السبت، 25 أكتوبر، 2008


نبذة عن الأقمار الصناعية
اعتمدت الاتصالات الالكترونية البعيدة المدى حتى الستينات من هذا القرن ، إما على الكابلات أو على انعكاسات الإشارة الراديوية من على الغلاف الجوي، ومن المعروف أن هذه الكابلات تحوى على عدد محدود من الأسلاك، أما الإشارات المنعكسة فكانت تتخامد بسرعة مما يجعل الاتصال ذو نوعية سيئة. في عام 1945 اقترح العلماء فكرة استخدام الأقمار الصناعية التي تطير فوق الكرة الأرضية ، لزيادة فعالية الاتصالات الالكترونية، حيث يمكن رؤية القمر الصناعي من منطقة شاسعة من الأرض. ونظرا لارتفاعه العالي ، يستطيع أن يحقق الاتصال ما بين عدة محطات بطرق متعددة خلافا للكابل الذي يستطيع أن يصل بين محطتين فقط. أنواع الأقمار الصناعية: أول قمر صناعي للاتصالات كان القمر Echo 1 الذي أطلق عام 1960، وكان هذا القمر من النوع غير الفعال Passive أي لم يكن يحوي أي دوائر الكترونية، وإنما كان عبارة عن عاكس للإشارات الالكترونية. لقد قام هذا القمر والقمر Echo 2 الذي أطلق في عام 1964 عبارة عن بالون كبير بقطر 32 متر، مغطى برقائق الألمنيوم، وكان يدور حول الأرض بارتفاع 1610 كم. ومثل أي كرة زجاجية أو فولاذية التي تعطي زاوية انعكاس واسعة للمناظر حولها، فان هذه الأقمار كانت تعيد عكس الإشارة الموجهة إليها، ولكن بقوة اخفض. ونظرا لمساوئها ومشاكلها الكثيرة، لم تعد تستخدم الأقمار غير الفعالة في أيامنا هذه. الأقمار الصناعية الفعالة: Active Satellites وهذه القمار عبارة عن محطات تقوية ، تقوم باستقبال إشارة من محطات أرضية معينة وتكبرها ثم تعيد إرسالها باتجاه محطات أرضية أخري وفي هذه الأيام تستخدم هذه الأقمار لنقل الإشارات التلفزيونية بين دول العالم. مدارات الأقمار الصناعية: تخضع حركة القمار الصناعية حول الكرة الأرضية إلى قوانين كيبلر التي تحدد حركة الكواكب. وهذه القوانين تنص انه كلما كان القمر واقعا في مدار أعلى ، كلما تحرك بسرعة أبطأ. وهكذا فان القمر Echo 1 الذي كان في مدار منخفض نوعا ما ، فقد كان يسير بسرعة عالية حيث كان يدور حول الكرة الأرضية خلال مدة ساعتين وهكذا كان على هوائيات المحطات الأرضية أن تتابع حركة القمر الصناعي بسرعة وإلا فإنها تفقد أثره. اما القمار التي تطير على ارتفاع 36000 كم فإنها تدور حول الكرة الأرضية خلال 23 ساعة و 56 دقيقة. وإذا كان القمر الصناعي فوق خط الاستواء فانه يتم دورة كاملة خلال فترة 24 ساعة ولهذا فهو يبدو إلى المراقب على سطح الأرض وكأنه ثابتا في الفضاء لأنه يدور متزامنا بنفس سرعة دوران الأرض حول نفسها. إن معظم الأقمار الصناعية المخصصة للاتصالات تطير فوق خط الاستواء لأنها تعطي ميزة جيدة، حيث يمكن توجيه هوائيات المحطات الأرضية باستمرار إلى نفس النقطة في السماء. وهذه الأقمار تغطي أكثر مناطق العالم ازدحاما بالسكان والتي تقع بين خط الاستواء وخط عرض 60. ولتغذية الأجهزة الالكترونية لهذه الأقمار بالتيار الكهربائي ، فانه تستخدم الخلايا الشمسية التي تقوم بتحويل ضوء الشمس إلي تيار كهربائي. مساوئ الأقمار الصناعية التي تطير على ارتفاعات عالية فوق خط الاستواء، تتمثل بالمسافة الكبيرة التي يجب تقطعها الإشارة ، وهذا يتطلب إشارة ذات طاقة عالية. بالإضافة إلى ذلك هناك التأخير الزمني الحاصل بين إرسال الإشارة وإعادة استقبالها مرة ثانية. فالإشارة كما هو معلوم تسير بسرعة 300000 كم في الثانية، وهناك تأخير قدره 120 ميلي ثانية وهو الزمن اللازم لقطع المسافة بين المحطة الأرضية والقمر الصناعي، وفي بعض الحالات يصل هذا الزمن حتى 1 ثانية إذا كانت المسافة المقطوعة كبيرة جدا. مثلا عند إجراء مكالمة هاتفية بين دولة لدولة أخري بعيدة عبر الأقمار الصناعية فإننا نشعر بهذا التأخير الزمني. من ناحية أخري قام التحاد السوفيتي بإطلاق سلسلة أقمار صناعية للاتصالات تحت اسم Molniya وهي تدور في مدارات اهليجية عالية حول الأرض كل 12 ساعة . وعوضا على أن يكون القمر في مسار استوائي ، فان مساره يميل بشكل زاوية الأوج فوق أراضي التحاد السوفيتي وبذلك يقضي القمر الصناعي حوالي 8 ساعات فوق الاتحاد السوفيتي. تقنية الأقمار الصناعية: يمكن توجيه هوائيات الأقمر الصناعي بدقة نحو سطح الأرض وذلك بجعل القمر الصناعي متوازيا في مداره. ويتم ذلك بجعل جسم القمر الصناعي يدور حول نفسه مرة كل ثانية ، وهذا يمكن من توجيهه دائما باتجاه نقطة محددة (بشكل متوازي مع محور الأرض). من ناحية أخرى تدور هوائيات القمر الصناعي بنفس السرعة ولكن باتجاه معاكس وهذا يجعل الهوائيات باتجاه نقطة معينة ثابتة من سطح الأرض . أما ألواح الخلايا الشمسية فيجب أن تتوجه باستمرار نحو الشمس. إن داخل القمر الصناعي يجب أن يكون ذو حرارة ثابتة، وذلك بسبب حساسية الأجهزة الالكترونية. ولهذا تستخدم أجهزة خاصة للتبريد والتسخين ، كما يدهن الجسم الخارجي للقمر بمواد ماصة لحرارة الشمس. في العادة تحوى الأقمار الصناعية على هوائيات إرسال واستقبال منفصلة. وتكون هوائيات الإرسال بشكل صحون لتقوم بتوجيه الإشارات إلى منطقة محددة من سطح الأرض حيث تقوم المحطات الأرضية باستقبالها. ويستطيع المهندسون توجيه هوائيات القمر الصناعي إلي أي نقطة وذلك بواسطة إرسال إشارات تحكم خاصة. كذلك يحوي القمر على أجهزة تضخيم الإشارة الملتقطة إلى بضعة عشرات الألف مليون من المرات من اجل إعادة إرسالها مرة ثانية إلى المحطات الأرضية ورغم أن القمر الصناعي يلتقط عدد كبير من الترددات المختلفة فانه لا يحدث تداخل في ما بينها ، بسبب استخدام الموجات الميكروبية Microwave ، والتي لا تتأثر بالطبقات المتأنية في الغلاف الجوي التي تعكس الإشارات الاخري. في معظم الأقمار الصناعية يبلغ تردد الإشارة الملتقطة 6 ميجاهرتز وتردد الإشارة المرسلة 4 جيجاهيرتز وفي بعض الأنواع تبلغ 7 و8 جيجاهيرتز أو 11 و 14 جيجاهيرتز على التوالي. يتم تغذية الأجهزة الالكترونية في هذه الأقمار بواسطة الطاقة الشمسية حيث تقوم خلايا شمسية بتحويلها إلى تيار كهربائي. المحطات الأرضية: يزداد عدد المحطات الأرضية بسرعة ومعظم هذه المحطات مزودة بهوائي على شكل صحن يصل قطره إلى 30 متر . وهذا الهوائي يمكن تحريكه في كافة الاتجاهات تعمل معظم المحطات الأرضية على إرسال واستقبال الإشارات اللاسلكية التي تحمل المكالمات الهاتفية والقنوات التلفزيونية. الاستخدامات: برغم أن معظم الناس يعتقدون أن الأقمار الصناعية تستخدم فقط لنقل الصور التلفزيونية عن الاحتفالات العالمية ومباريات كرة القدم فإنها في الواقع تستخدم أيضا لنقل المكالمات الهاتفية وإشارات التلكس و الكمبيوتر......الخ. تتميز الاتصالات عبر الأقمار الصناعية بأنها تتم بسرعة وبأمان ودون الحاجة إلى مد كابلات عبر المحيطات والصحاري. وكثير من المدن الإفريقية والهندية الموجودة عبر الصحاري والبراري، تصل مع العالم الخارجي بواسطة القمار الصناعية . وألان تم استخدام البث المباشر من القمار الصناعية إلى هوائيات خاصة في المنازل حيث يمكننا التقاط إي إشارة من القمر الصناعي دون الحاجة إلى المحطة الأرضية.
ماذا تعرف عن محطة الفضاء الدولية
هل يمكن لك أن تتخيل بفكرة وجود مختبر بحوث عائم في الفضاء في بيئة تنعدم فيها الجاذبية حيث تنتفع البشرية والصناعة على الأرضِ؟ حسناً، وابشر بهذا الخبر فأن المختبر موجود حالياً في الفضاء! أنها المحطة التى يطلق عليها اس محطة الفضاء الدولية (آي أس أس) التي تقع في مدار على ارتفاع 400 كيلومتر تقريباً فوق الأرض وتمد حضور دائم للإنسان في الفضاء لمدة من 10 إلى 15 سنة.
حجم محطة الفضاء الدولية تعادل حجم ملعب كرة قدم.تعتبر المحطة الفضاء الدولية (آي أس أس) مثل "لغز الصور المقطعة" كبيرة متجمعة بكامل المحطة وتعتبر التركيب الصناعي الأضخم من نوعة في الفضاءِ. و يبلغ وزن المحطة 455 طناً مع طول حوالي 100 متر وعرض حوالي 80 متر أي ما يعادل حجم ملعب كرة قدم تقريبآ . المحطة تكفي لمبيت ما يقارب حدود عدد سبع رواد فضاء .. ذات وصف واسع وفريد لإجراء التجارب العلمية. حتى الآن ليس هناك صاروخ كبير أَو قوي بما فيه الكفاية معد لإطلاق مثل هذا التركيب البنائي الضخم إلى الفضاء. مثل "لغز الصور المقطعة"، لذا تجمع مكونات تلك المحطة في غضون مائة قطعة والذي يجب أن تطلق إلى الفضاء أكثر من 50 مرة. لكي تتمكن القطع من الملائمة عند التجميع وقد استخدمت الدول المختلفة نفس المعايير (ترتيب حجم وأنظمة دعم ومعايرة فنية موافقة للمواصفات). تم تجميع هذه القطع من خلال استعمال الذراع الآلية و المكوك الفضائي الأمريكي بينما سيساعد رواد الفضاء لإكمال العمل بما تتضمن 160 مهمة "المشي في الفضاء".يوجد هناك على الأقل أربعة مختبرات متوفرة على متن تلك المحطة الفضائية حيث تحتوي على أجهزة لإجراء بحوث واسعة النطاق في مجالات مختلفة مثل المواد، السائل، علوم الحياة و الاحتراق والتقنيات الجديدة. أطلق أول مختبر في المدار في عام 2000 وكان المختبر الروسي Zvezda (و تعني"نجم" في الروسية) ويعتبر "قلب" المحطة. من وظائف المختبر الرئيسية المسيطرة على المحطة الفضائية بالإضافة إلى توفير منطقة لمعيشة رواد الفضاء. الحجم الداخلي للمختبر مماثل في حجم مركب صغير حيث انة مقسم إلى غرف نوم، معيشة، حمام و مناطق للبحث والاختبارات. أطلق المختبر الثاني - مختبر ديستني الأمريكي - في عام 2001. عند نهاية عام 2004 أطلق المختبر الياباني Kibo (و تعني"أمل" في اليابانية) ومختبر Columbus الأوروبي أطلق في عام (2006). تأسس برنامجِ محطة الفضاء الدولية (آي أس أس) في 25 يناير/كانون الثاني 1984 عندما دعت الولايات المتحدة الأمريكية بعض الدول الأخرى للمشاركة في بناء محطة فضائية "لحضور الإنسان بشكل دائم". أوروبا تعتبر مثلت من قبل وكالة الفضاء الأوربية (إي إس أي)، كندا واليابان ردت لهذه الدعوة بالحماسِ الكبير، و بدئوا للتعاون في تعريف المشروع. في عام 1993، انضمت روسيا لتصبح الشريك الخامس الذي جعل البرنامج التعاوني الدولي الأكبر في العالم في العلم حتى الآن.
حرب (نظيفة) وفعالة وغير مرئية وصامتة حرب الأمواج الكهرومغنطيسية
ترجمة: د. غصون بنت كامل عمار
تثير الأمواج الكهرومغنطيسية، (النظيفة) والفعالة، وغير المرئية، والصامتة.. اهتمام العسكريين إلى حد كبير. لقد بدأت "حرب المستقبل" منذ وقت مضى في المختبرات السرية. وفيما يلي نعرض لأهوال هذه الحرب.تخيلوا مقاتلاً مدرعاً بالإلكترونيات، وغارقاً في بزة محكمة مضادة للعوامل الكيميائية والبكتريولوجية، وعلى رأسه خوذة تعمل بالأشعة تحت الحمراء ومزودة بشاشة مدمجة تحدد له موقعه الجغرافي في الزمن الحقيقي وتحسب مسار رميه؛ وفي ذراعه بندقية ليزرية أو مسدس أمواج ميكروية موصول بمركز القيادة عبر الأقمار الصناعية. جندي المشاة إياه العالي التقانة، المفزع، ليس وليد أفكار كاتب سيناريو خيال علمي، بل قد يظهر في ساحات المعارك خلال السنوات العشرين القادمة..هذا الجندي، من النوع الجديد، ولد من التغير العميق، الاستراتيجي والعملياتي، الذي يتسم به القطاع العسكري منذ نهاية الحرب الباردة. وفي الولايات المتحدة، بشكل خاص، منذ أن تلاشى طيف الصدام الجبهي مع الكتلة الشرقية، أحدث تطور العلوم التقنية، والاستثمار الإعلامي للصراعات (ظاهرة السي إن إن) وتكليف القوات المسلحة بمهام جديدة (التدخل، وإعادة السلام أو الحفاظ عليه) تغيراً في طريقة إدراك البيئة الأمنية. فيما وراء المحيط الأطلسي، يتحدثون عن حرب المستقبل Future Warfare.يتم تطوير الأسلحة الرهيبة لهذه الحرب المستقبلية منذ عدة عقود مضت، خصوصاً في المختبرات الأمريكية والروسية. يذكر من بينها الأسلحة "ذات الطاقة الموجهة"، التي تطلق أمواجاً كهرومغنطسية electromagnetiques أو جسيمات صغيرة كالإيونات Ions، والهدف: تحديد العدو عن بعد، بل خصوصاً دون الإضرار بالقدرة الاقتصادية للمنطقة، ودون إنتاج فضلات أو إحداث تلويث. باختصار، العسكريون يعيدون التفكير بأسطورة "الحرب النظيفة" و "الموت صفر" (الحرب دون خسائر في الأرواح) على حساب الصناعة الإلكترونية...قذائف لا ماديةتتميز الأسلحة الكهرومغنطسية عن السلاح التقليدي بثلاثة جوانب: في الأسلحة النارية، يتم الحصول على قوة الدفع بوساطة التفاعل الكيميائي المتولد عن احتراق البارود. هنا، يتم الحصول عليه بواسطة مولد (كيميائي، كهروكيميائي، حراري فلطيّ ضوئي، أو نووي أيضاً). تصبح القذيفة لامادية وذاتية.أيام الرصاصة والقنبلة إلى زوال؛ ومنذ اليوم، باتت الموجة الكهرومغنطيسية أو حزمة الجسيمات هي مصدر التهديد. ومنذ الآن، لن يعود المدفع يظهر عموماً على شكل أنبوب بل على شكل هوائي. "في السلاح الكهرومغنطيسي، سرعة القذيفة هي سرعة كل الموجات الكهرومغنطيسية، أي سرعة الضوء (نحو 000 300 كم-ثا). هذه السرعة، الأعلى التي يمكن تصورها، هي أكبر بما لا يقارن بسرعة أكثر الصواريخ سرعة، التي لا تتجاوز 30000 كم-سا في نهاية الاحتراق"، على حد عبارة الخبير الأوروبي "دانيال دوبري(1).إذا كانت الأسلحة النارية تصنف وفقاً لعياراتها، فإنه يمكن تصنيف الأسلحة الكهرومغناطيسية وفقاً للأطوال الموجية للإشعاعات التي تطلقها، أو وفقاً لنمط تعديل هذه الأشعة. ويمكن أن نشير إلى خمس فئات، منها: الأسلحة خفيضة الترددات وخفيضة الترددات جداً basses et tres basses fre quences وأسلحة الترددات الراديوية المفرطة أو الموجات الميكروية وأسلحة الترددات البصرية، وأخيراً أسلحة الجسيمات.وتنتمي الأسلحة الثلاثة الأولى إلى ميدان الترددات المسماة هرتزية.إن التجارب الأولى حول الأسلحة خفيضة الترددات وخفيضة الترددات جداً المسماة Extremely Low Frequencies ELF عندما تقع بين (0) و (30) هرتز، و(SLF) LowSuper Ferquencies عندما تقع بين 30-300 هرتز، هذه التجارب تعود إلى الخمسينيات. وكانت تهدف إلى نصب مرسلات ELF-SLF في أراضي الولايات المتحدة، من أجل بناء شبكة هرتزية واسعة تتيح الاتصال بالغواصات تحت الماء. فيما بعد، تخلى الأسطول الأمريكي عن هذا المشروع المدمر لصالح منظومات البث عبر الأقمار الصناعية.ما الأضرار التي تسببها الموجات ELF- SLF ؟ليست هذه الموجات مؤيَّنة، وبالتالي فهي لاتتمخض عن حالات تخريب خلوي. إلا أن ما تسببه ليس أقل رعباً...فكلما كان ترددها عالياً، ازداد حجم الضرر. هل يمكنها التأثير على العمليات البيولوجية أو النفسية للكائن البشري، وإتلاف قدراته العقلية وذاكرته؟ هنا يكمن الجدل كله. ليسوا كثيرين خبراء هذا الموضوع، وهم منقسمون حوله.تأثيرات مهلكةيستند "دانيال دبريس" إلى أعمال أنجزها في الستينات البروفسور" هربرت كونيك H. Koniq من كلية ميونيخ: "أوضحت هذه الأبحاث بعض تأثيرات الترددات الخفيضة والخفيضة جداً. مثلاً، تلف المنعكسات عند من يتعرضون لها: يطول زمن ردود الفعل بشكل ملموس وتظهر لديهم حالة من الخرق". ويضيف: "تدفعني أبحاثي الخاصة إلى الاعتقاد بأن المكون المغنطيسي للإشعاعات غير المؤينة يمكن أن يحدث تغييراً في العملية الفيزيائية- الكيميائية التي تضبط الاستقلاب الصمّاوي endocrinien، خصوصاً بمستوى الغدة الدرقية".في عام 1965، في الولايات المتحدة، قام الدكتور "ج. ر. هامر "باستقصاءات في مختبرات شركة "نورثروب سبيس" (التي تتزود منها وكالة الفضاء الأمريكية)، وأودع نتائجه- التي تقاطعت مع نتائج البروفسور "كونيك" في جميع النقاط- في مذكرة تحت عنوان "التدريب البيولوجي للدماغ بالتشعيعات الخفيضة التردد".من المعروف اليوم أن الجيش الأمريكي قد أنجز سراً في السبعينات برامج بحثية حول تأثيرات الإشعاعات غير المؤينة خفيضة التردد جداً، برئاسة الباحثين "روبرت بيكر" و "أندريو مارينو". بعد ذلك بوقت غير قصير، أقر هذان الباحثان بهذه المشاركة وأكدا حقيقة التأثيرات المرعبة التي تنتج عن هذه الحقول (اضطرابات قلبية بشكل خاص).لم يقف السوفييت على هامش هذا السباق باتجاه التعقيد المفرط لوسائل الموت.. ففي تشرين الثاني-نوفمبر 1989، نشرت مجلة Microwave News الأمريكية تصريحاً للرئيس "بوريس يلتسين" يعترف فيه بأن الاستخبارات السوفييتية (كي جي بي) كانت قد درست اللجوء إلى عمليات بث ال ELF للقتل عن بعد بإيقاف وظيفة القلب.البحث في هذا الميدان هو على ما يبدو شاغل قديم ودائم للعسكريين. وهناك ما هو أكثر إثارة للقلق... فوفقاً لمعطيات "دانيال دوبري"، فإن مرسلات ELF، "الشرهة للطاقة والصعبة التشغيل"، لا يمكن أن تكون موضع سيطرة إلا بالنسبة للبلدان الشاسعة المساحة، كالولايات المتحدة وروسيا والصين، وللاستخدام الداخلي بشكل أساسي!. ومن الواضح أن هذه المنشآت لايمكن أن تستخدم، كأسلحة، إلا ضد سكان البلدان التي أقيمت فيها، من أجل إحداث ظاهرة من اللاإحساس" (خمول) إبان الاضطرابات الاجتماعية مثلاً.يوضح هذا المثال الضبابية المحفوظة بمهارة بين تطبيقات مدنية وأخرى عسكرية لمثل هذه الأجهزة... وفي الولايات المتحدة، طورت أسلحة كهرومغنطيسية في إطار من التعاون المقلق بين وزارة الدفاع ووزارة العدل. وهذا ما أثار مخاوف المدافعين عن حقوق الإنسان والحريات المدنية، التي أخافها بعض المشاريع المرعبة. وكانت مجلة Scientific Advisory Committee من سلاح الجو الأمريكي، قد نشرت تصور تطوير مصادر طاقة كهرومغناطيسية يمكن أن تكون إشارتها نابضة وموجهة، ويمكن وصلها بالجسم البشري بحيث تعيق الحركات الإرادية، وتتحكم بالانفعالات (والأفعال)، ويمكن أن تنيم الشخص، وتنقل له الإيحاءات وتتداخل مع ذاكرته القصيرة الأمد والأخرى الطويلة الأمد، وتتمخض عن إكسابه خبرات أو محو خبراته المكتسبة. ويمهد ذلك لتطوير إمكانات جديدة يمكن استخدامها في صراع مسلح، أو عمل إرهابي أو أخذ رهائن".هل هو هذيان واهمين يرتدون البزات النظامية؟أهداف مادية.. أو حيةأراد البروفسور "برنار فيرت"، مدير مختبر فيزياء التأثيرات الموجية- المادية- جامعة بوردو 1(فرنسا)، أن يكون مطمئناً وقد رأى "أن الجهود المبذولة في صنع واختبارات الأسلحة الكهرومغناطيسية الموجهة تهدف بشكل خاص إلى إيجاد وسائل جديدة لتدمير الأهداف المادية، وبالأخص الإلكترونيات. ولو أن الأهداف الحية متصورة هي أيضاً.ووفقاً لرأي البروفسور "فيرت" فإن الأسلحة الموجهة نوعياً ضد الأشخاص قد تكون مختلفة بشكل جذري، لأن مقاومة الأشخاص للحقول الكهربائية العالية (التي تتوافق وحزم الموجات الميكروية النابضة) هي مقاومة جيدة جداً، وستكون أسلحة قوية للغاية، وقادرة على إحداث تأثيرات بيولوجية وبيلة (أظهرت التجارب المنجزة على الحيوانات بالنبضات الوجيزة جداً والقوية، أن تأثيراتها ضعيفة جداً). وقد تكون أيضاً أسلحة نوعية يتداخل فيها تضمين الإشارات مع العمليات البيولوجية، خصوصاً مع عمل الدماغ. وفي الوقت الراهن، لا تتوافر أية نتيجة منشورة حول تأثيرات الموجات الميكروية النابضة. إلا أنه كان قد تم الحصول على نتائج إيجابية في المختبرات العسكرية، وبقيت طي الكتمان"..
منظومة الأقمار الاصطناعية والاتصالات و التطورات والآفاق
بقلم: م. وهدان وهدان
بدأت فكرة استخدام الأقمار الاصطناعية للاتصالات بمقالة للكاتب الإنجليزي أرثر كلارك Arthur C.Clark في مجلة "عالم اللاسلكي" Wireless World، وكانت المقالة تدعو إلى استخدام الصواريخ الألمانية في المجال السلمي وذلك بإطلاق أقمار اصطناعية في مدار حول الأرض على ارتفاع 36000 كيلومتر، لإقامة نظم للاتصالات الدولية. كان ذلك في عام 1945.

