغير قيمته تتغير مغناطيسي مجال بتوليد يقوم الذي بسرعة يتحرك والذي الشريط سطح على الموجودة المغناطيسية المادة خصائص تغيير باستخدام التسجيل رأس أمام ثابتة

ويتم السرعة ثابت كهربائي محرك بتحريك السمعية المعلومات استرجاع رأس أمام المغناطيسي الشريط تيار ملفه في يتولد الذي التسجيل شدة مع شدته تتناسب كهربائي المادة تنتجه الذي المغناطيسي المجال

تحويل يتم ثم ومن المغناطيسية الملف في المتولدة الكهربائية اإلشارة

صوتية إشارة إلى تكبيرها بعد الشريط وكانالسماعات. باستخدام

يتم المسجالت من األولى األنواع في هذا سمي ولذا التسجيل جهاز على وضعها يتم الحجم كبيرة مفتوحة بكرات على لفه

ظهرت أن إلى(reel-to-reel tape recorder ) البكرة-إلى- البكرة شريط مسجل النوع يوجد حيث ( الحجمcassette recoders) الصغيرة الكاسيت مسجالت الستينات بداية في

عند المسجل داخل في وضعها يتم بالستيكية علبة داخل في بكرات على الشريط لنوعية المحدد هي المسجل في الشريط تحريك سرعة كانت االستماع. وقد أو التسجيل عدة بين السرعات وتتراوح أفضل الصوت كان السرعة ارتفعت فكلما الصوت

لألنواع الثانية في سنتيمتر سبعين عن يزيد ما إلى الرخيصة لألنواع الثانية في سنتيمترات التسجيل. مدة لنفس كبير بشكل الشريط طول زيادة األمر هذا يتطلب ولكن الممتازة

أكثر أنها إال العمل مبدأ حيث من السمعية المسجالت عن المرئية المسجالت تختلف وال ترددات عن مرة بألف تزيد قد والتي المرئية اإلشارات ترددات ارتفاع بسبب تعقيدا

ذات كهربائية ومحركات إلكترونية دوائر استخدام يستلزم مما السمعية اإلشارات video cassette recorder) مرئي كاسيت مسجل أول تصنيع تم وقدعالية. مواصفات

VCRارتفاع بسبب التلفزيونية المحطات على استخدامه واقتصر م1956 عام ( في االستخدام ألغراض نسبيا منخفضة بأسعار مسجالت تصنيع تم م1965 عام وفي ثمنه

بدأ والمرئية السمعية اإلشارات نقل في الرقمية التقنية إلى التحول المنزلي. ومع التخزين وسائل جميع باستخدام وبدأ اإلشارات هذه لتخزين الرقمية الطرق إلى التحول واألقراص والمرنة الصلبة كاألقراص الغرض لهذا الحاسوب في المستخدمة الرقميةوغيرها. الضوئية

(Transmission Systems) التراسل أنظمة 5-6

ش--بكات في المختلف--ة العق--د بين المعلوم--ات نق--ل في التراس--ل أنظم--ة تس--تخدم بعض--هما م--ع عق--دتين برب--ط التراس--ل نظ--ام يق--وم حيث أنواعه--ا بمختل--ف المعلوم--ات

من المس--تخدم التراس--ل نظ--ام ن--وع بينهما. ويتح--دد فيما المعلومات تبادل من ليمكنهما االتص--ال قن--اة طبيع--ة ومن تبادله--ا الم--راد المعلوم--ات كمي--ة ومن اإلرسال مسافة طول

االتص--ال قن--وات مختل--ف التراس--ل أنظم--ة المضاف. وتستخدم الضجيج وكمية المتوفرة والموج--ات المحوري--ة والكبالت السلكية كالمزدوجات المطلوبة اإلرسال لمواصفات تبعا

الزجاجية. واأللياف الصناعية واألقمار والضوئية الراديوية(Coaxial Cables Systems) المحورية الكبالت أنظمة

ألف عن يزيد ما وإلى الصفر من يمتد واسع نطاق بعرض المحورية الكبالت تتميز استخدامها تم فقد ولذا النحاسية األسالك مع بالمقارنة منخفض فقد وبمعامل ميغاهيرتز

دورا ولعبت المعلومات إشارات أنواع مختلف نقل في م1935 عام في اكتشافها بعد قبل والدولية واإلقليمية الوطنية المقاسم بين الهاتفية المكالمات نقل في كبيرا

بين فيما الهاتفية المكالمات نقل وفي األربعينات منتصف في الدقيقة الموجات اكتشاف الكبالت مد الستينات. يعتبر منتصف في الصناعية األقمار أنظمة ظهور قبل القارات

25

Page 26: أنظمة الاتصالات

القارات بين الكبيرة للمسافات نظرا للمهندسين كبيرا تحديا المحيطات في المحورية ضغط من للتلف الكبالت تعرض إمكانية جانب إلى الكيلومترات آالف إلى تصل والتي المعيدات لتشغيل الالزمة الكهربائية للطاقة وحاجتها المحيطات قاع في الهائل الماء عند من إال تزويدها يمكن ال والتي الكبل طول على كيلومترات عشرة كل بعد توضع التي

وأميركا أوروبا بين محوري بحري بليك أول مد تم م1956 عام الكبل. وفي طرفي آخر و هاتفية مكالمة50 وبسعة كيلومتر3500 بطول األطلسي المحيط عبر الشمالية

عبر هاواي جزيرة وبين المتحدة الواليات غرب في كاليفورنيا بين م1957 عام في كبل أول مد تم م1964 عام السعة. وفي وبنفس كم3600 بطول الهادي المحيط

مكالمة128 وبسعة كيلومتر آالف عشرة بطول اليابان إلى هاواي من محوري بحري وثالثون كيلومترات عشرة بين ما تتراوح األنظمة هذه في المعيدات بين المسافة وكانت

والواليات بريطانيا بين كان فقد المحورية البحرية الكبالت من مده تم ما كيلومتر. وآخر خمسة بطول واستراليا كندا بين وما م1983 عام في مكالمة آالف أربعة بسعة المتحدة

في استخدامها توقف بعدها م1984 عام في مكالمة1380 وبسعة كيلومتر ألف عشرالثمانينات. بداية في الضوئية األلياف استخدام بعد المدى بعيدة االتصاالت أنظمة

Microwave Communication) الدقيقة الموجات اتصاالت أنظمة

Systems) أنظم--ة في واس--تخدامها الثانية العالمية الحرب أثناء الدقيقة الموجات الكتشاف كان لقد

