مسببات الفقد في الإشارة


 

مسببات الفقد في الإشارة 

كما نعلم ان الإشارة التي تنتقل داخل الكابل ما هي الا الكترونات متراصة ومتحركة بشكل تسلسلي وتعتمد قوة الإشارة علي نجاحها في الإنتقال بين طرفي الكابل بكامل الكتروناتها وبدون ان تفقد منها شيء او تحتوي علي مكونات اخري غير مرغوب فيها

ويكون الفقد في الإشارة ناشيء عن احدي ثلاث او جميعها

اولا attinuation التشتت

وينشيء التشتت في الإشارة نتيجة الأتي

- مقاومة مادة الكابل conductor resistance

- ظاهرة السعوية mutual capacitance

- الفقد المرتجع في الإشارة return loss

- المعاوقة impedence

ثانيا فقد ناشيء عن وجود شوشرة في الإشارة

- عدم استقرار مقاومة الكابل resistance unbalance

- عدم استقرار سعة التكثف في الكابل capacitance unbalance

- ظواهر التداخل في الإشارة near end and far end crosstalk

- power sum بأنواعه

ثالثا انواع اخري
-ACR نسبة التشتت الي التداخل
– التأخير الناتج عن الإنحراف
– التأخير النتج عن الإنتشار

وهذا مخطط يبين قيم الفقد مع التردد


وسنتكلم بإذن الله عن كل نوع علي حده واعلموا ان هذه النواع مهمة جدا لكل من له اهتمام بإنتقال الإشارات داخل الكابلات وغيرها من الوسائط اللاسلكية و انتقال الإشارة كهربيا او ضوئيا

الشوشرة

NOISE

ارفع صوتك قليلا انا لا أسمعك بوضوح

اغلق الأن وسأتصل بك لاحقا

المحادثة السابقة بالتأكيد حدثت معك كثيرا اليس كذلك خاصة في مكالماتك علي الماسنجر

هل تعلم ان السبب في ذلك ان الإشارة التي تصل اليك قد اختلط بها اشياء اخري غير مرغوب فيها

بالنسبة لموضوعنا عن الكابلات فإن الإشارة غالبا ما تختلط بما لايرغب فيه بسبب طبيعة الكابل نفسه او بسبب العيوب التصنيعية في الكابل

فكما هو معلوم ان الإشارة تنتقل ايابا وذهابا دخل الكابل في مسارات متوازية ولأن الإشارة ذات طبيعة كهربية فانه عند مرورها بالكابل تبث مجال مغناطيس حول الكابل المارة فيه ولابد ان تكون جميع المجالات الكهربية الناشئة في اسلاك الكابل الواحد متساوية

لعلنا لا نجد هذه المشكلة في الكابلات المجدولة والتي تتشابه أسلاك الكابل الواحد فيها سمكا وحجما وطبيعة ولكن يحدث القصور عند التعامل مع الكابلات المحورية

فكما رأينا من قبل ان الكابل المحوري يتكون من موصلين احدهما مركزي والأخر علي هيئة شبكة تحيط بهذا المركزي ومن هنا يحدث الإختلاف في المجال المغناطيسي مما يسبب الشوشرة

يبقي ان الكابلات المجدولة لا ينشأ عنها شوشرة الا حين يرتبط الأمر بالمصنع او الصناعة الرديئة للكابل التي لا تعير اهتماما بالموازنة في سمك الكابل وكتلته وكثافته علي طول امتداده والتي تنشأ عنها عدم الإتزان في المقاومة
resistance unbalance

وهناك بعضهم لا يهتم كثيرا ب طريقة التغليف الداخلي لأسلاك الكابلات التي ينشأ عنها عدم الموازنة او الإتزان في القيمة السعوية بين الأسلاك capacitance unbalance


Crosstalk (NEXT & FEXT) 

التداخل الذي يطلق عليه near end crosstalk (NEXT) و far end crosstalk (FEXT)يحدث نتيجة أن التيار المتردد للإشارة المارة في احد أسلاك الكابل يحدث مجال مغناطيسي علي طول الكابل و هذا المجال المغناطيسي بدوره يحدث تيار مساو لتيار اشارة السلك الأصلي و ذلك في الأسلاك المجاورة للسلك هذا مما يعطي انطباع بأن الإشارة قد انتقلت من سلك الي اخر محدثة تداخل مع اشارة الأسلاك الأخري