وكانت هذه الفكرة في ذلك الوقت ضرباً من ضروب الخيال العلمي، وظلت كذلك حتى زادت كمية الاتصالات المطلوبة بين القارات وعبر المحيطات زيادة كبيرة، وأصبح هناك شبه استحالة في استمرار استخدام النظم التقليدية التي تستخدم فيها الموجات عالية التردد (HF) high frequency عبر طبقات الجو العليا المؤينة، وذلك نظرا للاختناق الشديد في النطاق الترددي هذا. واتجهت أنظار العالم إلى فكرة كلارك، ولكن كانت المهمة ضخمة والشوط طويلا، ولذلك أجمعت عدة دول على توحيد جهودها لإقامة نظام للاتصالات عبر المحيطات، وأنشأت المنظمة الدولية لأقمار الاتصالات إنتلسات INTELSAT تقوم بإدارتها هيئة COMSAT. وبدأ إطلاق سلسلة أقمار الاتصالات إنتلسات الأولى في عام 1965، وكانت سعتها حينذاك 240 دائرة هاتفية فقط. وبالرغم من أن هذا العدد من الدوائر يبدو صغيرا، إلا أنه كان أكبر مما تنقله جميع الكوابل البحرية الممتدة عبر المحيط الأطلسي بين أوروبا والولايات المتحدة في السنوات العشر من العام 1955 إلى 1965.عشرون عاما مضت في تاريخ التطور التكنولوجي العالمي حتى أمكن تحقيق خيال الكاتب الإنجليزي كلارك، ثم حدثت بعد ذلك ثورات تكنولوجية هائلة ساعدت على تطور نظم الأقمار الاصطناعية للاتصالات بطريقة مذهلة، فقد وصلت سعة الجيل السادس من سلسلة أقمار اتصالات إنتلسات INTELSAT في العام 1989 إلى أكثر من 33000 دائرة هاتفية، وأصبحت الأقمار الاصطناعية للاتصالات والبث المباشر جزءا لا يتجزأ من العالم الحديث. وتنوعت مجالات استخدامها فشملت جوانب عديدة من حياتنا اليومية، وأصبحت مصدرا أساسيا للحصول على المعلومات ونقلها وتحليلها. وقد أدى هذا الوضع إلى ظهور أنظمة مختلفة صمم كل منها لتلبية احتياجات معينة.تكنولوجيا أقمار الاتصالاتيرجع الفضل في النمو الهائل لنظم الاتصالات بالأقمار الاصطناعية إلى عدد من التطورات التكنولوجية الأساسية ساعدت على التخفيض المتتالي لكلفة الدائرة الهاتفية عبر الأقمار الاصطناعية. ومن هذه التطورات يبرز بوضوح التطور في مركبة الفضاء وفي معدات الاتصالات.ولتحديد مجالات البحث لتخفيض الكلفة، فإنه من المفيد تبسيط العلاقة بين الخدمة التي يقدمها القمر وكلفته.وتعتبر سعة التراسل هي أحد المقاييس البسيطة لمقدار الخدمة المقدمة معبرا عنها بعدد الأقنية الهاتفية (من الجدير بالذكر هنا أن السعة تتوقف أيضا على القطاع الأرضي، ونظام التضمين modulation، والترميز Coding، ونظام تعدد الدوائر المستخدم). وقد وجد أن كلفة قمر الاتصالات ترتبط بوزنه بعلاقة سُلّمية تصاعدية staircase، وذلك بسبب الإمكانيات المحدودة لصواريخ الإطلاق. وببساطة يمكن حساب كلفة تصميم وتصنيع وتجميع واختبار قمر اصطناعي نمطي من الوزن الإجمالي للقمر الاصطناعي، وقد أخذت كلفة الكيلوجرام الواحد من القمر الاصطناعي في الانخفاض بسبب التطور المستمر حتى وصلت إلى حد الثبات في الفترة الأخيرة. ولذلك فإنه ليس أمام مصممي نظم أقمار الاتصالات في الوقت الحالي غير محاولة الاستخدام الكفء لوزن المركبة الفضائية لتخفيض كلفة الخدمة. ومعدات الاتصالات هي المستهلك الرئيسي والأكبر للطاقة الكهربائية. وقد وجد أن القدرة الكهربائية المطلوبة تقدر بحوالي 10 واط لكل كج. ومن هنا تتضح الأهمية الكبرى لبحث تخفيض وزن معدات الاتصالات. وبمراجعة ما تم تحقيقه في هذا المجال لنمو سعة الاتصال عن طريق أقمار إنتلسات، نجد أنه في عام 1965م كان عدد الأقنية الهاتفية لكل كيلوجرام من وزن القمر نحو 40 قناة هاتفية. وقد زاد هذا العدد في عام 1988م إلى نحو 130 قناة هاتفية للكيلوجرام الواحد من وزن القمر. ويتضح لنا أن أجهزة الإرسال (مضخّمات القدرة) والهوائيات هي العناصر ذات التأثير الأعظم في زيادة سعة القمر الاصطناعي.تطور تكنولوجيا مضخات القدرةبدأت الأجيال المبكرة من سلسلة أقمار إنتلسات باستخدام الصمّامات ذات الموجات المرتحلة (TWT) traveling wave tubes. للحصول على تضخيم القدرة المطلوب للإشارة المرسلة من القمر الاصطناعي، ثم ظهر بعد ذلك استخدام مضخات القدرة ذات الحالة الصلبة (الترانزستور) (SSPAs) Swlid State Power Amplifiers، إلا أن مضخات القدرة هذه كانت تعمل بنظام class A حيث لا يرتبط استهلاك القدرة الكهربائية بقدر الإشارة المضخمة، وبذلك فإن مردود efficiency هذه المضخات يصل إلى ذروته عند التشغيل عند حد التشبع Saturation.والمعروف أن التشغيل عند حد التشبع، أو قريبا منه، يؤدي إلى تشويه الإشارة المرسلة، إلا أنه في التطبيقات التي يرسل فيها حامل موجي واحد Signal Carrier، مثل إرسال التلفزيون بتضمين التردد FM-TV، يمكن التغلب على هذا التشويه باستخدام مرشحات خرج Output filters. أما التطبيقات التي تستخدم فيها حوامل متعددة multiple carriers كما هي الحال في نظام الهواتف، فإن التشوهات الناتجة لا يمكن التغلب عليها بسهولة. ولذلك فإنه يجب في هذه الحالة تشغيل مضخم القدرة عند نقطة بعيدة عن حد التشبع بمقدار تدعيمي back off أو تشغيله في منطقة خطية، وذلك للحصول على مردود مقبول مع التخلص من تشويه الإشارة.إن الموازنة بين المردود والتشغيل بقدرة مقبولة من تشويه الإشارة تمثل محور ارتكاز عند تصميم مضخمات القدرة. وإن العمل بمضخمات TWT يحقق مردودا يبلغ نحو 20% عند نسبة إشارة إلى تشويه C/I مقدارها 20 ديسيبل، بينما العمل بمضخمات قدرة صنعت حديثا في معامل COMSAT يمكن أن يحقق مردودا يبلغ 40% عند نفس النسبة C/I. وفي الواقع، فقد أمكن التوصل إلى مردود مساو 51% بمعامل COMSAT، لمضخم قدرة ذي ثلاث مراحل ويعطي 2 واط عند العمل في النطاق التردديC .وعلى جانب آخر، حرصت كبريات الشركات العالمية على تطوير إنتاجها من الصمّامات TWT ذات القدرة العالية اللازمة للإرسال التلفزيوني المباشر. وهدف التطوير هو زيادة القدرة مع تخفيض وزن الصمام وزيادة فترة عمره الافتراضي، والتطور الكبير الذي حدث في هذا المجال هو الانتقال من المضخمات TWT التي تستخدم التجاويف المقرونة coupled cavities إلى مضخمات تستخدم حلزونا helix لنقل الطاقة، وبذلك أمكن التطور من صمامات ذات قدرة 60 واط إلى صمامات قدرتها تصل إلى 280 واط. ويتميز المضخم ذو الحلزون بأنه أصغر وأخف وأرخص وذو نطاق المضخمات ذات القدرة العالية من النوع ذي الحلزون.تطور تكنولوجيا الهوائيات في البداية كانت هوائيات الأقمار الاصطناعية بسيطة جدا ومكونة من مجموعة ثنائيات dipoles مرتبة رأسيا Vertical array وموازية لمحور دوران القمر حول نفسه. ولذلك كان من الضروري أن يكون النموذج الإشعاعي radiation pattern دائرياً أو لااتجاهياً Omnidirectional. ولما كان القمر يغطي من سطح الأرض زاوية مقدارها 5،17 درجة من موقعه في المدار الثابت، فقد كانت تفقد نسبة كبيرة من قدرة القمر، وتصل الإشارة إلى سطح الكرة الأرضية ضعيفة جدا، ولذلك يلزم لتحقيق الاتصال عبر القمر محطة أرضية كبيرة ذات هوائي 32 مترا. وقد كانت أقمار إنتلسات من الجيلين الأول والثاني التي أطلقت خلال الفترة ما بين عام 1965 إلى عام 1967 مزودة بهوائي بسيط من هذا النوع.وللتغلب على مشكلة الفقد الكبير في طاقة قمر الاتصالات، فقد تم تطوير تصميم أقمار إنتلسات بحيث يدور الهوائي في اتجاه معاكس لدوران المركبة الفضائية حول نفسها وبنفس السرعة. بهذه الطريقة أمكن تثبيت موضع الهوائي بالنسبة لسطح الأرض، وأمكن استخدام هوائي مخروطي horn عرض حزمته الإشعاعية 5،17 درجة. وهكذا أمكن تركيز قدرة قمر الاتصالات في اتجاه سطح الأرض فقط، وأمكن لأول مرة تغطية الكرة الأرضية كلها بواسطة ثلاثة أقمار من هذا النوع.وعلى الرغم من تركيز قدرة قمر الاتصالات على سطح الكرة الأرضية، إلا أنه كانت تفقد نسبة كبيرة من هذه القدرة في مياه المحيطات والبحار، وكان لابد من تطوير نظام هوائيات أقمار الاتصالات بحيث تسقط أشعة الهوائي في حزم مركزة spot beams على المناطق المطلوبة فقط. ولقد أمكن تحقيق ذلك بواسطة هوائيات الجيل الرابع من أقمار إنتلسات التي حملت هوائيين على شكل أطباق عاكسة مكافئية parabolic reflectors. وقد أمكن التحكم في أشعة هذه الهوائيات من الأرض لتوجيهها إلى المناطق التي تتطلب كثافة عالية من دوائر الاتصال. وتشير الحسابات الهندسية إلى أن تطوير هوائيات أقمار الاتصالات وتحسين أدائها حقق لنظم أقمار الاتصالات مميزات كبيرة أكبر من أي مميزات أخرى أمكن تحقيقها بتطور باقي النظم الفرعية الأخرى لأقمار الاتصالات. ولذلك فقد اتجهت بحوث تطوير أقمار الاتصالات منذ أوائل سبعينات القرن الماضي نحو تصميم هوائيات تتشكل حزمها الإشعاعية بحيث تسقط على سطح الأرض مفصلة طبقا لحدود معينة.وظهرت الهوائيات محددة الإشعاع shaped beams، وهي هوائيات تشمل عددا كبيرا من عناصر التغذية مرتبة في شكل صفيف array من العناصر التي يتم توزيع القدرة عليها ينسب مختلفة تؤدي إلى تشكيل الحزمة الإشعاعية المطلوبة. وفي نفس الوقت، حدث تطور كبير في تحسين أداء الهوائي نتيجة استخدام الهوائيات ذات العواكس التي توضع فيها عناصر التغذية خارج بؤرة العاكس.ولم يقف التطوير عند حدود التغطية المشكلة طبقا لحدود منطقة معينة، بل بدأ في الفترة الأخيرة العمل على توسيع النطاق الترددي لعمل الهوائي بغرض استخدام هوائي واحد لكل من الإرسال والاستقبال، وذلك باستخدام عناصر تغذية ذات تعاريج corrigated feeds.
تكنولوجيا الاتصالات
عملية الاتصال بين البشر تتم عن طريق الالتقاء مباشرة مع الطرف الاخرامابالكلام والاشارة أو عن طريق ارسال رسالة مكتوبة الى اليه, وهذا العملية تعرف با(لاتصال التقليدي). اما في يومنا هذا فعملية الاتصال تخلتف عن الاتصال التقليدية , تتم عملية الاتصال اليوم عن طريق التلفون اوالتلفاز او الحاسوب ( الانترنت) , وهذا ما يعرف ب( تكنلوجيا الاتصالات), التي تستخدم الاجهزة الالكترونية لايصال المعلومات الى الطرف الاخر, ولذا يصب جهد المهندس الالكتروني في معرفة طبيعة الدوائر الالكترونية لهذه الاجهزة المسئولة عن نقل هذا الاشارات او المعلومات. واحب ان اخصص هذه المساحة اللى الامور المتعلقة بتكنولوجيا الاتصالات , التى تعتبر مهمه الى المهندس الالكتروني على الخصوص والى الكل على العموم. قبل أن يتمكن اي جهاز من الإتصال مع جهاز آخر لابد من توفر شرطين : 1- أن تتم ترجمة البيانات الى إشارات يمكن نقلها بين الجهازين. 2- يجب أن يتوفر للجهازين قناة يستطيعان من خلالها إرسال و إستقبال الإشارات. الممر أو القناة التي تحمل الإشارات تسمى وسط الإرسال transmission medium . تستطيع أجهزة الكمبيوتر مثلا استخدام الأنواع التالية من الإشارات للإتصال فيما بينها: 1- electrical pulses أو النبضات الكهربائية. 2- radio waves أو موجات الراديو. 3- microwaves أو موجات الميكرو ويف. 4- infrared light أو الأشعة تحت الحمراء. هناك خاصية واحدة تجمع بين هذه الإشارات المختلفة و هي أنها كلها تعتبر موجات كهرومغناطيسية electromagnetic (EM) waves. و يتم استخدام هذه الموجات لنقل البيانات لأنها تتمتع بالمميزات التالية: 1- من الممكن تعديلها و التحكم بها باستخدام أشباه الموصلات semiconductor. 2- تستطيع تمثيل كلا الإشارات التماثلية analog و الرقمية digital. الإشارات التماثلية هي إشارات مستمرة تتمثل فيها المعلومات كمقادير فيزيائية من الإشارات الكهربية و مثال عليها التيار الكهربائي و الموجات الصوتية. أما الإشارات الرقمية فهي إشارات منفصلة discrete و تستخدم قيمتين فقط هي صفر أو واحد لتمثيل الإشارة الأصلية. الموجات الكهرومغناطيسية تضم أنواع عديدة من الموجات تتراوح بين أشعة جاما من ناحية وبين موجات الراديو الطويلة من ناحية أخرى. هذا المدى الكبير من الموجات الكهرومغناطيسية يطلق عليه اسم الطيف الكهرومغناطيسي EM spectrum. جزء محدود فقط من هذا الطيف يستخدم لنقل البيانات. يتم تحديد موقع موجة كهرومغناطيسية ما على الطيف بمعرفة طولها الموجي wavelength و ترددها frequency و طاقتها energy. يتناسب التردد و الطول الموجي تناسبا عكسيا فكلما زاد التردد قل الطول الموجي و العكس صحيح. بينما تتناسب الطاقة مع التردد تناسبا طرديا فكلما زاد أحدهما زاد الآخر. الموجات التي تقع في أعلى الطيف يكون ترددها مرتفعا وطاقتها عالية و طولها الموجي صغير، بينما الموجات التي تقع في أسفل الطيف فيكون ترددها و طاقتها منخفضة أما طولها الموجي فكبير. تحدد طاقة و تردد و طول الموجة الخصائص الفيزيائية للموجة، و هذه الخصائص بدورها تحدد قدرة الموجة على حمل البيانات. كلما ترتفع الى أعلى في الطيف فإن التردد يزداد ، و للتردد علاقة مباشرة بالقدرة على حمل البيانات ، فكلما ازداد التردد فإن الموجات الكهرومغناطيسية تصبح قادرة على حمل بيانات أكثر. أما الطول الموجي فإنه يقل مع الإرتفاع الى أعلى في الطيف، لهذا فإن الموجات في أسفل الطيف لها أكبر طول موجي مثل الموجات الطويلة الراديوية. يؤثر الطول الموجي على قدرة الإشارات على اختراق الجدران و الأجسام غير الشفافة. كما أن الطول الموجي يؤثر على قدرة الإشارات على الإنحناء و الدوران حول العقبات و الزوايا. و بشكل عام فكلما زاد الطول الموجي زادت قدرة الإشارة على اختراق الأسطح غير الشفافة و الدوران حول الزوايا. أما الموجات ذات التردد العالية فإنها بشكل عام غير قادرة على الإنحناء حول الزوايا ، هذه الخاصية تسمى line-of-sight أو مرمى البصر . لهذا فالموجات ذات التردد العالي مثل موجات الميكرو ويف لا تستطيع الإنتقال إلا في خطوط مستقيمة. إذا افترضنا أن جميع العوامل ثابتة فإنه بزيادة الطاقة تزداد قوة و وضوح الإشارة ، و لهذا فإن موجات الميكرو ويف تتميز بنقاوة و وضوح وكثافة الإشارة. أما الموجات ذات الطاقة المنخفضة مثل موجات الراديو فإنها أقل مقاومة للتداخل من قبل موجات أخرى نظرا لضعفها و قلة وضوحها. تعتبر الموجات عالية الطاقة ذات تأثير سلبي على صحة الإنسان ، و لهذا فإن أشعة جاما لا تستخدم في نقل البيانات نظرا لخطورتها على الصحة. تعتبر الأنواع المختلفة من وسائط الإرسال مناسبة لأجزاء مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي. تقع وسائط الإرسال تحت فئتين رئيسيتين هما : 1- وسائط سلكية 2- وسائط لاسلكية. الوسائط السلكية تكون إما أسلاك معدنية أو ألياف و توصل الكهرباء والضوء على التوالي. أما الإرسال اللاسلكي فيستخدم الغلاف الجوي كوسط إرسال لنقل الإشارة. تتضمن الوسائط اللاسلكية : 1- موجات الراديو. 2- موجات الميكرو ويف. 3- الأشعة تحت الحمراء. تستخدم الوسائط السلكية عادة في الشبكات المحلية الصغيرة أما في الشبكات الواسعة فتستخدم مجموعة من الوسائط السلكية و اللاسلكية. كما من الممكن استخدام الوسائط اللاسلكية لتحقيق الإتصال بين الكمبيوترات المحمولة و الشبكات المحلية.
الإعتبارات التي تؤثر على سعر و أداء وسط الإرسال تتضمن: 1- سهولة الإعداد و التركيب. 2- مدى سعة نطاق البث. 3- التوهين أو ضعف الإشارة attenuation. 4- المناعة من التداخل الكهرومغناطيسي immunity from electromagnetic interference. بشكل عام فإن تكلفة وسط الإرسال ترتفع مع ارتفاع سرعته و ونقاوته و تحسن مستوى أمنه. يعبر عن مدى الترددات المقاسة بالهيرتز hertz (HZ) و التي يستطيع وسط الإرسال فيزيائيا إستيعابها بسعة نطاق البث bandwidth. وهي تعرف بالفرق بين أعلى الترددات و أخفضها و التي يستطيع وسط الإرسال حملها. هذه السعة قد تتفاوت وفقا للمسافة و تقنية بث الإشارة المستخدمة. يعرف التوهين attenuation بأنه قابلية الموجات الكهرومغناطيسية للضعف و التلاشي خلال الإرسال. خلال مرور الموجات الكهرومغناطيسية في وسط الإرسال يتعرض جزء من طاقتها للإمتصاص و البعثرة بسبب الخواص الفيزيائية للوسط. يجب الإنتباه لهذا الأمر خاصة عند التخطيط لإستخدام وسط ما من المفروض أن يغطي مساحة شاسعة. لا تستطيع أغلب وسائط الإرسال عزل الموجات الكهرومغناطيسية عن التداخل مع موجات خارجية. يحدث التداخل الكهرومغناطيسي EMI (electromagnetic interference) عندما تقوم موجات كهرومغناطيسية غير مرغوب بها بالتأثير على الإشارة المنقولة عبر وسط الإرسال. كما أنه من السهل إعتراض الموجات الكهرومغناطيسية و التصنت عليها و هذا أمر خطير إذا كانت شبكتك تحتوي على معلومات حساسة. ملخص الدرس: تستخدم الموجات الكهرومغناطيسية لنقل البيانات على شبكات الكمبيوتر. هناك نوعان من وسائط الإرسال: سلكية و لا سلكية. الإعتبارات التي تؤثر في اختيارك لوسط الإرسال تتضمن: التكلفة، سهولة التركيب، سعة النطاق، التوهين و المناعة من التداخل الكهرومغناطيسي. بعد معرفة ان الموجات الكهرومغناطيسية هي المسئولة عن نقل المعلومات بين اي جهازين, نسلط الضوء قليلا على الموجات الكهرومغناطيسية. فيما يلي قائمة ببعض أنوع الموجات الكهرمغناطيسية: Vissable Light الضوء المرئي Micro Waves الموجات الدقيقة Infrared Waves الموجات تحت الحمراء Cosmic Rays الأشعة الكونية . X - Rays الأشعة السينية Ultraviolet Rays الأشعة فوق البنفسجية g - Rays أشعة جاما إن كل هذه الأنواع وغيرها من الموجات الكهرمغناطيسية عندما تؤخذ مجتمعة تشكّل ما يسمى ب: الطيف الكهرمغناطيسي يتكون الطيف الكهرمغناطيسي من مدى واسع من الأطوال . وكل شكل من أشكال الطاقة الاشعاعية في الطيف الكهرمغناطيسي يتميز ( له ) بمدى معين من الأطوال الموجية خاص به . وبالقرب من منتصف الطيف الكهرمغناطيسي ( الطاقة الإشعاعية ) يوجد مدى من الأطوال الموجية يسمى " الطيف المرئي " . وهو الجزء من الطيف الكهرمغناطيسي الذي نستطيع رؤيته . أما بقية الطيف الكهرمغناطيسي فإننا لا نستطيع رؤيته ولكننا نستطيع الكشف عنه بوسائل أخرى . فعلى سبيل المثال : محطة الإذاعة حولك تصدر موجات في كل الاتجاهات وأنت لا تستطيع رؤيتها ولا سماعها ولا الإحساس بها ولا تستطيع الجزم بوجودها إلا إذا استخدمت جهاز الراديو الخاص بك لالتقاطها وتحويلها إلى موجات صوتية تستطيع سماعها وادراك وجودها . الطول الموجي : إذا أمعنت النظر في الرسم التوضيحي المرافق ، يتبين لك أن الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء ، وموجات الميكروويف والراديو ، أكبر من الأطوال الموجية للطيف المرئي . وكذلك فإن الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما والأشعة الكونية لها أطوال موجية أقصر من الأطوال الموجية للطيف المرئي . إن أطول الموجات هي موجات الراديو التي يمتد طولها إلى نحو 100 ألف كيلو متر . واقصرها هي الأشعة الكونية فهي لا تتجاوز 1 × 10 –16 من المتر الطولي . ويتراوح الطول الموجي للضوء المرئي ما بين 400 نانومتر إلى 700 نانومتر . سرعة الطاقة الإشعاعية : عرفت أن الأشكال المختلفة للطاقة الإشعاعية في الطيف الكهرمغناطيسي لها أطوال موجية مختلفة ، وعلى الرغم من هذا التفاوت في الأطوال الموجية فإنها تنتقل جميعها بنفس السرعة في الفراغ وهذه السرعة تساوي 300000 كم / ث . أو 186000 ميل /ث . لاحظ هنا أن الطاقة الإشعاعية لا تنتقل في الفراغ فقط . بل إنها تنتقل في الأوساط المادية المختلفة . فعلى سبيل المثال ينتقل الضوء المرئي وكل أشكال الطاقة الإشعاعية الأخرى في الهواء . كما ينتقل الضوء المرئي أيضاً في الزجاج والماء والبلاستيك الشفاف وفي أوساط مادية أخرى . عندما ينتقل الضوء في وسط مادي فإن سرعته تختلف عن سرعته في الفراغ . فالأوساط المادية الشفافة المختلفة تعمل على تقليل سرعة الضوء عما هي في الفراغ . وكل وسط يعمل على تقليل سرعة الضوء بمقدار تختلف عن الوسط الآخر . فمثلاً الضوء المرئي ينتقل في الماء الصافي بسرعة 224000 كم / ث . في حين أنه ينتقل في الزجاج بسرعة 200000 كم / ث . لماذا تكون سرعة الضوء المرئي في الهواء أكبر منها في الماء ؟ المستوى الثاني عرفت أن الطيف الكهرمغناطيسي يتكون من انواع مختلفة الموجات ، وتُسمى الأنواع المختلفة من الطاقة الإشعاعية بأسماء مختلفة ولكن كل واحد منها يشكل جزءاً من الطيف الكهرمغناطيسي . فإذا دققت في الرسم التوضيحي السابق ، تُلاحظ أن بعض مكونات الطيف الكهرمغناطيسية تسمى بالأشعة مثل الأشعة السينية وأشعة غاما والبعض الآخر يسمى بالموجات مثل الميكرويف والموجات الراديوية . بعض أنواع الموجات : 1- موجات الراديو : تنشأ موجات الراديو عن اهتزاز الالكترونات في الهوائي تُرسَل موجات الراديو بطريقة خاصة توضح استخدامها كموجات للراديو أو للتلفاز وكيفية استخدامها لتكوين الصور أو الأصوات . 2-الموجات الطويلة والمتوسطة : هذا النوع من الموجات يتميز بأنه يستطيع أن يحيد حول التلال بحيث تتمكن أجهزة الراديو من التقاطها حتى في أخفض الأودية . 3- الموجات ذات التردد العالي Very High Frequency Waves VHF تستخدم في أنظمة الراديو الصوتية المجسمة ذات الجودة العالية . 4- الموجات ذات التردد فائق العلو Ultra High Frequency Waves UHF تستخدم هذه الموجات في التلفاز . وهذه الموجات لا تحيد جيداً حول التلال . لذلك فإنك لا تستطيع الحصول على استقبال جيد لها الا إذا كان هوائي التلفاز أو المذياع على طريق مستقيم من محطة الارسال . 5- الموجات الدقيقة Micro Waves : هي موجات راديوية قصيرة الطول الموجي يتراوح طولها بين ( 10 ْ نانومتر إلى 3 × 810 نانومتر ) ويمكن توليدها بوساطة أجهزة الكترونية خاصة . ولقصر طولها الموجي فإنها تستثمر في أنظمة البث الإذاعي وفي التلفاز والرادار وملاحة الطيران وأنظمة الاتصالات من مثل أجهزة الهاتف النقال .ومن التطبيقات العملية لهذه الموجات أيضاً أفران الميكروويف إذ تؤمن عمليات الطبخ المنزلي بوقت قصير . 6- الموجات تحت الحمراء Infrared Waves : تطلق الأجسام الحارة هذا النوع من الإشعاع . وفي الحقيقة فإن كل الأجسام تطلق الأشعة تحت الحمراء بنسب متفاوتة حيث ينتج هذا الإشعاع عن اهتزاز الجزيئات السريع . وكلما زادت حرارة الجسم فإن الموجات تحت الحمراء تصبح أقصر . 7- الموجات فوق البنفسجية Ultraviolet Rays : لا تستطيع العين الكشف عن الاشعاعات فوق البنفسجية على الرغم من توافرها بكثرة في الاشعاع الشمس . وهذا النوع من الأشعة هو المسؤول عن تلوين جلدك باللون الذي تراه . ولكن التعرض بكثرة للاشعاعات فوق البنفسجية يؤدي إلى حروق في الجسم وضرر كبير على العينين . وبعض المواد الكيميائية عندما تمتص الاشعاع فوق البنفسجي فإنها تطلق الضوء . وهو ما يعرف بظاهرة التهيج "الفلورسنت" ] النور الاستشعاعي [ . وهذا هو سر " الأكثر بياضاً من اللون الأبيض" لمساحيق الغسيل ، حيث تمتص هذه المواد الموجات فوق البنفسجية الصادرة عن الشمس . وتصبح بعد ذلك أكثر اشعاعاً مما يجعل الملابس تبدو أكثر نضارة مما قبل . 8- الأشعة السينية X - Rays : يستخدم أنبوب خاص لانتاج هذا النوع من الموجات حيث تقذف الالكترونات السريعة جداً على هدف معدني مما ينتج عنه انطلاق أشعة قصيرة الموجة وتتميز بقدرة عالية على الاختراق . وتستطيع هذه الأشعة الانتقال عبر المواد عالية الكثافة مثل الرصاص . وكلما كان الطول الموجي للأشعة السينية كبيراً كلما قلّت قدرتها على الاختراق وعندئذ تستخدم لاختراق اللحم داخل جسم الإنسان ولكنها لا تستطيع اختراق العظم . ولذلك فإن الصورة باستخدام الأشعة السينية تظهر صورة العظام واضحه . وجميع أنواع الأشعة السينية ضارة حيث أنها تتلف الخلايا الحية في جسم الإنسان . 9- أشعة جاما g- Rays : موجات كهرمغناطيسية عالية التردد ذات طاقة عالية جداً لها آثار مدمرة على الأنسجة والخلايا الحية وتستخدم في الطب لعلاج الأورام السرطانية . تصدر عن الأنوية المشعة للمواد المشعة في الطبيعة عندما تعود هذه الأنوية من حالة التهيج إلى وضع الاستقرار .نتكلم هنا عن الركيزة الثانية من ركائز الاتصال بين جهازين بعد الركيزة الاولى وهي : 1- ترجمة البيانات الى اشارات ( موجات كهرمغناطيسية). 2- قنوات الاتصال ( السلكي واللاسلكي): - السلكي: الكابلاتcable الكابل عبارة عن مجموعة من الاسلاك المعزولة عن بعضها البعض بصورة متوازية توضع معا في غلاف واحد. 1- الكابلات المزدوجة المجدولة: عبارة عن سلكين معزولين ومجدولين معا , تستخدم في شبكات التلفونات, وتصل سرعة نقل البيانات خلالها من 300 بت الى 10 ميجابت في الثانية الواحدة. 2- الكابلات المحورية: يستخدم هذا النوع من الكابلات في شبكات التلفونات والتلفزيونات الذي يربط بين التلفزيون و الايريال, وتصل سرعة نقل البيانات من خلاله من 65 كيلوبت الى 2ميجابت في الثانية الواحدة. 3- كابلات الالياف الضوئية: تمثل هذه الكابلات طريقة لنقل البيانات ضوئيا بواسطة استخدام الياف من الزجاج تحتوي على سطح داخلي وخارجي, و تصل سرعة نقل البيانات عبر الالياف الضوئية من 500كيلوبت الى 1.6 بليون بت في الثانية الواحدة.
اللاسلكي: 1- الميكروويف:تعتبر الميكرويف احدى القنوات نقل الصوت والبيانات عن بعد باستخدام الموجات المتناهية الصغر والعالية التردد للطيف الاذاعي,وتتمثل قناة الميكروويف في تواجد مجموعة من ابراج الهوائي, ويصل مسافة ما بين برجين من 30-40 ميلا, وتصل سرعة نقل المعلومات او البيانات من 256 كيلوبت الى 100 ميجا بت في الثانية الواحدة. - الخصائص الاساسية: 1- تستخدم للمسافات الاكثر من 20 كيلو منرا. 2- تكون المسافة بين البرجين حوالي 50 كيلو متر طبقا للانبطاح اللارضي. 3- تكون الابراج الهوائية محمولة على ابراج من الرصاص. 4- يستخدم اسلوبFM)frequancy modulation) في نقل البيانات. 2- الاقمار الصناعية: يطلق القمر الصناعي احد الصواري القوية والعابرة للقارات الذي يقوم بوضع القمر الصناعي في مداره المحدود فوق الارض بارتفاع 2300 ميل ويشتمل القمر الصناعي على هوائيات, وكما يتضمن عدة اجهزة لاستقبال الرسائل من الارض وتكبيرها ثم بثها الى اي نقطة معينة على الارض, وكما يغطي سطح القمر الصناعي بطاريات شمسية دقيقة جدا, وتصل سرعة نقل البيانات 356كيلو بت الى 100مليون بت في الثانية الواحدة.اعتمدت الاتصالات الالكترونية البعيدة المدى حتى الستينات من هذا القرن ، اما على الكابلات او على انعكاسات الاشارة الراديوية من على الغلاف الجوي، ومن المعروف ان هذه الكابلات تحوى على عدد محدود من الاسلاك، اما الاشارات المنعكسة فكانت تتخامد بسرعة مما يجعل الاتصال ذو نوعية سيئة. في عام 1945 اقترح العلماء فكرة استخدام الاقمار الصناعية التي تطير فوق الكرة الارضية ، لزيادة فعالية الاتصالات الالكترونية، حيث يمكن رؤية القمر الصناعي من منطقة شاسعة من الارض. ونظرا لارتفاعه العالي ، يستطيع ان يحقق الاتصال ما بين عدة محطات بطرق متعددة خلافا للكابل الذي يستطيع ان يصل بين محطتين فقط. -انواع الاقمار الصناعية: اول قمر صناعي للاصالات كان القمر Echo 1 الذي اطلق عام 1960، وكان هذا القمر من النوع غير الفعال Passive اي لم يكن يحوي اي دوائر الكترونية، وانما كان عبارة عن عاكس للاشارات الالكترونية. لقد قام هذا القمر والقمر Echo 2 الذي اطلق في عام 1964 عبارة عن بالون كبير بقطر 32 متر، مغطى برقائق الالمنيوم ، وكان يدور حول الارض بارتفاع 1610 كم. ومثل اي كرة زجاجية او فولاذية التي تعطي زاوية انعكاس واسعة للمناظر حولها، فان هذه الاقمار كانت تعيد عكس الاشارة الموجهة اليها ، ولكن بقوة اخفض. ونظرا لمساوئها ومشاكلها الكثيرة ، لم تعد تستخدم الاقمار غير الفعالة في ايامنا هذه. -الاقمار الصناعية الفعالة: Active Satellites وهذه القمار عبارة عن محطات تقوية ، تقوم باستقبال اشارة من محطات ارضية معينة وتكبرها ثم تعيد ارسالها باتجاه محطات أرضية اخري وفي هذه الايام تستخدم هذه الاقمار لنقل الاشارات التلفزيونية بين دول العالم. - مدارات الاقمار الصناعية: تخضع حركة القمار الصناعية حول الكرة الارضية الى قوانين كيبلر التي تحدد حركة الكواكب. وهذه القوانين تنص انه كلما كان القمر واقعا في مدار أعلى ، كلما تحرك بسرعة أبطأ. وهكذا فان القمر Echo 1 الذي كان في مدار منخفض نوعا ما ، فقد كان يسير بسرعة عالية حيث كان يدور حول الكرة الارضية خلال مدة ساعتين وهكذا كان على هوائيات المحطات الارضية ان تتابع حركة القمر الصناعي بسرعة والا فانها تفقد أثره. مام القمار التي تطير على ارتفاع 36000 كم فانها تدور حول الكرة الارضية خلال 23 ساعة و 56 دقيقة. واذا كان القمر الصناعي فوق خط الاستواء فانه يتم دورة كاملة خلال فترة 24 ساعة ولهذا فهو يبدو الى المراقب على سطح الارض وكانه ثابتا في الفضاء لانه يدور متوامنا بنفس سرعة دوران الارض حول نفسها. ان معظم الاقمار الصناعية المخصصة للاتصالات تطير فوق خط الاستواء لانها تعطي ميزة جيدة، حيث يمكن توجيه هوائيات المحطات الارضية باستمرار الى نفس النقطة في السماء. وهذه الاقمار تغطي اكثر مناطق العالم ازدحاما بالسكان والتي تقع بين خط الاستواء وخط عرض 60. ولتغذية الاجهزة الالكترونية لهذه الاقمار بالتيار الكهربائي ، فانه تستخدم الخلايا الشمسية التي تقوم بتحويل ضوء الشمس الي تيار كهربائي. مساوئ الاقمار الصناعية التي تطير على ارتفاعات عالية فوق خط الاستواء، تتمثل بالمسافة الكبيرة التي يجب تقطعها الاشارة ، وهذا يتطلب اشارة ذات طاقة عالية. بالاضافة الى ذلك هناك التاخير الزمني الحاصل بين ارسال الاشارة واعادة استقبالها مرة ثانية. فالاشارة كما هو معلوم تسير بسرعة 300000 كم في الثانية، وهناك تأخير قدره 120 ميلي ثانية وهو الزمن اللازم لقطع المسافة بين المحطة الارضية والقمر الصناعي، وفي بعض الحالات يصل هذا الزمن حتى 1 ثانية اذا كانت المسافة المقطوعة كبيرة جدا. مثلا عند اجراء مكالمة هاتفية بين دولة لدولة اخري بعيدة عبر الاقمار الصناعية فاننا نشعر بهذا التاخير الزمني. من ناحية اخري قام التحاد السوفياتي باطلاق سلسلة اقمار صناعية للاتصالات تحت اسم Molniya وهي تدور في مدارات اهليجية عالية حول الارض كل 12 ساعة . وعوضا على ان يكون القمر في مسار استوائي ، فان مساره يميل بشكل زاوية الاوج فوق اراضي التحاد السوفياتي وبذلك يقضي القمر الصناعي حوالي 8 ساعات فوق الاتحاد السوفياتي. -تقنية الاقمار الصناعية: يمكن توجيه هوائيات الاقمر الصناعي بدقة نحو سطح الارض وذلك بجعل القمر الصناعي متوازيا في مداره. ويتم ذلك بجعل جسم القمر الصناعي يدور حول نفسه مرة كل ثانية ، وهذا يمكن من توجيهه دائما باتجاه نقطة محددة (بشكل متوازي مع محور الارض). من ناحية اخرى تدور هوائيات القمر الصناعي بنفس السرعة ولكن باتجاه معاكس وهذا يجعل الهوائيات باتجاه نقطة معينة ثابتة من سطح الارض . اما الواح الخلايا الشمسية فيجب ان تتوجه باستمرار نحو الشمس. ان داخل القمر الصناعي يجب ان يكون ذو حرارة ثابتة ، وذلك بسبب حساسية الاجهزة الالكترونية . ولهذا تستخدم اجهزة خاصة للتبريد والتسخين ، كما يدهن الجسم الخارجي للقمر بمواد ماصة لحرارة الشمس. في العادة تحوى الاقمار الصناعية على هوائيات ارسال واستقبال منفصلة. وتكون هوائيات الارسال بشكل صحون لتقوم بتوجيه الاشارات الى منطقة محددة من سطح الارض حيث تقوم المحطات الارضية باستقبالها. ويستطيع المهندسون توجيه هوائيات القمر الصناعي الي اي نقطة وذلك بواسطة ارسال اشارات تحكم خاصة. كذلك يحوي القمر على اجهزة تضخيم الاشارة الملتقطة الى بضعة عشرات الالف مليون من المرات من اجل اعادة ارسالها مرة ثانية الى المحطات الارضية ورغم ان القمر الصناعي يلتقط عدد كبير من الترددات المختلفة فانه لا يحدث تداخل في ما بينها ، بسبب استخدام الموجات الميكروية Microwave ، والتى لا تتأثر بالطبقات المتأنية في الغلاف الجوي التي تعكس الاشارات الاخري. في معظم الاقمار الصناعية يبلغ تردد الاشارة الملتقطة 6 ميجاهرتز وتردد الاشارة المرسلة 4 جيجاهيرتز وفي بعض الانواع تبلغ 7 و8 جيجاهيرتز او 11 و 14 جيجاهيرتز على التوالي. يتم تغذية الاجهزة الالكترونية في هذه الاقمار بواسطة الطاقة الشمسية حيث تقوم خلايا شمسية بتحويلها الى تيار كهربائي. - المحطات الارضية: يزداد عدد المحطات الارضية بسرعة ومعظم هذه المحطات مزودة بهوائي على شكل صحن يصل قطره الى 30 متر . وهذا الهوائي يمكن تحريكه في كافة الاتجاهات تعمل معظم المحطات الارضية على ارسال واستقبال الاشارات اللاسلكية التي تحمل المكالمات الهاتفية والاقنية التلفزيونية. - الاستخدامات: برغم ان معطم الناس يعتقدون ان الاقمار الصناعية تستخدم فقط لنقل الصور التلفزيونية عن الاحتفالات العالمية ومباريات كرة القدم فانها في الواقع تستخدم ايضا لنقل المكالمات الهاتفية واشارات التلكس و الكمبيتر......الخ. تتميز الاتصالات عبر الاقمار الصناعية بانها تتم بسرعة وبامان ودون الحاجة الى مد كابلات عبر المحيطات والصحاري. وكثير من المدن الافريقية والهندية الموجودة عبر الصحاري والبراري ، تصل مع العالم الخارجي بواسطة القمار الصناعية . والان تم استخدام البث المباشر من القمار الصناعية الى هوائيات خاصة في المنازل حيث يمكننا إلتقاط اي اشارة من القمر الصناعي دون الحاجة الى المحطة الارضية. (منقول من موقع النادي العربي لألكترونيات) بدة قصيرة عن موجات الراديو: بشكل عام الكلام عن الموجات الكهرمغناطيسية , وبشكل خاص الكلام عن الموجات الطويلة( الراديوmirowave),الكلام عن كيفية تكوين الموجات الكهرمغناطيسية, عندما نطبق تيار متناوب على موصل (conductor) النتجة يتولد عنه (مجال مغناطيسي)في الفضاء, والعكس صحيح, عندما نطبق مغناطيس متناوب ( اي بتحريك قطعة المغناطيس داخل الموصل) ينتج عنه (مجال كهربي) في الفضاء, وايضا من الامور المهمة في كلا الحالتين يكون (المجال المغناطيس) عمودي على( المجال الكهربي) او بالعكس , وهذا ما يحصل في الاريل(attenna) . من المعروف ان نظام الاتصالات بعتمد على محطتين: 1- محطة الارسال( transmitiom station): وهي دائرة كهربية تحول المعلومات(data){عن طريق الميكرفون} الى جهد كهربي او تيار كهربي , ومن ثم تكبير هذا الجهد او التيار 0 حتى يكون قادر على الارسال لمسافات طويلة, وعندها يتحول هذا التيار او الجهد الى موجات كهرمغناطيسية بعد مروره على الموصل (attenna) , وبعدها تكون صالحة للأرسال( للمزيد يمكنك الرجوع الى خصائص الموجات الكهرومغناطيسية). 2- محطة الاستقبال(receiver station): وهي ايضا عبارة عن دائرة كهربية, تعمل على التقاط الموجة الكهرومغناطيسية عن طريق الموصل(attenna) , وبعده تفصل المجال المغناطيسي عن المجال الكهربي , وعنده يسري التيار او الجهد المحول في الدائرة, وبعد هذه العملية يتم تحويل التيار او الجهد الى المعلومة المرسلة{عن طريق السماعة} .
طبق استقبال الموجات من الأقمار الصناعية