الهاتفي--ة المكالم--ات نق--ل على ق--ادرة الس--لكية اتص--االت نظم تطور في الفضل الرادار ووقت--ا كب--يرا جه--دا م--دها يتطلب ال--تي المحورية بالتيالك من بدال التلفزيونية واإلشارات

موج--ات هي الدقيق--ة الص--عبة. والموج--ات التض--اريس ذات المن--اطق في خاص--ة ط--ويال وتنتش--ر جيق--اهيرتز وثالثمائ--ة جيق--اهيرتز واح--د بين تردداته--ا ت--تراوح كهرومغناطيس--ية

مباش--رة رؤي--ا وج--ود يتطلب وال--ذي واالس--تقبال اإلرس--ال هوائ--يي بين فضائية كموجات كروي--ة بس--بب كيلوم--تر مائة عن تزيد ال الهوائيين بين القصوى المسافة يجعل مما بينهما

الم--دى بعي--دة دقيق--ة موج--ات اتص--االت أنظمة بناء من يمنع ال التحديد هذا األرض. ولكن والمس--تقبل المرس-ل بين تفص--ل والمحيط--ات كالبح--ار طبيعية عوائق يوجد ال أنه طالما )معي-دات( تعم-ل تقوية محطات يستخدم الذي القفزات متعدد اإلرسال باستخدام وذلك فتضخمها الضعيفة اإلشارات استقبال على

ح--تى يلي--ه ال--ذي المعيد باتجاه تبثها تعيد ثم النهائي---ة. وتس---تخدم المحط---ة إلى تص---ل عن تختلف تقنيات الدقيقة الموجات أنظمة

االتص--االت أنظمة بقية في المستخدمة تلك واح---د دون ال---ترددات على تعم---ل ال---تي

المحوري-----ة الكبالت أن حيث جيق-----اهيرتز بث أو نق--ل يمكنه--ا ال الس--لكية والهوائي--ات اس--تخدام تم فق--د ول--ذا الدقيق--ة الموج--ات الص--حنية والهوائي--ات الموج--ات مرش--دات

خاص--ة أن--واع استخدام جانب إلى منها بدال اتص--االت نظ--ام أول ظه--ر م1946 عام الموجات. وفي هذه وتكبير لتوليد الصمامات من

ه--ذه وب--دأت الواح--د الحام--ل على هاتفية مكالمات ثمان بسعة أميركا في دقيقة موجات المقاس--م رب--ط في اس--تخدامها وتم تركيبه--ا س--هولة بس--بب الس--ريع باالنتش--ار األنظمة محطات إلى االستديوهات من التلفزيونية اإلشارات نقل وفي والدولية والوطنية المحلية

الحام--ل على المحمولة المكالمات عدد رفع تم قليلة سنوات غضون والتقوية. وفي البث نفس باس--تخدام الحوامل عشرات بث يمكن أنه العلم مع مكالمة ألفي إلى ليصل الواحد

التقني--ة اس--تخدام تم م1976 ع--ام والمض--خمات. وفي الموج--ات ومرش--دات الهوائيات من وزاد المنقول-ة المكالم--ات ع-دد من زاد مم--ا الدقيق-ة الموج--ات أنظمة في الرقمية

تس--تخدم لم الدقيق--ة الموجات أنظمة أن من الرغم والتداخل. وعلى للضجيج مقاومتها على التحاي--ل تم أن--ه إال المحيط--ات في المعي--دات أبراج نصب لصعوبة القارات بين فيماالصناعية. األقمار وهي الفضاء في معلقة معيدات بوضع المشكلة هذه

26

Page 27: أنظمة الاتصالات

Satellite Communication) الصناعية األقمار اتصاالت أنظمةSystems)

م1945 عام في( Arthur Clarke) كالرك أرثر إنكليزيال العلمي الخيال كاتب اقترح م--تزامن م--دار في ص--ناعية أقم--ار بوض--ع وذل--ك القارات بين فيما االتصاالت لمشكلة حال

أرض-ية محط--ات من اإلشارات باستقبال تقوم(repeaters) كمعيدات لتعمل األرض حول الكيلومترات. آالف بعد على أخرى أرضية محطات لتستلمها األرض إلى ثانية بثها تعيد ثم

من إلخراج--ه جب--ارة دفع صواريخ وجود يتطلب المدار هذا في الصناعي القمر وضع ولكن أجه--زة لتش--غيل دائم بش--كل كهربائية طاقة توفر كذلك تطلبوي األرضية الجاذبية نطاق

في العظمى ال-دول بين التس-لح س-باق س-اعد فيه. لق-د الموجودة والمعدات االتصاالت نطاق من الخروج على قادرة صواريخ صناعة على للقارات العابرة الصواريخ تقنية مجال

قم--ر أول إطالق من م1957 ع--ام في الس--وفيتي االتح--اد مكن مم--ا األرض--ية الجاذبي--ة)1 س--بوتنيك تجري--بي ص--ناعي Sputnik غ--ير منخفض أرض--ي م--دار في وض--عه تم( 1 ) 1إكسبلورر األول الصناعي قمرها فأطلقت األمريكية المتحدة الواليات وتبعته متزامن

Explorer 1 )أقمار إلطالق الدولتين بين التسابق بدأ الحين ذلك م. ومنذ1958 عام في العس--كرية األغ--راض لش--تى ص--ناعية

مج----ال ففي والعلمي----ة والمدني----ة ع---ام في أمريك---ا أطلقت االتص---االت

م--تزامن غير صناعي قمر أول م1962 م1963 ع---ام في أتبعت---ه1تيليس---تار

بينما 2سينكوم متزامن صناعي بقمر غ-ير الص--ناعي قمره--ا روس-يا أطلقت

م.1965 ع-ام في1موليني--ا الم--تزامن يق--ع دائري مدار هو المتزامن والمدار

س--تة ارتف--اع على االس--تواء خط فوق المدار وهو تقريبا كيلومتر ألف وثالثون لمن ثابت--ا القم--ر فيه يبدو الذي الوحيد

لتساوي نتيجة األرض على من يشاهده دوران س---رعة م---ع دوران---ه س---رعة

القم--ر وض--ع يتم أن وبمج--رد.األرض ل--ه المخص--ص المك--ان في الص--ناعي

الط--رد ق--وة لتس--اوي نتيج--ة جدي--دة دفع لقوة الحاجة دون فيه يدور يبقى فإنه المدار في 40 يغطي أن الم--تزامن الص--ناعي القم--ر األرض--ية. ويس--تطيع الجاذبية قوة مع المركزي