وتزداد قوة هذا المجال المغناطيسي بزيادة تردد الإشارة ويكون في اوج قوته مع وصلات RJ45

وقد أخذ هذا الإسم cross Talk من المشاكل التي حدثت مسبقا ايام عصور الهواتف الكلاسيكية و التي كان من البديهي ان تستمع لمكالمات الأخرين وانت تهاتف شخص ما

و أما المسمي FAR End فهذا يعني ان التداخل يحدث في النهاية الأخري للكابل التي تستقبل الإشارة اي ان التداخل من هذا النوع لا ينتج الا عند اقتراب الإشارة من المستقبل

و الأخر Near end فيحدث عند انطلاق الإشارة من مصدرها بمجرد تحميلها علي الكابل

وقد استطاع المصنعون من تلافي هذه المشكلة بجدل السلاك و ذلك للإلغاء أثر المجالات المغناطيسية حيث ينتج مع كل سلكين مجدولين مجالين مغناطيسين متساويين ومتعاكسين مما يلغي كل منهما الأخر

قياس cross talk
يتم معرفة الأسلاك التي تسبب التداخل عمليا و لدينا الأن طريقتين للكابلات المجدولة twisted pair
pair to pair cross talk

الأولي هي قياس الأزواج المتناظرة و يتم فيها حقن الإشارة في احدي الأزواج ثم قياس التغير في الأزواج الأخري تباعا
Pair 1 to pair 2
Pair 1 to pair 3
Pair 1 to pair 4
Pair 2 to pair 3
Pair 2 to pair 4
Pair 3 to pair 4
و بعد عدة اختبارات يتبين لك أي الأزواج أكثر تأثيرا علي الأخرين و هنا تم معرفة أن الزوج الرابع هو مصدر التداخل في الكابل

power sum cross talk

الطريقة الثانية يتم حقن كل الأزواج عدا زوجين بالإشارة ثم قياس التأثير علي هذا الزوج الذي لم يتم ادخال الإشارة به ثم تكرر العملية مع كل الأزواج
و في احدي المرات تم معرفة أن الزوج الثاني و الثالث و الرابع أكثر تأثيرا علي الزوج الأول أي ان الأول هو أكثرهم مثالية كما بالشكل

 

 

التداخلات الخارجية
External Interfernces

عند بداية حديثنا عن الكابلات ذكرنا قواعد ذهبية و شروط منها أنه يجب أن تبتعد قدر الإمكان عن مصادر اطلاق الإشارات مثل الموتورات و الأسلاك الكهربائية و أماكن تواجد الألات و المحركات و أجهزة الميكروويف و الأجهزة الطبية الحساسة التي تستخدم اشعاعات مثل أشعة اكس أو المسح الذري و ذلك لأنها تطلق موجات كهرومغناطيسية تستقبلها أسلاك الكابل و كأنها هوائي لاقط مما يجعلها تتداخل مع الإشارات المحمولة داخل الكابل مكونة مزيج “هارمونيك” يضر بالإشارة المحمولة و يفسدها
و ربما لا تعلم أن بعض هذه الموجات – مثل الموجات الصادرة عن الأجهزة الطبية – قادرة علي تهيئة “فورمات” شريط تسجيل ممغنط لو عرضت لها لفترة كافية أو علي الأقل اضطراب البيانات به
النسبة بين الإضمحلال و التداخل

ACR
Attinuation to Crosstalk Ratio

النسبة بين الإضمحلال و التداخل قيمة حسابية تبين مدي مقدرة الإشارة علي الوصول و هي تشبه النسبة بين قيمة الإشارة و الشوشرة الحادثة فيها و التي نطلق عليها Signal to Noise Ratio أو SNR و يكمن الإختلاف الوحيد بينهما في أن SNR تدخل في حساباتها مصادر الشوشرة الخارجية مثل EMI علي عكس ACR التي تبين فقط قيم الشوشرة من داخل الكابل
و يبين الشكل التالي العلاقة بين التردد و قيم الإضمحلال الخاصة بالتشتت و التداخل
و لك أن تحدد من مجرد النظر القيمة الترددية التي تستطيع أن تصنع عندها الكابل و تحدد اي القيمتين تستطيع ان تتقبلها كي تلغي الأخري التشتت أم التداخل أو ربما تختار حلا يتساوي عنده القيمتين كما هو مبين بالشكل