اولا : الطبــق DISH وظيفة الاطباق : وظيفة الطبق هو تجميع الاشارات الهابطةمن القمر الصناعى وعكسها الى بؤرة الطبق .. وتعتمد جودة الاطباق علي عدة عناصراهمها :- نوع المادة المصنوع منها الطبق انتظام او تطابق بؤرة الطبق معالاذرع التى تتجمع فى هذه البؤرة خامة وطلاء الطبق هذا بغض النظر عن قطرالطبق الذى يحدده رغبة المشترى فى رؤية اقمار ذات قوة اشعاع معين .. فعلى سبيلالمثال :- * الاشارات القادمة من القمر نايل سات تصل قوتها فى مصر الى اكثر من 50dBW مما يتيح استقبالهابطبق قطر 50 سم .. * قمر عرب سات تصل قوة اشارته فى مصر من 35 الى 43 وحدة ممايستلزم استخدام طبق قطره 160 سم كحد ادنى .. * قمر هوت بيرد يلزمه طبق قطره 90سم لان قوة الاشارة فى مصر تصل من 40 الى 44 وحدة .. عموما كلما قلت قوةالاشارة زادت الحاجة الى اقطار اكبر للطبق . خام تصنيع الطبق : من اهمعناصر جودة الاطباق ان تكون مادة خام الطبق ذات قوة عكس كبيرة .. وافضل مادة هىالالومنيوم لتميزها بهذه الخاصية .. وقد تم تجربة تصنيع الطبق من خامالفيبرجلاس الا انه ثبت فشلها لعدة اسباب منها عدم صمودها للعوامل الجوية واشعةالشمس .. ياتى بعد ذلك الاطباق المصنوعة من المعدن ولكنها غير مصمتة ( شبكية ) ورغم انخفاض قدرتها على عكس الاشارات بنفس قوة الاطباق المصمتة الا انها تتميزبصمودها امام الرياح وخاصة فى المناطق الساحلية التى كثيرا ما تتعرض للعواصف الجوية . بؤرة الطبق : قد يكون خام تصنيع الطبق جيد جدا ولكن التصنيع نفسه ردئفنجد ان الاستقبال ضعيف او مشوش .. ورغم ان هناك عدد كبير من المصانع المنتجةللاطباق لانجد اكثر مصنعين او ثلاثة فقط ينتجون هذه الاطباق بكفاءة عالية وذلك لانهناك ما يسمى بالاسطمبة - وهى مرتفعة الثمن - والتى يتم تطبيع الطبق عليها ومن ثماذا كانت الاسطمبة جيدة الصنع ودقيقة جدا تنتج اطباق منتظمة السطح وذات بؤرة مضبوطة .. والتصنيع هنا ليس فقط فى سطح الطبق وانما ايضا فى الاذرع التى تركب عليهاوتتقابل فى البؤرة المحددة ، فاذا لم تكن هذه الاذرع والانحناءات دقيقة القياس فلنتنطبق نقطة التجمع ( موضع الفيدهورن ) على البؤرة وبالتالى لا يتم استقبال الاشاراتالرئيسية القوية وانما سيكون استقبالها للاشارات الجانبية الضعيفة .