جمي--ع تغطي--ة يمكن متزامن--ة أقم--ار ثالث--ة وباستخدام األرض سطح مساحة من بالمائة الص-ناعي القم-ر م-يزات ومن.القط-بين ح-ول ص-غيرة من-اطق باس-تثناء األرض س-طح

ارتفاعه بسبب ولكن األرضية المحطات في التوجيه ثابتة هوائيات يستخدم أنه المتزامن األرض--ية المحط--ات بين اإلش--ارات وص--ول في تأخير ويوجد عالية بث قدرة يلزمه الكبير

من الم--تزامن الم--دار ع--دا م--ا ك--ل فهي المتزامن--ة غ--ير الم--دارات ثانية. أم--ا ربع بمقدار ف--وق تك--ون أن فيجب ارتفاعاته--ا أم--ا إهليلجي أو دائ--ري ش--كل على تكون وقد مدارات ألن ف--ان إشعاعات حزام نطاق وخارج به االحتكاك كيلومتر( لتجنب500) الجوي الغالف

(Van Allen Radiation Belt)اإلش-عاعات كيلوم-تر( لتجنب آالف وعش-رة ألفين ) بين الص--ناعية األقم--ار من نوع--ان يوج--د لك ولذ.االتصاالت وأجهزة الشمسية بالخاليا الضارة

كيلوم--تر( واألقم--ار2000 إلى500) الم--دار منخفض--ة األقم--ار وهي المتزامن--ة غ--ير حرك--ة ت--زامن لع--دم كيلومتر(. ونظ--را ألف وعشرين آالف عشرة )بين المدار متوسطة

األرض على من يشاهدها لمن ثابتة غير تبدو فإنها األرض حركة مع المتزامنة غير األقمار ويلزم غيابه حتى طلوعه منذ القمر حركة تقتفي متحركة هوائيات استخدام يستدعي مما بانتظ--ام موزع--ة أقم--ار ع--دة اس--تخدام القم--ر غياب عند االتصاالت انقطاع مشكلة لحل مكان--ه. ولتغطي--ة ليس--تلم يلي--ه الذي القمر طلع أحدها غاب إذا بحيث المدار محيط على األقم--ار من كبير عدد وجود يتطلب متزامنة غير أقمار اتصاالت بنظام األرض سطح جميع

المتوس--طة الم--دارات في أقم--ار عش--رة من أك--ثر يلزم حيث مدارية مستويات عدة في

27

Page 28: أنظمة الاتصالات

الم--تزامن. الم--دار في أقمار ثالثة مقابل المنخفضة المدارات في قمرا أربعين من وأكثر األغ--راض لش--تى تس--تخدم ص--ناعي قم--ر آالف ثالث--ة عن يزيد ما األرض حول اآلن ويوجد عن واالستش--عار المواق--ع وتحدي--د والتجس--س والفلك الجوية واألرصاد االتصاالت كأقمار

العلمية. واألبحاث بعد االس--تقبال أجه--زة من ع--دد االتص--االت ألغ--راض المس--تخدم الص--ناعي القم--ر يحم--ل

الخاليا من كبير وعدد الهوائيات من وعدد(transponders) المستجيبات تسمى واإلرسال الطاق--ة بتحوي--ل تق--وم من--ه ممت--دة أجنح--ة على أو القمر جسم على المرصعة الشمسية كذلك يوجد و.المختلفة أجهزته لتشغيل بطاريات في تخزن كهربائية طاقة إلى الشمسية

دافع--ة كق--وة الس--تخدامه بالغاز المملوءة األنابيب من ومجموعة والقياس للتحكم أجهزة الم--دار. في ل--ه المخص--ص المكان عن االنحراف من القمر لمنع آلخر حين من نفثه عند

أنظمت--ه وحال--ة م--داره في وض--عه مراقب--ة على تعم--ل أرض--ية محطة قمر لكل ويخصص المحط--ة إلى قياس--اتها بإرس--ال تقوم مختلفة ومجسات قياس أجهزة خالل من المختلفة أجهزت--ه تصيب قد التي األعطال وإصالح القمر وضع لتصحيح األوامر ترسل التي األرضية ع--دد األرض. ويتح--دد س--طح على المختلف--ة التغطية مناطق إلى الهوائيات توجيه وكذلك

ع--دد من بثه--ا أو نقله--ا للقم--ر يمكن ال--تي التلفزيوني--ة واإلش--ارات الهاتفي--ة المكالم--ات الغ--الب في نطاق--ه ع--رض يبلغ الذي المستجيب يستطيع حيث يحملها التي المستجيبات

هاتفي--ة مكالم--ة أل--ف من يق--رب م--ا أو واح--دة تلفزيوني--ة إش--ارة ينقل أن ميغاهيرتز36 الرقمي--ة التقني--ة اس--تخدام حال--ة في أما التشابهية التقنية استخدام حالة في واحد باتجاه

. أض--عاف عش--رة إلى الهاتفي--ة والمكالم--ات التلفزيوني--ة اإلش--ارات ع--دد زي--ادة فيمكن ال--تي المستجيبات عدد ويتحدد كمي--ة من حمله--ا للقم--ر يمكن

تول--دها التي الكهربائية الطاقة كفاءة وتلعب الشمسية الخاليا

كب--يرا دورا الشمس--ية الخالي--ا هوائي---ات أحج---ام تحدي---د في

القمر في واالستقبال اإلرسال المحط----ات وفي الص----ناعي

ح--ديثا وص--لت حيث األرض--ية بالمائ--ة30 عن يزي--د م--ا إلى العشرة تتجاوز ال كانت أن بعد

ع--دد من ض--اعف مم--ا بالمائة أحج--ام من وقلل المستجيبات

القم--ر عم--ر الهوائيات. يتح--دد الحف-اظ الص-عب من يص-بح الغ-از كمية انتهاء فمع يحمله الذي الغاز كمية من االفتراضي

عام--ا عش--ر س--بعة الحديث--ة الص--ناعية األقم--ار عم--ر ويبلغ الصحيح مداره في القمر على الفض--ائية لالتص--االت الدولي--ة الهيئ--ة ت--ولت . لقد القديمة األقمار في أعوام سبعة مقابل