تأخر الإشارة
Propagation Delay

من المفترض أن تكون سرعة الإشارة داخل الكابل تساوي نسبة من سرعة الضوء تتراوح بين 60 الي 90 بالمائة من قيمة سرعة الضوء و تسمي Nominal Velocity of Propagation أو NVP و لكن نظرا لعدة عوامل أهمها وجود شوائب من مواد غير موصلة داخل الكابل فإن سرعة الإشارة تقل مما ينشأ عنها تأخير يسمي Propagation Delay

فروق تأخر الإشارة
Dely Skew

في الكابلات المجدولة التي تستخدم في الشبكات فإن الإشارة تستخدم أربعة أسلاك في الكابل و هناك منظزمات تحكم تستخدم كابلات عدد الأسلاك بها قد يزيد عن العشرين دعنا لا نبتعد بعيدا فإن الكابلات الشريطية المستخدمة في الحاسب من نوع IDE تحتوي علي عدة أسلاك متجاورة تستخدم غالبها لنقل البيانات
و حينما تختلف طول بعض تلك الأسلاك عن مجاورتها داخل الكابل فإن ذلك يعني فروق في وقت وصول الإشارة مما يسبب Dely Skew
و أقصي تأخر اشارة مسموح به داخل كابلات الإيثرنت هو 50 نانو ثانية اي جزء من مليار جزء من الثانية

و الشكل السابق يبين بعض قيم Dely Skew لبعض أزواج أسلاك كابل ايثرنت

 

نادر المنسي

الفقد داخل كابلات الشبكات


جولة مع الديسيبل



نحتاج دائما للتعامل مع الكابلات مع معرفة كمية الفقد التي تعاني منها الإشارة عند المرور في الكابل وقد اتفق علي استخدام وحدة تسمي الديسيبل لتمييز قيم الفقد
وكثيراً ما يُستخدم الديسيبل في علم الصَّوت، لمقارنة شدته أو ضغطه، بالاستناد إلى مستويات مرجعية ثابتة،
فمثلا
صوت التنفس الطبيعي : 10 ديسيبل
صوت حفيف الأشجار :50 ديسيبل
صوت الإنسان العادي : 30 إلي 60 ديسيبل
صوت جرس التليفون : 70 ديسيبل
صوت المدفع الرشاش : 130 ديسيبل
صوت محرك الطائرة النفاثة : 140 ديسيبل

ولكن الديسيبل اصبح مستخدما لتمييز الكثير من الكميات الكميات، الصَّوتية أو الكهربائية. وهو يساوي عُشْر بِلّ. والبِلُّ وحدة قياسية، عُرفت بهذا الاسم، نسبة إلى المخترع والعالم الأسكتلندي المولد، ألكسندر جرهام بِلّ.


اذن فالديسيبل هو وحدة لوجاريثمية تستخدم لقياس بعض القيم الفيزيائية وذلك لتسهيل مثال تحويل وحدة الطاقة كبديل من وحدة الجول. الديسيبل يتم الحصول عليه بحسب القانون التالي:

وعند استخدام قيم الديسيبل لتمييز الفقد فإن قيمها تكون بالقيمة السالبةويكون لكابل ذو القيمة الأعلي في الديسيبل هو الكابل ذو الجودة الأقل كما هو معروف

الفقد في القدرة

القدرة الكهربائية لإشارة الكابلات هي المعدل الزمني لتدفق الطاقة الكهربائية في كابل مغلق “موصل”، والقدرة كمية وحدة قياسها حسب النظام الدولي للوحدات هي وات
و اذن يكون الفقد في القدرة هو ضياع بعض من قيمة الإشارة خلال مرورها في الكابل نتيجة ارتدادها لمصدرها او امتصاصها من الكابل نفسه

وهو يعتمد علي “الجهد والتيار و المقاومة”

حيث
P هي القدرة واط
V هي فرق الجهد على طرفي المقاومة فولت
I هي التيار المار بالمقاومة أمبير
أو حسب القانونين المحورين من قانون أوم :