نوع الطلاء : قد يظن البعض ان اي طلاء للطبق ما هو الا لاضافة مظهر جذاب عليه .. ولكن الحقيقة هي ان هناك انواع من الطلاء ذات قدرة كبيرة لعكس الاشاراتالكهرومغناطيسية التى تسقط من الاقمار الصناعية ؛ وبذلك تساعد على عكس اكبر قدرممكن من الاشارات ومنعها من التسرب خلال الطبق . الطبـق المسطـح : تختلف طريقة عمل الطبق المسطح عن الدش العادى فى انه لايعكس الاشارات بل يمتصتلك الاشارات الواقعة على سطحه متجها الى خلايا توصل الاشارة بعد تكبيرها الى وحدةال LNB المثبته خلفه .. ويجب ان تكون وحدة الLNB من النوع الماجنتيك حيث لا يمكن وضع فيدهورن ( الذي يقوم بوظيفة تغيير القطية كماانه لا يستقبل الاشارات التى تقل قوتها عن 40 وحدة ) . اي الاطباق افضـل ؟! لا يمكن تحديد مصنع للاطباق افضل من الاخر على العموم .. ولكن يمكن القول بانكل مصنع يتميز بمقاس معين من الاطباق .. وعموما افضل مصانع انتاج الاطباق فىمصر هم : الهيئة العربية للتصنيع - باركس - دالى - ECC