الع--الم دول جمي--ع بين فيم--ا الدولي--ة االتص--االت ت--أمين مهم--ة( INTELSAT) إنتلس--ات الث--امن وجيله--ا م1965 ع-ام في المتزامن--ة الصناعية أقمارها من األول الجيل وأطلقت

يتك--ون الص--ناعية األقم--ار من أس--طول من انتلسات منظومة وتتكون. م1997 عام في والهن--دي األطلسي المحيط فوق تقع مواقع ثالث على موزعة قمرا عشر سبعة من حاليا

لم--وقعين م--وجهين هوائ--يين خالل من العالم دول ببقية االتصال دولة ألي ويمكن والهادي الثامن الجيل أقمار من الواحد القمر على المستجيبات عدد ويبلغ الثالث المواقع هذه من باتج--اه هاتفية دائرة ألف وأربعون وخمسة تلفزيونية قنوات ثالث بنقل تقوم مستجيبا44

من ابت-داء أقماره-ا من التاس-ع الجي-ل ب-إطالق انتلس-ات تق-وم أن المتوق-ع واح-د. ومن مس--تجيبا96 الواحد القمر يحملها التي المستجيبات عدد يبلغ حيث م2000 عام منتصف

ق--امت انتلس--ات خدم--ة ج--انب الثامن. وإلى الجيل أقمار تحمله ما ضعف عن يزيد ما أي والخارجي-ة الداخلي-ة اتص-االتها لت-أمين بها خاصة صناعية أقمار باستخدام الدول من كثير ع--ام في والكنديون م1965 عام في قمرهم الفرنسيون أطلق فقد المجاورة الدول مع

ع--ام في واإلنكليز م1970 في والصينيون واليابانيون م1969 عام في واأللمان م1967

28

Page 29: أنظمة الاتصالات

م1976 عام في واألندونيسيون والهنود م1974 عام في واألسبان والهولنديون م1971 في واإلس--رائيليون1986 ع--ام في والس--ويديون م1985 عام في والبرازيليون والعرب

م1992 ع-ام في والكوري-ون م1990 عام في واألرجنتينيون والباكستانيون م1988 عام م.1996 ع-ام في والماليزيون م1994 عام في واألتراك م1993 عام في والبرتغاليون

م--ع ولكن عاما25 عن يزيد لما الدولية المكالمات نقل مهمة الصناعية األقمار تولت لقد آالف س--تة بط--ول أوروب--ا م--ع أميركا يربط الضوئية األلياف باستخدام بحري كيبل أول مد

كيبالت إلى الص--ناعية األقم--ار عن التح--ول بدأ هاتفية مكالمة ألف أربعين وبسعة كيلومتر األقم--ار يفق--د لم التح--ول ه--ذا الدولي--ة. ولكن الهاتفي--ة المكالم--ات لنقل الضوئية األلياف

لبث المتزامن--ة الص--ناعية األقم--ار اس--تخدام ب--دأ الثمانين--ات مطلع فيف أهميتها الصناعية الق--وات آالف تبث التي األقمار مئات خالل من المنازل إلى مباشرة التلفزيونية القنوات

الص--ناعية األقم--ار باس--تخدام ب--دأ التسعينات نهاية وفي.والرقمية التشابهية التلفزيونيةاإلنترنت. وخدمة النقال الهاتف خدمة لتقديم المتزامنة غيرو المتزامنة Fiber Optic Communication) الضوئية األلياف اتصاالت أنظمة

Systems) المهندسون يراود حلما االتصاالت أنظمة في الضوئية الموجات استخدام فكرة بقيت لقد تل-ك عن الم-رات ب-آالف تزي-د معلوم-ات كمية حمل على قادرة عالية ترددات من اله لما

للض--وء كمص--در م1960 ع--ام في الل--يزر اخ--تراع الراديوي--ة. وم--ع الحامالت تحملها التي باس-تخدامه المهندسون قام اللون أحادي المترابط

وبس--بب ولكن جوي--ة ضوئية اتصاالت أنظمة في أوال للقص-ر نتيج-ة الجوي-ة بالعوام-ل الكب-ير الض-وء تأثر

ه-ذه اس-تخدام اقتص-ر فق-د موجت-ه لطول المتناهي التحكم أجهزة في كما محددة تطبيقات في األنظمة

باحث---ان اق---ترح م1967 ع---ام بالتلفزيون---ات. وفي كقن---اة الزجاجي---ة األلي---اف اس---تخدام إنكليزي---ان

في الع--الي الفق--د تقلي--ل ش--ريطة ض--وئية اتص--االت وق--د في--ه الموج--ودة الشوائب من بالتخلص الزجاج لي--تقل من م1970 ع--ام في أمريكي--ة شركة تمكنت دون م---ا إلى ديس---يبل أل---ف من الزج---اج فق---د

آم--ال فتج--ددت كيلوم--تر لك--ل ديس--يبل عش--رين الزجاجي-ة. لق-د األلي-اف ه-ذه باس-تخدام ض-وئية اتص-االت أنظمة تصميم في المهندسين

والكواش--ف المص--ادر تقني--ات في تطورات الزجاجية األلياف تقنية قي التطور هذا رافق م--ع يتناس--ب ال--ذي حجمها بصغر تتميز والتي الموصلة شبه المواد من المصنعة الضوئية

من م1975 ع--ام في األمريكي--ة الش--ركات إحدى تمكنت فقد ولذا الزجاجي الليف حجم الزجاجي--ة. األلي--اف باس--تخدام ض--وئي اتص--االت لنظ--ام ناجح--ة ميدانية تجربة أول إجراء واتس--اع فق--دها بقل--ة النحاس--ية واألس--الك المحوري--ة الكبالت على الضوئية األلياف تمتاز

مادته--ا ووفرة والتشويش التداخل ضد وحصانتها وزنها وخفة حجمها وصغر نطاقها عرض من حمايته-ا ألغ-راض إال للع-زل حاجته-ا وعدم الحرائق إحداث في خطرها وانعدام الخام