R هي قيمة المقاومة أوم Ω

يتم قياس مقدار الفقد في القدرة بالكابلات بواسطة هذا القانون


x القدرة الخارجة وندعوها غالبا p1
x0القدرة الداخلة ونسميها غالبا p2

وعند حساب الفقد في كابل تم ادخال اشارة بقدرة مقدارها 1 وات وتم ستقبالها في الطرف الأخر بمقدار 0.5 وات

p1=0.5
p2=1
db=10*log10(.5/1)=3 db

ومعني ذلك ان الإشارة تفقد نصف قيمتها عند المرور في الكابل
ومعناه ايضا انه عند كل 3 ديسيبل فإن الإشارة تفقد نصف قيمتها وهي أهم معلومة هنا “خد بالك يا معلم”

الفقد في الجهد

جهد الإشارة Voltage وهو يطلق على طاقة الدفع التي تسبب حركة الإلكترونيات من القطب السالب إلى القطب الموجب بالجهد و وحدة الجهد هي الفولت

يستخدم توصيف الفقد في الجهد – amperage- أكثر مما يستخدم الفقد في القدرة وتكتب هكذا

db = 20*log10 v1/v2

v1 : الجهد الداخل
v2 : الجهد الخارج

و تفقد الإشارة نصف جهدها عندما يكون الفقد 6 ديسيبل علي الخلاف مع القدرة و الذي يفقد الكابل نصف قدرته عند 3 ديسيبل فقد
وهذا يعني بالتأكيد أن الإشارة يرتد نصفها او تمتص من الكابل

و تستطيع أن تري قيمة الفقد في جهد او قدرة الإشارة من خلال أجهزة القياس او من خلال راسم الإشارة الأوسيليسكوب و هو جهاز قياس إلكتروني يسمح بإظهار و رسم جهد الإشارة عادة بشكل مخطط ثنائي الأبعاد للجهد الكهربائي (على المحور العمودي) مقابل الزمن (على المحور الأفقي) أو يستعاض عن الومن بجهد آخر على المحور الأفقي . و له دخلان اي يستطيع رسم اشارتين مختلفتين و أما ان يرسم واحد منهما فقط على شاشة العرض او يعرضهما معا و يمكن عرض قيمة طرح الاشارتين او ضربها

نادر المنسي

الإرسال والإستقبال من خلال الكابل


الإرسال والإستقبال من خلال الكابل

عندما كنت أستقل القطار من محطة بنها الي محطة منوف حيث توجد كليتي كان القطار ينتظر احيانا في محطة الباجور كي ينتظر القطار المقابل لأن شريط القطار فردي لا يتحمل قطارين في نفس الوقت ودعنا نسمي تلك الطريقة half duplex

وعلي العكس فإن المسافة ما بين محطة بنها الي الزقازيق كان شريط القطار مزدوج يسمح لقطارين متقابلين بالمرور وسنسمي تلك الطريقة full duplex

هذه هي فكرة ارسال و استقبال الإشارات من خلال الكابلات و مدي تطورها علي مدي الزمن

حيث ان

half duplex هي نقل الإشارة ايابا فقط او ذهابا فقط ولا يمكن الإرسال وا لإستقبال في نفس الوقت مثل أجهزة الشرطة اللاسلكية حتي انك تسمع كلمة “حول” بعد انهاء كل فقرة ليخبر الطرف الأخر انه انهي حديثه والمسار فارغ

fullduplex وهي تسمح بنقل الإشارة ذهابا و ايابا في نفس الوقت اي ترسل وتستقبل مثل جميع انظمة الإتصال التي تستطيع ان تتحدث وتسمع في نفس الوقت وا يضا منظومات شبكات الحاسوب

[IMG]file:///C:/DOCUME~1/XPPRESP3/LOCALS~1/Temp/moz-screenshot.jpg[/IMG]

واضافة لذلك فإنه يوجد نظام يدعي simplex يسمح فقط بالإرسال من جهة لأخري ولا يسمح اطلاقا بالعكس مثل الإرسال التلفيزيوني واتصال الطابعات بالحاسوب

ارسال اشارة داخل الكابل بمدي ترددي اعلي من نطاق الكابل

في الشبكات المحلية فإنه يتم استخدام زوجين من كل اربع ازواج للإرسال والإستقبال زوج يرسل والأخر يستقبل