ثانيا : وحدات خفـض الشـوشـرة LNB وظيفة وحدات خفض الشوشرة : تتلخص وظيفة وحدات الـ LNB فى التقاط الاشاراتالقادمة من الاقمار الصناعية وتحويلها لتصبح صور تليفزيونية .. وما تفعله وحدة الـ LNB بالاشارات يؤثر عليها فىرحلتها الى الشاشة .. تقوم وحدة الـ LNB بتحويل الاشارة الهابطة على صورة اشارات كهرومغناطيسية Microwave الى اشارات كهربائية ثم تكبيرهاثم تحويلها الى حدود الترددات الصحيحة مع تخفيض كمية الشوشرة خلال هذه العمليات الىاقل قدر ممكن .. والمفاضلة بين جودة وحدات الـ LNB التى تستقبل حزمة التردد الواحدة تعتمدعلى مقدار معامل تخفيض الشوشرة (عبارة عن النسبة بين نسبة شوشرة الاشارة الداخلةالى نسبة شوشرة الاشارة الخارجة من الـ LNB ، ويقاس بالديسبل) .. ويجب معرفة انه كلما انخفض هذا المعاملكان افضل .. فعلى سبيل المثالLNB Ku-Band ذو معامل 0.6dB الذى يعتبر افضل من ذاك ذو المعامل 0.8dB .. كذلك يجب ان نعلم ايضا ان هذا المعامل الذى يكتب عادة علىوحدة الـ LNB ليس دقيقا باىحال من الاحوال ، فليس هناك وحدتان متساويتان فى هذا المعامل حتى ولو كانا من نفسالمصنع .. والاكثر من ذلك فان هذا الرقم يختلف من تردد الى تردد اخر ، بمعنى انه فىتردد 11250 قد يكون المعامل 0.6dB ولكنه فى تردد 11600 يختلف ليكون 0.7dB مثلا ، والرقم المكتوب على الوحدة هومتوسط معامل الشوشرة فى مدى الترددات التى يستقبلها .. ولذلك يتضح ان احدالعيوب التى يشتكى منها البعض وهي شراء افضل انواع الـ LNB ذو المعامل المنخفض 0.6dB ومع ذلك يكون الاستقبال مشوشا واقل جودةمن صديق يستخدم وحدة ذات معامل 0.8dB .. وليس هناك طريقة للتاكد من هذا المعامل الا بالقياس الفردى لكلوحدة على حدة بواسطة جهاز غالى الثمن (حوالى 30 الف دولار) !!