يوه الضوئية األلياف من أنواع ثالثة الضوئية االتصاالت أنظمة في اآلن ستخدم ويالتلف.step-index) الف--وري المعام--ل ذي األنماط متعدد الليف multi mode fiber( ال--ذيو بس--هولة ويمت--از ميكرومتر125 غالفه وقطر ميكرومتر100و 50 بين قلبه قطر يتراوح من مئ--ات ع--دة بانتش--ار يس--مح أن--ه س--يئته ولكن ببعض--ها األلياف وصل وسهولة تصنيعه الن-وع أم-ا. ميغ-اهيرتز مئ-ات لع-دة نطاق-ه ع-رض تقليل على تعمل التيو خالله األنماطgraded-index) الت--دريجي المعام--ل ذي األنم--اط متع--دد الليف فهو الثاني multi mode fiber( ميكرومتر125 غالفه وقطر ميكرومتر 60و 50 بين قلبه قطر يتراوح الذيو . الن--وع في كم--ا خالله األنماط من مئات عدة بانتشار يسمح النوع هذا أن من الرغم وعلى المختلف--ة م--اطاألن انتش--ار س--رعات يجع--ل القلب انكسار معامل في التدرج نأ إال األول ميغاهيرتز. أم-ا ألف إلى يصل قد نطاقه عرض فان وعليه األول النوع في منها تقاربا أكثر

step-index) الف--وري المعام--ل ذي النم--ط أحادي الليف فهو الثالث النوع single mode fiber( ميكروم--تر125 غالف--ه وقط--ر ميكروم--تر10 عن الليف هذا قلب قطر يزيد الو

29

Page 30: أنظمة الاتصالات

على بقدرت--ه يمت--از فه--و ل--ذلكو خالله لالنتشار واحد ضوئي لنمط إال يسمح ال فهو ولذلك ميغ--اهيرتز آالف ع--دة إلى نطاق--ه ع--رض يص--ل وق--د المعلوم--ات من ضخمة كميات نقل

. اس--تخدمتببعض--ها األلي--اف ولوص--ل لتص--نيعه متقدم--ة لتقني--ات يحت--اج أنه سيئته ولكن في الحم--راء تحت األش--عة موج--ات األول جيله--ا في الض--وئية األلي--اف اتص--االت أنظم--ة النافذة هذه في للزجاج العالي الفقد وبسبب ولكن نانوميتر850 حول تقع التي النافذة

الط--ول ثم ومن ن--انوميتر1300 الم--وجي الط--ول إلى الثمانين--ات بداي--ة في االنتق--ال تم لك--ل ديس--بل0,2 وهو األدنى حده إلى الزجاج فقد يصل حيث نانوميتر1550 الموجي

كيلومتر. من ب--دال الض--وئية األلي--اف باس--تخدام االتص--االت ش--ركات ب--دأت الثمانين--ات بداي--ة وفي

والوطني--ة المحلي--ة المقاس--م كرب--ط االتص--االت أنظم--ة مختل--ف في المحوري--ة الكبالت االتص--االت ونظم التلفزيوني--ة التوزي--ع وش--بكات المعلوم--ات ش--بكات وإنش--اء والدولي--ة ط--ول وص--ل بحيث العس--كرية االتص--االت أنظم--ة وفي والس--فن الطائرات في الداخلية ماليين خمس--ة م1987 ع--ام نهاي--ة م--ع الع--الم في ض--وئية ألي--اف من مده تم ما مجموع

إلى ال----رقم ووص----ل كيلوم----تر نهاي--ة مع كيلومتر مليون عشرين

م1988 عام م. وفي1999 عام باس--تخدام بحري كبل أول مد تم

م--ع أميرك--ا يربط الضوئية األلياف كيلوم--تر آالف س--تة بطول أوروبا

مكالم---ة أل---ف أربعين وبس---عة بين المس-----افة وبلغت هاتفي-----ة

كيلوم----تر. وفي50 المعي----دات اس--تخدام ب--دأ التس--عينات بداي--ة

optical) الض---وئية المض---خماتamplifiers)المعي--دات من ب--دال اإلش--ارات تقوي--ة في اإللكتروني--ة

آلالف م--داها يص--ل ض--وئية ألي--اف اتص--االت أنظم--ة تص--ميم في س--اعد مم--ا الض--وئية س--هلت كيلوم--تر. ولق--د مائ--ة إلى الضوئية المضخمات بين المسافة وتصل الكيلومتراتwavelength) الم--وجي التقس--يم تع--اقب تقني--ة اس--تخدام الضوئية المضخمات division

multiplexing (WDM))اللي-ف نفس على المرسلة المعلومات كمية بزيادة يسمح الذي ك--ل تس--تطيع وال--تي الموجات عشرات إلى عددها يصل قد جديدة حاملة موجات بإضافة

نق--ل الزجاجي الليف بإمكان أصبح وبهذا الهاتفية المكالمات من اآلالف مئات حمل منها خ--دمات على المتزاي--د الطلب ال--وقت. وبس--بب نفس في هاتفية مكالمة مليون من أكثر

منه--ا البري--ة الض--وئية األلي--اف كبالت من مزي--د لم--د ماس--ة الحاجة أصبحت فقد اإلنترنت للكبالت عمالق--ة مش--اريع بتنفي--ذ العالمي--ة االتص--االت ش--ركات من كث--ير وبدأت والبحرية)فالق- الض--وئي الكب--ل م--د تم المث--ال سبيل علىف .ببعضها القارات جميع تربط الضوئية

البحر وعابرا ألوروبا الغربي بالساحل مرورا واليابان بريطانيا بين م1997 عام ( في1 كيلوم--تر أل--ف27 بط--ول الهن--دي والمحيط العرب وبحر األحمر والبحر المتوسط األبيض غير هاتفية مكالمة ألف15 يعادل الثانية في جيقابت ) كل الثانية في جيقابت20 وبسعة

أمريك--ا بين م1998 ع-ام ( في1األطلس--ي- )ع-بر الض--وئي الكب--ل م--د تممض--غوطة( و الس--عة رف--ع وتم الثانية في جيقابت40 وبسعة كيلومتر ألف14 بطول وأوروبا الشمالية

الكيبالت من سلس--لة م--د تم وق--د .م1999 ع--ام نهاي--ة في الثاني--ة في جيق--ابت80 إلى م--د م--ا أخ--ر ك--ان أوروب--ا غرب إلى ثم األوسط الشرق إلى أسيا شرق من تمتد الضوئية

SEA-ME-WE) المسمى الكيبل منها طول-ه ويبل-غ م2005 ع-ام الخدم-ة في بدأ ( والذي4 أربع--ة من يتك--ون أن--ه حيث جيق--ابت1280 تبل--غ خيالية وبسعة كيلومتر ألف عشر تسعة

اتج--اه في الثانية في جيقابت10 تحمل موجة وكل موجة64 شعيرة كل تحمل شعيراتPacific) 1اله-ادي- تق-اطع الض-وئي الكب-ل م-د تم ق-دوواحد. Crossing ع-ام ( في1 جيق-ابت180 وبس-عة كيلوم-تر أل-ف21 بط-ول والياب-ان الش-مالية أمريك-ا بين م2001