ومن الممكن ان تعتبر المسار مثل طريق السيارات تسير فيه سيارة واحدة فقط كل فترة زمنية خلال مسافة

من الممكن ان نستغل تلك الترة الزمنية ونجعل ثلاث سيارت مثلا تسير في نفس المسافة في نفس الزمن اي ثلاث سيارت كل ثانية بدلا من واحدة كل ثانية

ولكن قطعا سيأتي يوما وتزداد السيارات عنا لابد من عمل طرق اخري اي ننشيء مسارين اضافيين احدهما ايابا والأخر ذهابا

ولكن الا تلاحظ احيانا انه في اوقات الذروة تجد ان احد جانبي الطريق مشغول والأخر المقابل فارغ .. فلم لا نستغل هذا الفارغ

وهذه هي فكرة جيجا ايثرنت وهو استخدام كافة المسارات ذهابا وايابا لإرسال واستقبال الإشارات وهي طريقة رائعة مكنتنا من ارسال ترددات تصل الي 1000 ميجا بت لكل ثانية علي كابل ذو مدي ترددي 100 هرتز اي من خلال كابل من الفئة الخامسة ومشتقاتها cat 5

 

نادر المنسي

تردد الكابل


تردد الكابل
Frequency Cable
من البديهي انك سمعت مصطلح الترد فربما سمعتها عندما تنبهك احدي القنوات بتغيير تردد ارسالها او قرأته بعض صناديق الأجهزة الإلكترونية و الكهربية
التردد هو قياس الأحداث المتكررة بالنسبة للوقت .. كما يعرف أيضا بمعدل تغيير شكل وجهه الموجه وعندما نقول ان تردد اشارة معينة هو 100 هرتز فهذا يعني ان الإشارة تستطيع تكرار نفسها 100 مرة في الثانية
انظر الي الفرق بين قيمة و شكل الترددات وكم تتكرر الموجة علي مدي زمني واحد

Heinrich Rudolf Hertz والمولود سنة 1857 hertz نسبة للعالم هرتز – Hz تقاس وحدة التردد بوحدة الهيرتز

ويتم تقسيم الترددات داخل ما يسمي بالطيف الترددي والذي تتوزع فيه الموجات المختلفة تبعا لتنوع التردد المستخدم فيها

الطيف الترددي
و يقوم النظام او الجهاز بأخذ نطاق معين من التردد يسمي قناة يستطيع من خلاله اداء مهمة ارسال او استقبال او عمل بشرط ان يستخدم تردد الموجة المناسب مع تلك القناة
وهو ما يفسر لك اختلاف المدي الترددي وتنوعه بين الكابلات النحاسية والضوئية حيث ان الضوء يستخدم ترددات الضوء المرئي التي تراه علي يمين الصورة وبالتالي فهو يستخدم نطاق ترددي مغاير للترددات المستخدمة في الكابلات النحاسية المسماه بالميكروويف انظر الصورة التالية تبينها بالطول الموجي λ

قنوات الميكروويف والضوء المرئي

λ يعرف بالمسافة التي تقطعها الموجة لتكررنفسها ويحسب من هذه العلاقة

حيث f هي التردد و v هي سرعة الضوء والتي تساوي 30000000 متر لكل ثانية

Speed of wave, v = frequency, f x wavelength, λ

و يكفيك أن تعلم ان تقسيم الترددات بين الأنظمة المختلفة – الهاتف – التلفاز – الموبايل- الردار – يشبه تقسيم مناطق النفوذ بين الدول وتخيل اذن ماذا يحدث لو تنازعت دولتان علي احدي مناطق نفوذ احدهما
وهناك منظمات عالمية مثل جمعية مهندسي الإلكترونيات والكهرباء IEEE لتحديد اوتقسيم الترددات بين الأنظمة وهو ما انا اطلق عليه مجلس الأمن الترددي – يشبه مجلس الأمن الدولي – حيث انه يوزع ويفض المنازعات واحقية الحصول علي الترددات بين الأنظمة المختلفة
وعندما كنا نصمم ونركب الدوائر الإلكترونية اثناء الكلية كنا كثيرا ما نري تحذيرات عن المسائلة والملاحقة القانونية من الدولة في حال تعارض تردد الدائرة مع ترددات الجهات الأمنية مثل ان تصنع دائرة يستخدم مكونات او يستقبل ترددات قريبة من ترددات اجهزة استقبال الشرطة