تصنيف وحداتالـ LNB : يمكن تصنيفوحدات ال LNB الي ثلاثتصنيفات رئيسية شائعة الاستخدام . 1- وحدات C-Band :- هذه الوحدات تستقبل الاشارةالواردة فى الحزمة C-band ويقاس معامل الشوشرة بالمعامل الحرارى فهناك 25K و 20K و 17K و 14K وتتراوح الترددات الداخلة اليها من 3.7الى 4.2 جيجاهيرتز اما الترددات الخارجة منها الى جهاز الاستقبال فيتراوح بين 950الى 1450 ميجاهيرتز وهذا الرقم هو التردد IF على جهاز الاستقبال اما تردد الـ RF فهو نفس الرقم مطروحا من 5150 .. ويمكن تركيب هذه الوحدة بدون فيدهورن ولكن ذلك لا يتيح تغيير القطبية منافقى لراسى وهى الوظيفة الاساسية للفيدهورن . 2- وحدات Ku-band :- تستقبل الاشارات الواردة فىحزمة Ku-band ولكن فى حدودالترددات من 10.95 الى 11.70 جيجاهيرتز لتخرج اشارات كهربائية الى جهاز الاستقبالبترددات فى حدود من 950 الى 1700 ميجاهيرتز وهذا هوتردد الـ IF اما ترددات الـ RF فيتم اضافة 10000 .. ويجب تركيب هذهالوحدات على فيدهورن (احادى او ثنائى) .. ويتراوح معامل الشوشرة بين 1dB و 0.6dB . 3- وحدات Wide Ku-Band :- ويطلق عليها وحدات LNB عريضة المدى وتستقبلالاشارات الواردة فى الحزمة Ku-band ولكن فى حدود ترددات اعلى والتى تتراوح من 10.70 الى 12.75 جيجاهيرتزلتحويلها الى الترددات التى يستقبلها الريسيفر من 950 الى 2150 ميجاهيرتز بتردد ال IF اما بحساب ترددات ال RF فيتم اضافة 10750 .. ويتراوح معامل الشوشرة بين 0.9dB و 0.6dB. مواصفات حديثة :- التصنيفات السابق ذكرها تستلزم فيدهورن لتغييرالقطبية بين الافقى والراسى .. وقد ظهرت عدة انواع من وحدات الـ LNB منها على سبيل المثال (اليونيفرسالماجنتيك) بماركات مختلفة .. ويتميز هذا النوع باشتماله على فيدهورن فى وحدةواحدة ويستقبل اشارات الحيز كيوباند والوايد كيوباند ويتم التنقل بينهما بواسطةنبضات التحكم التى ينتجها جهاز الاستقبال (22 للمدى المنخفض وصفر للمدى العالى) كما يتم تغيير القطبية بجهد التغذية (14 فولت للراسى و 18 فولت للافقى) .

التصنيفات السابق ذكرها تعتبر احادى Single LNB وتنتج بعض المصانع انواع اخرى منها الثنائى Twin LNB والثلاثى Triple LNB والرباعى Quatro LNB بمعنى يمكن توصيلنفس وحدة ال LNB الى جهازىاستقبال او ثلاث اجهزة او اربع اجهزة وهذه الوحدات تصلح للشبكات المركزية SMATV .. ومع عصر الرقميةاصبح استخدام الـ LNB يتركزفى الماجنتيك سواء الخاص بالحزمة سى باند او وايدكيوباند.http://www.arabelect.net/theori/lnb.gif ثالثا : بوق التغذية ( الفيدهورن )Feedhorn وظيفة الفيدهورن :- الوظيفة الاساسية للفيدهورن هو جمع الاشارة المنعكسة من الطبق وتوصيلها لوحدةالـ LNB مع اختيار القطبية .. لذلك فان الفيدهورن غير ضرورى فى حالة استعمال وحدات خفض الشوشرة LNB الماجنتيك التى تستطيع التحكم فىالقطبية من داخلها .. ولكن فى حالة استخدام LNB العادية (كيوباند او وايدكيوباند) لانستطيع الاستغناء عن الفيدهورن . وصف الفيدهورن :- يتكون الفيدهورنالشائع الاستخدام من ثلاثة اقسام : * القسم الاول : حلقات دائرية متحدة المركزتقوم بجمع الاشارات المنعكسة من سطح الطبق .. * القسم الثانى : اسطوانةالفيدهورن والتى تعتبر ناقل الاشارة المجمعة الى وحدة الـ LNB ، وهذا القسم له تصميمان .. الاولذو اسطوانة قابلة للحركة ويعرف باسم Adjustable Scaler Rings وبالتالى يمكن ضبط وضع الاسطوانة بالنسبة للحلقاتالدائرية .. والنوع الاخر ذو اسطوانة ثابتة لاتتغير .. وفى ايا منالتصميمين تظل العلاقة التى تربط بين وضع الحلقة الدائرية للفيدهورن وبين البعدالبؤرى لقطر الطبق صحيحة ، وتتراوح بين 0.33 و0.45 حسب قطر وعمق طبق الاستقبالفكلما كان عمق التقعر للطبق اكبر يجب ان يكون طول اسطوانة الفيدهورن اطول وذلكباضافة حلقة نحاسية فى فوهة الفيدهورن مع ضبط موضعها على 0.36 فى تدريج الاسطوانة .. * القسم الثالث : موتور السيرفو وهو يرتبط بموجه الاشارات (ابرة القطبية) والذى يتحكم فى تمرير الاشارة حسب القطبية المطلوبة ويتصل موتور السيرفو بالريسيفرمن خلال 3 أسلاك ذات الوان قياسية "احمر ويتصل بال 5 فولت - ابيض ويتصل ب PULSE - اسود ويتصل بالارضى"