Transالس-ريع) اله-ادي ع-بر الض-وئي الكب-ل م-د من م2008 ع-ام في العم-ل وسينتهي

30

Page 31: أنظمة الاتصالات

Pacific Express )TPE(بط-ول ) جيق-ابت2560 وبس-عة كيلوم-تر أل-ف عش-ر ثماني-ة مختل--ف ترب--ط ال--تي الض--وئية الكبالت مئ--ات اآلن ويوج--د. فق--ط اثنين سنتمترين وبقطر بح--ري ب--ري ض--وئي كب--ل لمد به العمل بوشر ضخم مشروع وهنالك العالم وجزر قارات جيق-ابت أل-ف إلى تص-ل وبس-عة كيلوم-تر ألف275 بطول دولة170 لربط العالم حول الضوئية الكيبالت وتتميزمضغوطة. غير هاتفية مكالمة مليون15 يعادل ما أي الثانية في

المحيط--ات في م--دها عملي--ة من يسهل مما سنتيمترات عدة يتجاوز ال فهو قطرها بصغر أك--ثر في الكبالت بعض م--ع حدث كما بسهولة للقطع يعرضها قد الصغير القطر هذا ولكن

بلغت ولق-دطويل-ة. زمني-ة لف-ترات اإلن-ترنت لخدم-ة تعطل في تسبب والذي مكان من الثانية في جيقابت5 م1994 عام في وأوروبا أمريكا بين الضوئية لأللياف الكلية السعة

عام في الثانية في جيقابت150و م1998 عام في الثانية في جيقابت45 إلى وارتفعت وتبل--غ. الثاني--ة في جيق--ابت5000 ح--اجز م2005 ع--ام في السعة تجاوزت وقد م1999 في جيق--ابت ماليين سبعة م2007 عام في البحرية الضوئية الكبالت لجميع الكلية السعة سبعين اإلنترنت بيانات حركة وتمثل الثانية في جيقابت مليوني فقط منها يستخدم الثانية في كما ببعضها المتجاورة الدول تربط أرضية ضوئية شبكات بناء كذلك وتممنها. بالمائة بط--ول ض-وئي كب--ل خالل من األوروبية المدن كبرى تربط التي األوروبية الضوئية الشبكة

جمي--ع ترب--ط ال--تي األمريكي--ة والش--بكة الثانية في جيقابت160 وبسعة كيلومتر ألف45 النط--اق ع--رض مش--كلة كب--ير حد إلى الضوئية األلياف حلت لقد. الشمالية أمريكا واليات ملي--ون يع--ادل م--ا نق--ل باإلمك--ان أص--بح حيث المعلوم--ات من كب--يرة كمي--ات لنقل الالزم

ه--ذا وس--يرتفع اإلنس--ان ش--عرة بحجم زج--اجي لي--ف على المعلوم--ات من هاتفية مكالمة الم--وجي التقس--يم تع--اقب تقني--ات في المس--تمر التط--ور بس--بب مضاعفة أضعافا الرقم

االنتش--ار ه--ذا االن--ترنت خدم--ة انتش--رت لما الضوئية األلياف ولوالالضوئية. والمضخمات العم--ود البري--ة الض--وئية األلي--اف وشبكات الضوئية البحرية الكيبالت أصبحت فقد الواسعاالنترنت. شبكة عقد يربط الذي الفقري

الخاصة اتصاالتال أنظمة 5-7 وصغر كلفتها تدني وبسبب أنها حيث االتصاالت أنظمة استخدام أوجه حصر الصعب من

القيام على فساعدت متعددة تطبيقات في تدخل بدأت للطاقة استهالكها وقلة حجمها هذه بمثل للقيام الالزمين والمال للجهد تقليلها جانب إلى بها القيام يصعب كان بمهام

على المطارات في المراقبة أبراج االتصاالت أنظمة تساعد الجوية المالحة المهام. ففي مواعيد بترتيب فتقوم أجوائها في الداخلة الطائرات من الضخمة األعداد حركة متابعة قلل مما المختلفة المحطات بين حركتها بمتابعة وتقوم دقيق بشكل وهبوطها إقالعها

التجارية السفن االتصاالت أنظمة جنبت البحرية المالحة الطيران. وفي حوادث من كثيرا والمحيطات للبحار عبورها أثناء المادية والخسائر المشاكل من اكثير النفط وناقالت االتصاالت أنظمة السفن. وبفضل بين والتصادمات االختناقات من اكثير الموانئ وجنبت Global) العالمي الموقع تحديد نظام باستخدام متناهية بدقة يتم الموقع تحديد أصبح

Positioning system (GPS))أي في واالرتفاع العرض وخط الطول خط يحدد الذي مدارات ستة في موضوعة صناعيا قمرا24 خالل من األرضية الكرة سطح على مكان

استقبال فيتم األرض إلى منتظم بشكل توقيتية إشارات ببث تقوم متوسطة أرضية والطائرات السفن في النظام هذا استخدام تم ولقد.بسيط يدوي بجهاز بعضها

يتجاوز ال حيث األشخاص وحتى والسيارات العسكرية واآلليات والمركبات والشاحنات ساعدت الفضاء استكشاف رحالت دوالر. وفي المائة الموقع تحديد أجهزة بعض كلفة

المجموعة كواكب وإلى القمر إلى فضائية مركبات إرسال على االتصاالت أنظمة المركبات إلى األرضية المحطات من األوامر بنقل االتصاالت أنظمة تقوم حيث الشمسية أجهزة تجمعها التي والمعلومات البيانات وبنقل سيرها بمسار للتحكم الفضائية

الفضائية المركبات االتصاالت أنظمة تصميم األرضية. ويعتبر المحطات إلى االستكشاف إلى تصل والتي والمستقبالت المرسالت بين المسافات لبعد وذلك للمهندسين تحديا

يتم والتي المركبة ظهر على المتوفرة الكهربائية الطاقة ولقلة الكيلومترات ماليين الرغم الكهروحرارية. وعلى المولدات باستخدام أو الشمسية الخاليا باستخدام توفيرها

وإلى القمر إلى الفضائية المركبات من كبير عدد إرسال تم فقد الصعوبات هذه كل من

31

Page 32: أنظمة الاتصالات

وطبيعة أجوائها عن وصورا معلومات بإرسال وقامت الشمسية المجموعة كواكب جميع حول الفضائية والمحطات الصناعية األقمار من عدد وضع كذلك وتم وتربتها سطوحها