ولعل الكثير منا سمع او قرأ بعض الروايات البوليسية عن صدفة او قدر جعل جهاز المذياع او هاتف احدهم يستقبل مكالمات مريبة بطريق الخطأ من بعض العصابات ….
هذا يسمي تداخل الترددات وعيب مصنعي خطير ناشيء عن عدم الدقة في ضبط مكونان الأجهزة الإلكترونية
ولهذا فإن مؤسستي IEEE و ANSI TIA/EIA 568-B قد حددتا مثلا تردد 16 ميجا هرتز للكابل من الفئة الثالثة CAT3 والتردد 100 ميجا هرتز للكابل من الفئة الخامسة والخامسة اي CAT 5 5e والتردد 200 ميجا هرتز للكابل من الفئة السادسة CAT 6 وهكذا

المدي الترددي للكابل



Dta rate and cable Bandwidth

BIT Rate

معدل سرعة البيانات

Bit rate او data rate او variable Rاو f0 وهي عدد وحدات البيانات بت التي تمر او تنقل خلال مدة زمنية معينة اي انها هنا هي سرعة نقل البيانات داخل الكابل وهي تعتمد علي الكترونيات الشبكة مثل موائم الشبكة NIC و السويتش والراوتر وباقي المعدات الإلكترونية فيها ولا تعتمد علي كابلات الشبكة وذلك لأن المعدات الإلكترونية للشبكة تعتبر كمضخات او قوة دفع للبيانات

Cable bandwith

المدي الترددي للكابل

المدي الترددي للكابل هو النطاق الترددي الذي من من خلاله تستطيع الإشارة المرور في الكابل ..اي انه يجب ان تكون الإشارة المارة في الكابل ترددها لا تقل عن ادني تردد يتحمله الكابل ولا تزيد عن اعلي تردد يتحمله الكابل

ويعتبر المدي الترددي دالة في ثلاثة اشياء يتغير بتغيرهم زيادة ونقصا وهم المسافة و التردد و نسبة الإشارة للضوضاء SNR

فتري ان المدي الترددي للكابل ينقص بزيادة SNR

ويزداد بزيادة المسافة ونقص التردد وهكذا

وكتقريب لما سبق من الممكن ان تعتبر الكابل مثل ماسورة –بايب- المياه والمعدات الإلكترونية للشبكة الات لضخ المياه في البايب وقطر البايب هو النطاق الترددي للكابل وبالتالي تكون البيانات في الكابل مثل المياه في البايب و SNR هي نسبة الشوائب العالقة في المياة

23

العلاقة بين المسافة وتردد الكابل والمدي الترددي للكابل

عند تمديد الكابلات المجدولة للشبكات UTP فإننا نراعي ان لا يزيد طول الكابل بين نقطتين فعالتين – كمبيوتر سويتش راوتر – عن 100 متر او 308 قدم وذلك أنه توجد علاقة وثيقة بين ازدياد المسافة واضمحلال الإشارة وهو ناتج عن ان كل فئة من الكابلات المجدولة تعمل عند تردد معين و لمسافة محددة لن تستطيع الإشارة ان تصل كاملة وبلا اضنحلال او تشويش بدون ان تمر علي دائرة تكبير او اعادة انتاج وهو المتبع داخل المكونات الفعالة في الشبكة مثل الكمبيوتر والسويتش والراوتر

الحياة الرقمية



الإتصالات الرقمية
Data Communication

كما تكلمنا في البداية عن ان معظم تقنيات هندسة الإتصالات تحاول ان تنجذب وتندمج تدريجيا نحو التكامل ولن يحدث هذا التكامل الا في وجود نظام موحد تجعلها تتشارك المعطيات والبيانات بطريقة واحدة
ولن يستطيع النظام ان يتشارك مع غيره بطريقة واحدة ومتشابهة الا في حال لو اصبح يتشابه مع غيره في تكويناته وبروتوكولات تعامله يستقبل ويرسل ويخزن ويعالج ويتعرف
انها تكنولوجيا اتصال وارسال البيانات فلم يعد جهاز الإتصال فقط يرسل ويستقبل الصوت مثل الهاتف او يرسل ويستقبل الحروف مثل الفاكس بل تخطت التكنولوجيا الي التكامل في نفسها وليس فقط مع غيرها فتجد جهاز الموبيال يرسل ويستقبل ويخزن بيانات صوتية وحرفية و مرئية وهكذا ستتحول باقي الأنظمة ان لم تكن تحولت بعد
ولكن لن أستطيع ان نتعمق الا بعد أن نلقي نبذه بسيطه عن ذلك المارد الذي استطاع يساعد علي هذا التحول الكبير في نقل البيانات انه المارد الرقمي او التكنولوجيا الرقمية