انواع الفيدهورن :- هناك انواع مختلفة من الفيدهورن تبعا لنوعالاشارة المطلوب استقبالها اهمها سى باند وكيوباند .. هذه الانواع هي : * فيدهورن احادى خاص باستقبال اشارات السى باند فقط .. * فيدهورن احادى خاصباستقبال اشارات الحزمة كيوباند او وايدكيوباند .. * النوع الاكثر شيوعا هوالفيدهورن الثنائى c,ku والذىيستقبل اشارات الحزمتين سى و كيوباند معا .. * هناك انواع من الفيدهورنالثنائية لاستقبال اشارات حزمة واحدة مثل الفيدهورن الثنائى c,c ويستخدم لتركيب عدد اثنين lnb احدهما للقطبية الافقيةوالاخر للقطبية الراسية ، ولذلك لا يلزمه موتور سيرفو لتغيير القطبية ، ويستعملهذا النوع فى الشبكات لاستقبال القنوات الفضائية باى من القطبتين بطبق واحد . المفاضلة بين انواع الفيدهورن :- من الطبيعى ان يحتار المشترى فى افضلالانواع التى يشتريها .. ولكن ذلك يحدث فى اوروبا اما فى البلاد العربية ليس هناكاختيار واسع .. حيث لا يتوافر فى السوق المصرى على سبيل المثال الا ماركتانللفيدهورن الثنائى هما الشابارال (وهو الافضل عندما كان صناعة امريكية) والبانسات .. اما الفيدهورن الاحادى فيزيد على هاتين الماركتين ماركة جاردنر . ومعدخول عصر الرقمية اصبح تركيب الفيدهورن غير ذو اهمية حيث يتم تغيير القطبية من الـ lnb الماجنتيك بالاضافة الىقرب نهاية عصر حزمة البث من النوع سى باند . ملاحظة هامة .. يلجا البعضوذلك توفيرا للنفقات الى تركيب فيدهورن احادى للـ lnb الخاص بالحزمة كيوباند وتركيب lnb سى باند على كوع وهذايتسبب فى ضعف استقبال القنوات ذات القطبية المختلفة .. كما ان التركيب الخاطئلموقع الفيدهورن حول محوره يتسبب فى عدم الاستفادة الكبرى من وظائف الفيدهورن فنرىان ضبط القطبية من خلال الريسيفر يختلف من جهاز لاخر.. ومن الاعطال التى تصيبالفيدهورن عدم قدرتها على تغيير القطبية او تاخرها فى عمل ذلك .. ويرجع السبب الىربط "اكس" ابرة القطبية بشدة مما يقاوم حركة الموتور فيصبح ثقيلا .. او عطب موتورالسيرفو مما يستوجب تغييره بموتور اخر .

رابعا : الموتور (ذراعالحركة)Actuator الموتور من المكونات الاساسية للنظم المتحركة .. ويتسبب فى توقف حركة الطبقلابسط الاسباب وقد تؤدى الى احتراق الفيوز او دائرة التغذية .. وقد يصل العطل الىانحناء الذراع نفسه او توقف الطبق عند احد اطراف الآرك شرقا او غربا .. وهناك نوعانمن اذرع الحركة (الموتور) .. النوع الاول : الموتور الراسى باحجام ومقاساتمختلفة - وهو الاكثر انتشارا وشيوعا - النوع الثانى : موتور H/H (من الافق الى الافق) .. . الموتور الراسى : عبارة عن عمود اسطوانى داخلى يتحرك راسيا داخلاسطوانة ثابتة بواسطة موتور صغير يتغذى بجهد كهربائى قدره 36 فولت يستمدها من جهازالريسيفر .. وتقوم مجموعة التحميل Mount الخاصة بالطبق بتحويل الحركة الراسية للاسطوانة الداخلية الى حركةشبه دائرية والتى ترسم مسار حركة الطبق شرقا وغربا .. هناك عدة مقاسات منالموتور الراسى تبدا من مقاس 8 بوصة ، 12 ، 18 ، 24 ، 36 بوصة لتتناسب مع حجم الطبق .. فالطبق قطر 90 سم لا يلزمه اكثر من 12 بوصة فى حين ان الطبق ذو قطر 240 سم يحتاجالى 24 بوصة .. وقد يحتاج طبق 240 سم الى موتور 36 بوصة لاعطائه مزيد من القوةواتساع الآرك وتفادى بعض الاعطال . ويتصل الموتور بجهاز الريسيفر من خلال اربعةاسلاك : * الاول M1 والثانى M2 ووظيفتهما تغذيةالموتور بالكهرباء فتتحرك الاسطوانة الداخلية الى اسفل او اعلى مسببة دوران الطبقشرقا او غربا . * السلك الثالث يتم توصيله بالارضى . * السلك الرابع يتصلبالحساس Sensor وهو الذى يحسبعدد النبضات الكهربائية الواصلة للموتور حتى يتوقف عن الحركة حسب برمجة الجهاز . مشاكل الموتور الراسى :- اكبر المشاكل التى يواجهها الموتور الراسىتكون بسبب اخطاء التركيب التى تتسبب فى عدم دوران الطبق على آرك الاقمار او عدمرجوعه الى مواقع الاقمار السابق تخزينها فى الريسيفر او تغيير فى قيمة الزاويةالراسية (Elevation) واتجاهالجنوب الجغرافى .. وهناك العديد من الاسباب مثل :- * حركة غير محكمةلاسطوانة الذراع الداخلى بسب عدم وضع العدد الكافى من الصواميل او الورد فى اماكنالتثبيت .. * تآكل الاسطوانة الداخلية او الحلقة الداخلية للاسطوانة بسبب عدماستخدام كراسى التثبيت.. * كما ان دخول المياه الى داخل الذراع بسبب تآكلالعازل المطاطى بين الاسطوانة الداخلية والخارجية للموتور من الاعطال التى تصيبالموتور .. وهناك اعطال تصيب الموتور بسبب تجاوز الحد الشرقى او الغربى للموتورمن خلال الريسيفر ؛ حيث يوجد داخل الموتور ريشة تفصل الكهرباء عنه عند وصول الموتورالى اقصى او ادنى ارتفاع له ، فاذا كانت الريشة قريبة فان مدى ذراع حركة الموتوريكون اقل وكذلك اذا كانت الريشة بعيدة او مفقودة فان ذراع الحركة يستمر الى ان يسقطالطبق عند احد اطراف نهاية الآرك .

الموتور H/H :- ويسمى ايضا المتور ذو الحركةالقطبية لانه يحرك الطبق بين القطبين او من الافق الشرقى الى الافق الغربى .. وهويحقق مدى اوسع لقوس الرؤية (الآرك) الذى يتحرك عليه الطبق من الشرق الى الغرب ويمكناعتبارها حركة نصف دائرية تساوى 180 درجة وهذا يعنى الوصول بالزاوية الراسية للطبقالى صفر على طرفى نهاية الحركة وهو غير فعلى فى الحقيقة اذ تصل الى 5 درجة فقط .. يعمل موتور H/H بنظريةمختلفة عن الموتور الراسى اذ يعتمد فى حركته على علبة من التروس .. كما ان هذاالموتور لا يتم تركيبه على اى طبق بل يلزمه طبق مصنع خصيصا مع مجموعة حركة Mount يتيح تركيب الطبق علىهذا الموتور . ملاحظة هامة :- هناك العديد من التصميمات الجديدة التىظهرت فى اوروبا تتيح تحويل الموتور الراسى ليقوم بتحريك الطبق من الافق للافق خامسا : الاسـلاك او الكابلات من مكونات انظمة استقبال القنواتالفضائية الاساسية الاسلاك الاتية :- * سلك شيلد (RG6) وهو السلك الواصل من الـ LNB الى مدخل الريسيفر .. * سلكالموتور وهو 4 طرف .. * سلك الفيدهورن وهو 3 طرف .. وعادة ما يكون سلكالموتور وسلك الفيدهورن فى كابل واحد يحتوى على 7 اسلاك مفردة .. ولكن مع النظامالرقمى لا يحتاج النظام الا الى سلك الشيلد وسلك الموتور فقط .

سادسا : اجهزة الاستقبال وهى اجهزة الريسيفر او الديكودر سواء بالنظام التماثلى (الانالوج) او الرقمى (الديجيتال) .. وهناك تصنيف اساسى لاجهزة استقبال القنواتالفضائية على النحو التالى :- اجهزة استقبال بنظام الانالوج :- تنقسمهذه الاجهزة الى نوعين هما :- * اجهزة استقبال ثابتة ** اجهزة استقبال متحركة والاختلاف بينهما يكمن فى وجود موجه اطباق Positioner وذلك لتحريك الاطباق لاستقبالالقنوات الفضائية من اقمار متعددة .. ويوجد ايضا موجه اطباق منفصلا يباع فىالاسواق يتم توصيله باجهزة الاستقبال الثابتة .. ومن اشهر انواع اجهزةالاستقبال الثابتة : بنجامين 3500 و وينرسات 900 و ايكوستار 200 .. ومن اشهرانواع اجهزة الاستقبال المتحركة : بنجامين 6000 بلاس و دريك 300 و شابارال وايكوستار ال تى 7800 و وينرسات 903 . اجهزة الديكودر بنظام الانالوج :- وهذه الاجهزة يتم توصيلها بجهاز الاستقبال لفك القناة المشفرة ولا تقومبالاستقبال الفضائى نفسه ولكن تاخذ الاشارة من الريسيفر ليتم فك الشفرة ثم ترسلالاشارة الى التليفزيون .. ومن اشهر انواع الديكودر بالنظام التماثلى ديكودر D2Mac الخاص بقناة ايروتيكا . اجهزة الريسيفر بالنظام الرقمى :- وهى اجهزة استقبال القنوات الفضائيةبالنظام الرقمى المفتوح Free-To-Air اى لا تستقبل القنوات الرقمية المشفرة التى من المحتمل الاشتراك فيها .. كما لا يمكن توصيلها بجهاز فك شفرة .. وهذه الاجهزة من النوع الثابت اى لاتقوم بتحريك الاطباق الى الاقمار المختلفة لذلك يتم توصيل موجه اطباق خارجى Positioner لمن يرغب فىاستقبال القنوات الرقمية المفتوحة من اكثر من قمر صناعى ..

ومن اشهر انواعالريسيفر الرقمى بنجامين 6000 الرقمى و سكاى سات و جاما . اجهزة الديكودربالنظام الرقمى :- وهى تقوم بنفس وظيفة الريسيفر الرقمى بالاضافة الى امكانيةاستقبال القنوات المشفرة ومشاهدتها بعد الاشتراك بها طبعا .. والديكودر الرقمىينقسم الى اكثر من نوع ::- * ديكودر رقمى خاص بقناة معينة مثل ديكودر اوربيتولكنه لا يستقبل القنوات الرقمية المفتوحة . * ديكودر رقمى خاص بنظام تشفيرايرديتو فقط وهو يستقبل القنوات الرقمية المفتوحة والقنوات الرقمية المشفرة بنظامايرديتو فقط .. مثل ديكودر نوكيا 9200 و جالاكسيز600 و صن مون ستار و بانسات .. الخ . * ديكودر رقمى خاص بنظام تشفير فيااكسيس مثل ديكودر نوكيا 9500 . * ديكودر رقمى بسطح مشترك Common Interface وهو يستقبل القنوات الرقمية الرقمية المفتوحة والمشفرة باكثر من نظامتشفيرى واحد (ايرديتو-فيااكسيس-نيجرافجن .. الخ) بشرط وجود الوحدة الخاصة بالنظامالتشفيرى CAM مثل نوكيا9800 ويورستار و بنجامين6600 .. وجميع اجهزة الديكودر الرقمية السابق ذكرها ينقصهاموجه اطباق داخلى والذى يتميز به جهاز ديكودر ايكوستار2500 ذو السطح المشترك وموجهالاطباق الداخلى . اجهزة الريسيفر بالنظامين التماثلى والرقمى :- وهىاجهزة ريسيفر تستقبل القنوات الفضائية بنظام الانالوج والرقمى المفتوح مثلايكوستار2000 وايضا اجهزة ديكودر بالنظام الرقمى لاستقبال القنوات الرقمية المفتوحةوالمشفرة باكثر من نظام تشفيرى واحد Common Interface بالاضافة الى استقبال القنوات التماثلية مثلايكوستار3000 .