ما كل بالتقاط تقوم واستشعار رصد وأجهزة وراديوية ضوئية مقاريب تحمل األرض يكن لم الكون عن قيمة بمعلومات العلماء فزودت إشعاعات من الكون أجرام عن يصدر

من كثيرا يمتص الذي األرض جو بسبب األرض سطح على من عليها الحصول بإمكانهمالكون. تطور تاريخ بصمات تحمل التي اإلشعاعات هذه

األرض--ية الرص--د ومحطات الصناعية األقمار من شبكة توجد الجوية األرصاد أنظمة وفي عن والبيان--ات الص--ور من ض--خمة كمي--ات بجمع تقوم األرضية الكرة أنحاء على الموزعة

تقوم التي الجوي الرصد دوائر إلى إرسالها فيتم العالم مناطق مختلف في الجوية الحالة الظ-روف لمواجه-ة الالزم-ة االحتياط-ات ألخ-ذ المعني-ة الجهات على وتوزيعها بمعالجتها

والقط--ارات والس--فن الطائرات وحوادث الطبيعية الكوارث عواقب من والتقليل الجوية المرض--ى حاالت مراقبة في االتصاالت أنظمة تستخدم الطبي المجال والمركبات. وفي

يتم محمول--ة قي--اس أجه--زة خالل من العم--ل وأم--اكن ال--بيوت وفي المستش--فيات في بخدم--ة يس--مى م--ا في ك--ذلك وتس--تخدم المراقبة لغرف متواصل بشكل قراءتها إرسال

بع--د على من المرض--ى بفحص القي--ام المختص--ين لألطب--اء يمكن حيث بع--د عن التطبب جنب مم--ا متقدم--ة ومرئي--ة س--معية اتصاالت أنظمة خالل من الكيلومترات آالف أو مئات

العمليات بعض إجراء العاجل القريب في وسيتم السفر وتكاليف عناء واألطباء المرضى الس--رقات ض--د الحماي--ة أنظمة اآللية. وفي الروبوتات باستخدام بعد على من الجراحية المراقب--ة كم--يرات عن الص--ادرة اإلشارات نقل في االتصاالت أنظمة تستخدم والحرائق

المراك--ز في المراقبة غرف إلى والبيوت والمتاجر والمصانع البنوك في اإلنذار وأجهزة ش--ركات حمايتها. وفي وكلفة خسائرها من كثيرا قلل مما المدني الدفاع ومراكز األمنية

الموج--ودة والمع--دات األجه--زة في والتحكم للمراقبة االتصاالت أنظمة تستخدم الكهرباء في أيض--ا وتس--تخدمها النق--ل وخط--وط الرب--ط ومحط--ات والتحوي--ل التوليد محطات في

الحوسبة. وتستخدم مراكز إلى ونقلها المنازل عدادات فيها بما المختلفة العدادات قراءة الزبائن على سهل مما اآللي الصراف ومواقع وفروعها البنوك ربط في االتصاالت أنظمة رفع في المدني والدفاع السير شرطة االتصاالت أنظمة المالية. وتساعد معامالتهم إنجاز أنظم--ة بن--اء وفي ودورياته--ا مراكزه--ا بين فيم--ا االتص--ال تس--هيل خالل من عمله--ا كفاءة

لجم--ع االتص--االت أنظمة تستخدم التجسس أنظمة متطورة. وفي وإنذار وتحكم مراقبة والمص--انع والحكوم--ات والهيئ--ات واألح--زاب األف--راد عن الس--رية المعلومات أنواع شتى

وكم---يرات ميكرفون---ات من تتك---ون ومراقب---ة تنص---ت أجه---زة خالل من والجي---وش أو قلم أو س-اعة في وض-عها يتم بحيث الص--غر من بعضها يكون ومرسالت ومستشعرات

من كث--ير على التجس--س في الص--ناعية األقم--ار الك--برى الدول وتستخدم الشخص هاتف أجه--زة تبثه--ا ال--تي المعلوم--ات إش--ارات التق--اط خالل من الع--الم أنح--اء جميع في الدول

والمدنية. منها العسكرية المختلفة اتصاالتها على س--اعدت حيث الحديث--ة العسكرية األنظمة في بارزا دورا االتصاالت أنظمة تلعبو

أو تعطله--ا أو غيابه--ا ي--ؤدي وقد العسكرية العمليات تنفيذ عند والمسافات الوقت اختصار توس--عت والدول. ولقد بالجيوش الهزائم إلحاق إلى المعركة ساحة في استخدامها سوء

العملي-ات وأص-بحت االتص-االت أنظم-ة الس-تخدام نتيج-ة كب-ير بش-كل المع-ارك ساحات المعلوم--ات من العليا للقيادات يتوفر وقد الكيلومترات آالف بعد على من تدار العسكرية

تنقله--ا التي المعلومات سيل بفضل الميدانيين القادة لدى مما أكثر المعركة مجريات عن أنظم--ة تلعب--ه ال--ذي الكب--ير ال--دور من ال--رغم المختلف--ة. وعلى االتص--االت أنظم--ة لهم

إن الجي--وش هزيمة في سببا تكون قد أنها إال العسكرية العمليات تسهيل في االتصاالت أجه-زة من المنبعث-ة الالس-لكية فاإلش-ارات استخدامها عند المناسبة االحتياطات تأخذ لم

في واس--تخدامها اللتقاطه--ا للع--دو الفرص--ة متيح--ة االتجاه--ات ك--ل في تنتشر االتصاالت عليه--ا التش--ويش أو عليه--ا التنص--ت أو ت--دميرها على فيعم--ل األجه--زة ه--ذه مواقع تحديد

الظ--اهرة الن--يران ح--رب جانب إلى فإنه لوجهتها. ولهذا المعلومات وصول دون للحيلولة حرب--ا هن--اك والص--واريخ والط--ائرات والم--دافع وال--دبابات الجن--ود بين رحاه--ا ت--دور ال--تي

الج--انبين كال عن--د الالس--لكية واالستقبال اإلرسال أجهزة بين رحاها تدور صامتة إلكترونية تتلخص ال-تي اإللكتروني-ة الح-رب ه-ذه إدارة يحس-ن من لصالح المعركة نتيجة تكون وقد