لا أظن ان العالم الانجليزي جورج بول 1847 م الذي اخترع الجبر البوليني قد فطن الي ان اساسيات نظريته وسطوره ستكون هي الركيزة الأساسية التي تعتمد عليها تكنولوجيا الإلكترونيات في العالم يوما ما
تعتمد الالكترونيات الرقمية على المنطق الرقمي وله نظام من الحساب الجبري الخاص به وهو الجبر المنطقي أو الجبر البوليني نسبة الى العالم الانجليزي جورج بول 1847 م وفي هذا النظام يمكن لأجهزة الحاسب معالجة البيانات بتحويلها الى النظام الثنائي حيث يمثل الرقم ( 1 ) جهد مرتفع بينما يمثل الرقم ( 0 ) جهد منخفض ويمثل كل حرف من حروف الهجاء بعدد ثنائي يمثل أيضا بالرقمين صفر و واحد ويلزم أن يكون هناك أعدادكبيرة من الأرقام تكفي لكل حروف الابجدية
الحياة الرقمية لن تضطر فيها ان يتعامل الجهاز سوي مع رقمين 0 و 1 نعم فقط صفر و واحد ولكن ليس الصفر الذي تعرفه ولا الواحد الذي تعرفه
انهما رقمين وهميين يعنيان ” يوجد – لا يوجد ” او ” يعمل – لا يعمل ” او ” نعم – لا ” او “” No. Yes
أي اننا قسمنا الحياة الرقمية الي احتمالين واي عملية موجودة في الوجود هي احد هذين الإحتمالين نعم او لا وباقي الإحتمالات تستطيع تقريبها الي هذين الإحتمالين .. أرأيت مدي السهولة
وتستطيع ان تعبر عن عملية محددة بسطر كامل من هذه الإحتمالات فبدلا مثلا من أن تكتب مثلا 175 تستطيع ان تكتب مكانها فقط 10101111

ما هذا هل تريد ان تقنعني انني بدلا من ان اكتب رقما مكونا من ثلاثة ارقام وهو 175 سأكتب رقما مكونا من ثمانية أرقام وتريد ان تقنعني أن الحياة أصبحت سهلة

لا لا يا صديقي لقد فهمت خطأ ..فتح دماغك معايا أمال وركز

انت لن تتعامل مع الرقميات ولكن من سيتعامل مع الرقميات هو جهاز لا يستطيع ان يتعامل الا مع احتمالين صفر و واحد

سأقربها لك
انت رجل تعمل مترجم وتتعامل مع 35 لغة والمطلوب منك ان تترجم نص مكون من 35 لغة
ثم اخبرناك بعدها انك لن تتعامل من الأن الا مع لغتين فقط
اظن انك ستطير من الفرح
35 لغة = عدد الحروف والأرقام في النظام التناظري
لغتان = واحد و صفر في النظام الرقمي
هذا هو احد الفروق بين النظام الرقمي والنظام التناظري
لن يقف الأمر عند هذا ولكن تستطيع ان تجد مدي السهولة التي ستصمم بها الأجهزة والأنظمة كي تتعامل مع النظام الرقمي
أذكر انني كنت أدرس مادة الدوائر الرقمية في كلية الهندسة الإلكترونية بمنوف وكان محاضرنا الأستاذ الدكتور العلامة ” فوزي تركي رئيس قسم الحاسبات بالكلية ثم عميد كلية الحاسبات والمعلومات بشبين الكوم ثم رئيس جامعة كفر الشيخ ” وكان المنهج يتكلم عن تصميم الدوائر الرقمية وكم كنت اشعر وانا بالمحاضرة وكأنني في مصنع او مختبرات شركة بل و كنا نشعر بمتعة شديدة عند التعامل مع مسائل الإختبار علي عكس الإمتحانات الأخري فيكفيك ان تستشعر بمدي اهمية هذا المجال عندما تأتيك مسألة عملية ويطلب منك فيها مثلا ان تقوم بتصميم دائرة رقمية للتحكم في مضخات والتعامل مع مستويات الأمان في مصنع وفي بضع دقائق من التعامل مع عشرا الأصفار والوحائد تجد نفسك قد صممت دائرة لا ينقصها سوي ان تري النور وبعد الموائمات كي تعمل
جزاه الله خيرا كم حببنا في هذا العلم

الفكرة اخواني ان من لن يتعامل مع الأنظمة الرقمية ولم يحدث نفسه بالتعامل معه فليجد لنفسه مهنة اخري غير مهندس اتصالات او الكترونيات او تحكم او كمبيوتر
وقبل ان نتعمق في هذا المجال لابد ان نعرف بعض المصطلحات التي ستقابلها كثيرا عند التعامل مع التكنولوجيا الرقمية واحيانا التناظرية
ولعلك قابلت الكلمات الأتية او قرأتها اثناء تعاملك مع بعض اجهزتك الرقمية الحديثة مثل
تردد القناة frequency – موجة القناة wavelength – معدل تدفق البيانات data rate – سرعة الإرسال velocity – الشوشرةnoise

 

نادر المنسي

السرعة الطبيعية لإنتشار الموجات الكهربية داخل الكابل



Nominal Velocity of Propagation NVP
 

السرعة الطبيعية لإنتشار الموجات الكهربية داخل الكابل

من المعرف بديهيا أن سرعة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية ومنها الضوء في الفراغ هو 300000 كم في الثانية الواحة اي ان الضوء يقطع المسافة مابين الأرض والقمر في ثانية واحدة فقط
اي الإشارة الضوئية تصل لنهاية كابل الياف ضوئية طولة واحد كيلو متر في مدة “0.0000033” ثانية

وحيث أن الموجات الكهربية لا تنتشر داخل الكابلات بنفس سرعة الضوء لأن الوسط المنتشرة به معدني وليس فراغ بالإضافة الي انها ليست موجات كهرومغناطيسية بل كهربية فقط فإنه كثيرا ما يستند العلماء الي لقياس السرعات بجانب سرعة الضوء ومنها سرعة انتشار البيانات داخل الكابلات

وتسمي هذه السرعة بـ Nominal Velocity of Propagation NVP اي السرعة الطبيعية لإنتشار البيانات وهي تعادل من 60 الي 90 بالمائة من سرعة الإنتشار الضوئي في االفراغ و تتم كتابة قيمة NVP علي أغلفة الكابلات

فعلي سبيل المثال

كابل نحاسي طوله 90 متر وقيمة NVP له 67 % كم تقطع البيانات

المسافة من أوله الي نهايته في زمن قدره “0.00000045”

الزمن = المسافة / (NVP * سرعة الضوء)
الزمن = 90/ (0.67*300000000)
الزمن = 0.00000045 ث تقريبا

هناك أجهزة تقيس قيمة NVp وذلك لمساعدة المهندسين والفنيين لمراقبة عمل الشبكة

للعلم فقط
يوجد أكثر من عشر اختصارات NVP لمفاهيم عديدة في العلوم فلا تحاول الخلط بينها

NVP Network Voice Protocol 

NVP Nausea and Vomiting of Pregnancy
NVP Name-Value Pair
NVP National Vice President
NVP Nominal Velocity of Propagation
NVP N-Version Programming (multiple functionally equivalent program versions)
NVP New Voters Project (non-partisan student group)
NVP Nevada Power Company
NVP Nationwide Volume Program (Sprint PCS)
NVP Network Video Products (Abbotsford, Victoria, Australia)
NVP Network Video Processor
NVP Nick Video Pick
NVP Neurological Visual Profiling
NVP Near-Vertical Propagation
NVP Net Value Percentage
NVP Network Verification Point
NVP Ninja vs Penguin (blog)
NVP No Volt Protection
NVP Nominal Vapor Pressure
NVP Nominal Venous Pressure

من الممكن أن يفيدكم هذا الموقع لمعرفة أي اختصار في العلوم
http://www.acronymfinder.com
نادر المنسي