32

Page 33: أنظمة الاتصالات

المنبعث--ة الالس--لكية اإلش--ارات من االس--تفادة من العدو منع أولها أساسيتين مهمتين في وتموي--ه وتع--ديل لتش--فير مختلف--ة ط--رق باس--تخدام الالس--لكية والمع--دات األجه--زة من

الالس--لكية اإلش--ارات جمي--ع مراقبة وثانيها اإللكترونية باإلجراءات يسمى بما المعلومات أو عليه--ا التنص--ت أو وت--دميرها مواقعه--ا لتحدي--د الع--دو ومع--دات أجه--زة من المنبعث--ة

المض--ادة. اإللكتروني--ة ب--اإلجراءات يس--مى بم--ا منها االستفادة من لمنعه عليها التشويش نوعي--ة اختي--ار حيث من قاسية لشروط تصنيعها عند العسكرية االتصاالت أنظمة تخضعو

أن وعليه--ا المناخي--ة الظ--روف أقس--ى تحت عالية بموثوقية تعمل لكي واألجهزة المواد لف-ترات تعم--ل لكي للطاق--ة اس-تهالكها وبقل-ة وبالمتان--ة الحجم وصغر الوزن بخفة تتسم

بين المعلوم--ات لنق--ل حاجته--ا فهي له--ا المم--يزة الص--فة البطاري--ات. أم--ا على طويل--ة كش--ف من الع--دو يتمكن ال لكي والموثوقي--ة الس--رية درجات بأقصى المختلفة الوحدات

أنظم--ة خالف على تس--تخدم فهي ول--ذلك العس--كرية المعلوم--ات وتب--ديل وتش--ويش الطي--ف اتص--االت كأنظم--ة والتش--فير والتع-اقب للتع-ديل معقدة طرق المدنية االتصاالت

المحوري--ة والكبالت كاألس--الك الس--لكية األنظم--ة الس--تخدام الجي--وش تلج--أ الممتد. وقد جغرافي--ة من--اطق ض--من واآللي--ات األف--راد بين المعلوم--ات لنقل الضوئية األلياف وكبالت

م--دها عن الن--اتج الت--أخير مقاب--ل ولكن عليها والتشويش التنصت إمكانية لتقليل محدودة كب--يرة حرية تعطي التي الالسلكية األنظمة عكس على وذلك مستخدميها لحركة وتقيدها في ب--ارزا دورا تلعب ب--دأت الص--ناعية األقمار أنظمة انتشار واألفراد. ومع اآلليات لتحرك خالل من العس--كرية المعلوم--ات كنق--ل العس--كرية لألغ--راض الخ--دمات ش--تى تق--ديم

في موج--ودين ط--رفين بين االتص--ال لت--أمين المعرك--ة س--احة في تنصب صغيرة هوائيات متناهي--ة بدق--ة األه--داف مواق--ع تحديد وفي الكيلومترات آالف بعد على أو المعركة ساحة

أقم--ار باس--تخدام واأله--داف المواق--ع تص--وير وفي الموق--ع تحديد أنظمة أقمار باستخداموالتجسس. الرصد

الع--املين م--ع تواصللل السلكي اتصاالت نظام استخدام يتم الالسلكية النداء أنظمة وفي نظام يتكونو األجرة. وسيارات الحافالت وسائقي والمناجم والمصانع المستشفيات في

الالس--لكية االس--تقبال أجه--زة من كب--ير وع--دد واح--د إرس--ال جه--از من الالس--لكي الن--داء فيق--وم النداء رسائل اإلرسال عامل يستلم حيث المتجولين األشخاص قبل من المحمولة للشخص الرسالة وصول ولضمان المعنيين األشخاص إلى التعاقب على السلكيا بإرسالها لك--ل خاص--ة ش--يفرة تخصيص تم فقد المشتركين بقية من استقبالها وعدم فقط المعني

األول الجي--ل المبثوثة. يعمل للرسالة فقط المعني الجهاز يستجيب بحيث استقبال جهاز من مم--يز لحن إص--دار خالل من المن--ادى الشخص تنبيه على الالسلكية النداء أنظمة من

عام هاتف أقرب خالل من باالتصال فيقوم ما شخص قبل من مطلوب أنه فيعرف جهازه وال--ذي الث--اني الجي--ل المعني. أم--ا بالشخص االتصال أو الرسالة لمعرفة اإلرسال بعامل من يمكن رقمي-ة بشاش-ات االس-تقبال أجه-زة تزوي-د تم فق-د الثمانين-ات بداي-ة في ظهر

آلي--ا أو اإلرس--ال عام--ل خالل من إرس--اله يتم ال--ذي الط--الب الش--خص رقم إظهار خاللها المنادى فيقوم الهاتف جهاز طريق عن الطالب الشخص ورقم المنادى جهاز رقم بإدخال

التس--عينات اإلرس--ال. وفي عام--ل إلى الرجوع دون مباشرة الطالب بالشخص باالتصال جه--از شاشة على إظهارها يتم مكتوبة رسائل استقبال يستطيع والذي الثالث الجيل ظهر

بعام--ل لالتص--ال ع--ام ه--اتف عن البحث المن--ادى الش--خص تج--نيب تم وب--ذلك االس-تقبال عدد تتعدى ال أن يجب والتي واضحة الرسالة كانت إذا الطالب بالشخص حتى أو اإلرسال

حاس--وب جه--از ت--وفر ض--رورة بس--بب كثيرا ينتشر لم النوع هذا ولكن الكلمات من معين القي-ام أو الرس-الة كلم-ات إلدخ-ال وذل-ك الط-الب الش-خص عند الهاتف خط مع مرتبط

على فيعم--ل الراب--ع الجي--ل إرسالها. أم--ا المراد الكلمات إلمالء اإلرسال بعامل باالتصال فتق--وم الهاتف جهاز خالل من الطالب الشخص قبل من إمالؤها يتم صوتية رسالة إرسال في بتخزينها يقوم الذي االستقبال جهاز إلى وإرسالها باستالمها اإلرسال مركز في أجهزة

ببساطتها الالسلكية النداء أنظمة المنادى. تتميز الشخص قبل من سماعها لحين الذاكرة فق--د ول--ذا كاملة مدينة تغطية واحد تردد على يعمل إرسال لجهاز يمكن حيث كلفتها وقلة

النظ--ام به--ذا المش--تركين ع--دد ق--در حيث الع--الم دول جمي--ع في واسعا انتشارا انتشرت م. 1999 عام في مليون بخمسين

33

Page 34: أنظمة الاتصالات

34