عوامل اختيار المكان الذي يركب فيه الطبق وايضا طرق تثبيت الاستاند

اولا أختيار مكان الطبق المناسب
يجب أن يكون المكان المختار بعيد عن أي عوائق مثل الجدران والعمدان المسلح وايضا يكون بعيدا عن امكان الضغط العالي للكهرباء و اشارا ت الميكرويف واشارة اجهزة المحمول التي تثبت فوق اسطح المباني والعمارات المرتفعه

ثانيا - تثبيت الاستاند بطريقة جيدة جدا وفعالة ختى لا يتعرض الطبق للوقوع اثناء الرياح

نقوم بتنظيف مكان الطبق جيدا اذا كان السطح مسلح أما اذا كان السطح مبلط بالبلاط نقوم بخلع البلاط في المكان الذي سيركب فيه الاستاند

ننظف السطح جيدا من الأتربه قبل وضع الخلطة الخرسانية وذلك لكي لا يحدث عازل بين الطبقة الخرسانسة والسطح

نقوم بعمل الخلطة الخرسانية على مرحلتين كالاتي :

المرحلة الأولى

نقوم بخلط الجبس مع الاسمنت ونخلطهم ببعض جيدا ثم نقوم بوضعها على الاستاند (( مع مراعاة وزن العمود جيدا على ميزان ماء ))


نقوم بخلط الاسمنت مع الرمل مع بعض حجر الصغير والرفيع جدا ونقلبهم ونخلطهم ببعض جيدا ثم نضعهط على الاستاند

نترك الاستاند ليجف حوالي ساعة ونصف (( استغل هذا الوقت طبعا في تجميع الطبق وتجهيز السلك وايضا تقفيل الموتور ليكون الاشارة هي الباقية )).
اتصالات الألياف البصرية Optical Fibers

انتقلت اتصالات الألياف البصرية Optical Fibers من أنظمة بسيطة لإصال الضوء الى أماكن يصعب الوصول اليها الى أنظمة تؤثر على حياتنا كالتي أحدثتها الإكترونيات والحاسبات . تمتلك الألياف البصرية مزايا عديدة كقلة الفقد وخفة الوزن ولكن الميزالهامة هي سعة نطاقها العالية جداً والتي تصل الى آلاف البلايين من البتات لكل ثانية .لقد احتلت الألياف البصرية مكاناً متميزاً في مجال الاتصالات إذ حلت محل الاسلاك النحاسية في العديد من الاستخدامات كا لربط بين المقاسم الهاتفية والخطوط بعيدة المدى وعبر البحار تطورت تقنية البصريات الليفية Fiber Optics تطوراً سريعاً خلال العقود الماضية فاقت كل التوقعات مما جعلها تتربع موقعاً تنافس فيه وسائل الاتصالات الأخرى . مرت هذه التقنية بمراحل عديدة يمكن تقسيمها الى خمسة أجيال صمم الجيل الأول ليقوم بنقل معلومات بمعدل بتات تترواح بين 2 و 140 ميجابت لكل ثانية استخدمت فيه منابع بصرية مصنعة من زرنيخ الجاليوم ( Ga As ) وكواشف سليكونية تعمل في أطوال موجبة تتراوح بين 810 و900 نانومتر .في الجيل الثاني تم تطوير منابع وكواشف ضوئية تعمل عند طول الموجي 1300 نانومتر حيث ينخفض الفقد في الليف الى 1 ديسبل لكل كيلومتر . أدي استخدام الألياف البصرية أحادية النمط في الجيل الثالث الى القضاء على التشتيت في الألياف البصرية متعددة النمط مما أدي الى الحصول على سعة نطاق عالية ، تم في هذا الجيل تشغيل وصلات بصرية تستخدم الالياف أحادية النمط وبوط موجي 1300نانومتر للحصول على فقد يقل عن 1 ديسيبل لكل متر ومسافة بين المكررات تبلغ 40 كيلو متر بمعدل خطابتات قدرة 10 نانومتر في الجيل الرابع تم تشغيل هذه الانظمة عند الطول الموجي 1550 نامتر حيث الفقد اقل مما هو عليه عند الطول الموجي 1300 نانومتر . أدي تطوير العناصر المستخدمة في هذه الأنظمة كالمنابع والكواشف لبناء أنظمة تعمل بمعدل نقل معلومات قدرة 10 جيجابت لكل ثانية . استمرت الأبحاث في تطوير عناصر نظم اتصالات الألياف البصرية للحصول على افضل الظروف التشغيلية مما مهد الى بروز الجيل الخامس والذي توفرت له عناصر عديدة فكانت البدية في تحسن حساسية أجهزة الاستقبال حيث استخدم الكشف التحقيقي ( heterodyne ) بدلا من الكشف المباشر . والذي مكن من وجود وسائل ذات كفاءة لاختيار القنوات في الأنظمة التي تستخدم تعدد الارسال بتقسيم الطول الموجي Wavelength D ivision Mul –( WDM) tiplexing تمكن الباحثون من تطعيم الألياف الزجاجية بمادة الاربيوم ( Er ) مما أعطى دفعة قوية لاستخدام أنظمة الالياف البصرية عند الطول الموجي 1550 نانومتر أدي ذلك التطعيم للحصول على مضخمات ذات كسب مرتفع اطلق عليها مضخمات ذات كسب مرتفع اطلق عليها مضخمات الليف المطعم بالأريبوم ( Er bium Doped Fiber Amplifiers ( EDFA,s)) والتي وجدت استخداما واسعاً في خطوط النقل ولم يقتصر استخدام الألياف المطعمة بمادة الربيوم على المضخات فحسب بل تعداها لتشمل استخدام الليزر والمفاتيح وكثير من النبائط غير الخطية . كما أن مضخمات EDFA,s قد مهدت الطريق لأنظمة اتصالات سريعة وبروز أنظمة نقل تعتمد على استخدام نبضات طبيعية (Solitons ) والتي تمكنها من قطع مسافات طويلة دون تشوه . أدت هذه التطورات السريعة الى شيوع استخدام أنظمة الاتصالات الليفية البصرية في كافة مجالات الاتصالات بدءاً من الوصلات للمستخدم حتى الاتصالات بعيدة المدى سواء في اليابسة أو عبر البحار . 1. نظرة تاريخية Historical Perspective لقد استخدم الضوء للاتصال منذ أن خلق الله الأرض ومن عليها فبدونه لا يمكن أن نرى من حولنا وقد استخدمت الاشارات والمرايا العاكسة والمصابيح لنقل المعلومات ولكن مقدرا المعلومات المنقولة محدودة علاوة على الظروف البيئية كما يمكن للاخرين الاطلاع عليها . إن أول محاولة فعلية مدونه لاستدام الاشارات كان عام 1791 من قبل كلود شابي في فرنسا ، إذا استخدم مجموعة من الابراج تحتوي على عدة أذرع لنقل معلومات مسافة 200كليو متر يستغرق ارسال المعلومة الواحدة حوالي 15 دقيقة . في عام 1854م أجرى جون تايندل تجربة بسيطة بين أن الضوء يمكن ثنية إذا وجد الوسط الملائم وفي عام 1880م قام الكسندر جراهام بل بنقل الصوت عبر حزمة ضوئية وقد أجريت محاولات عديدة لاستخدام الاتصالات البصرية خلال هذا القرن ولكنها لم تلق النجاح لعدم توفر المنابع المناسبة علاوة على الاضطرابات الجوية كا لمطر والثلج والغبار والضباب مما حد من امكانية استخدامها . أدي اكتشاف الليزر عام 1960م من قبل ثيودور ميمان الى تجدد الاهتمام بالاتصالات البصرية وفي عام 1966م اقترح كل من تشارس كاو وجورج هوكام تصنيع الياف زجاجية قليلة الفقد وفي عام 1970م تم تصنيع الياف بصرية مصنعة من مادة السليكا وبفقد 20ديسيبل لكل كليو متر بدلا من 1000 ديسيبل لكل كليومتر قبل ذلك الوقت . وفي غضون عشر سنوات ، تم تصنيع الياف بفقد يصل الى 20,. ديسيبل لكل كيلومتر عند الطول الموجي 1550نانومتر . 2. الألياف البصرية Optical Fibers 2-1 النظام اليفي البصري Optical Fibers System يبين الشكل ( 1) مخطط صندوقي لنظام ليفي بصري يحتوي على الاتي : ‌أ. دوائر تشغيل تقوم بتحويل الاشارة الكهربائية ويحولها الى تيار لتشغيل المنبع الضوئي. ‌ب. منبع ضوئي يقوم بايصال الاشارة الضوئية الى الليف البصري . ‌ج. الليف البصري هو القناة اللازمة لنقل الاشارات . ‌د. كاشف ضوئي يقوم بتحويل الاشارات البصرية الى اشارات كهربائية . ‌ه. مستقبل يتولى تضخيم الاشارات القادمة من الكاشف ويرسلها الى المستخدم . ‌و. موصلات ومقارن ووصلات دائمة لربط العناصر المختلفة لنظام الاتصالات دائمة لربط العناصر المختلفة لنظام لاتصالات الليفي البصري . تمثل الألياف البصرية العنصر الاساسي في أنظمة الاتصالات الليفية البصرية وهي مكونة من مواد عازلة زجاجية أو بلاستيكية لها شكل اسطواني يسمى اللب محاطاً بطبقة اخرى تسمى الكساء . تستخدم الألياف البصرية كقنوات اتصال لنقل الضوء المحمل بالمعلومات من مكان الى آخر . عند دخول الضوء بزاوية معينة تحدث انعكاسات داخل الليف عند تقابل مع الكساء ويتطلب ذلك أن يكون معامل انكسار اللب أكبر من معامل انكسار الكساء . يبين الشكل ( 2) مقطعاً لليف بصري نرى انعكاس الضوء داخل الليف والذي يمكن تفسيره بنظرية الاشعاع وقانون سنل Snell,s Law عند زاوية سقوط معينة تسمى الزاوية الحرجة ، نجد إن زاوية الاشعاع المنكسر تبلغ 90 درجة بالنسبة للخط العمودي أو موازية للحد الفاص بين اللب وألكساء وعند ما تزداد زاوية السقوط عن حد معين ينعكس الاشعاع داخل اللب وهو ما يسمى بالانعكاس الداخلي الكلي . Total Internal Reflection . 2-2 ميزات الألياف البصرية(2،4) Advantages of Optical Fibers للألياف البصرية مزايا عديدة جعلتها تتفوق على النظم الأخرى المستخدمة في مجال الاتصالات ومن هذه المميزات مايلي : 1. عرض نقاطها عال جداً . 2. قطرها صغير ووزنها خفيف . 3. لايوجد تداخل بينها مهما قربت المسافة بينها . 4. لا تتأثر بالحث أو التداخل الكهرومغناطيسي . 5. انخفاض في سعر تكلفة المكالمات . 6. اكثر أمانا وسلامة . 7. حياتها طويلة . 8. تتحمل درجات حرارة عالية ولاتتأثر بالمواد الكيميائية . 9. سهولة الصيانة كما يمكن الاعتماد عليها . وسنشرح الآن الفوائد الرئيسية اللألياف البصرية . 1. إن عرض النطاق المرتفع جدا يعني إمكانية نقل معلومات عالية جدا بواسطة ليفه بصرية واحدة وقد تكون هذه المعلومات صور تلفزيونية أو مكالمات هاتفية أو معلومات للحواسيب أو مزيج منها . وقد تم تشغيل خطوط نقل معلومات بمعدل 10 جيجابت لكل ثانية مثل SEA-ME-WE3,FLAG وألابحاث مستمرة في أنحاء العالم للحصول على أنظمة تعمل بمعدل معلومات أعلى ولمسافة أطول وقد أجريت تجارب لنقل 2,64 تيرابت لكل ثانية بنظام صية لمسافة 120كم مستخدمين الياف أحادية النمط . من الناحيةالنظرية فإن عرض نطاق ليفه بصرية واحدة في حدود 10 جيجاهرتز ، فلوفرضنا أن المسافة بين المكررات تبلغ 100كم فإن هذا يعني إمكانية نقل المعلومات المذكورة في الجدول (1) وهي معلومات أقرب للخيال منها للواقع وبإمطاننا أن نضع مجموعة منها ضمن كابل وأحد . وهذا بالطبع يعني منبعا لا ينضب من وسائل نقل المعلومات ويتناسب عرض النطاق تناسب طردياً مع أعلى معدل لنقل المعلومات أو سعة نقل المعلومات Information Carrying Capacity . 2. قطرها صغير ووزنها خفيف ، يبلغ سمك الليفة البصرية سمك الشعرة ، وعلى الرغم من أن هناك طبقات وأقية توضع فوقها إلا نها لاتزال أقل حجما ووزنا من الاسلاك الهاتفية أو المحورية ومثالاً على ذلك أن ليف بصري بقطر يبلغ 125 مايكرومتر ضمن كابل يبلغ قطرة 6 ملم يمكن له أن يحل محل كابل هاتفي قطرة 8 سم ويحتوي على 900 زوج من الخطوط السلكية النحاسية وهذا يعني أن الحجم قد أنخفض بنسبة تزيد عن 1 : 10 وكمثال آخر على صغر حجم الكطابلات البصرية فإن كابلات محورية بطول 230متر وقطر 46 سم وتزن 7 طن كانت تستخدم في نظام رادار متقدم على ظهر أحد السفن تم استبدالها بكابلات بصرية تزن 18 كغم وقطرها 2,5سم . مما سبق يتضح لنا إمكانية اضافة كابلات بصرية في نفس مسارات الكبلات النحاسية والمحورية في شتى مجالات الاتصالات السلكية . ونظرا لهذه الميزة فقد تم استبدال الكابلات النحاسية في كثير من الطائرات والبواخر بألياف بصرية . وبسبب صغر الحجم وقلة الوزن فإن نقلها وتركيبها يتم بصورة أسهل وأسرع من الكابلات النحاسية وهذا يعني تكلفة أقل . 3. نلاححظ أحيانا عند اجراء محادثة هاتفية سماع أصوات محادثات هاتفية أخرى وهو ما يطلق علية باللغط C ROSSTALK وهذا النوع من التداخل لايحدث عند استخدام الألياف البصرية مهما قربت المسافة بينهما . 4. تتمتع الألياف البصرية لكونها مصنعة من مواد عازلة dielectrics بعدم تأثرها بالحث الكهرومغناطيسي الصادر من مصادر الكهرومغناطيسية الصناعية كالمحركات والمولدات وأجهزة الكهربائية المختلفة أو الطبيعية كالبرق وتلك الخاصية تغنينا عن وضع مواد عازلة لحمايتها من الحث induction والتدخل Interfernce . 5. تصنع معظم الألياف البصرية في وقتنا الحاضر من مادة السليكا والموجودة بكثرة في الرمل والتي يقل سعرها كثيراً عن معدن النحاس الذي بدأ بنفذ في أماكن كثيرة من العالم ونظراً للميزات التي ذكرناها في البنود 2.1 فإن ثمن نقل المعلومات بأنواعها المختلفة سيقل عن الانظمة المختلفة الاخرى . 6. نظراً لأن الضوء هو الوسط الناقل للمعلومات في الألياف البصرية ولا يولد هذا الضوء أى مجال مغناطيسي خارج الكابل فإن من الصعوبة بمكان التجسس ومعرفة المعلومات التي يحويها الكابل البصري كما أن من الصعوبة معرفة وجود الكابل البصري بسبب المادة المصنع منها ولا يوجد جزء معدني إلافي بعض الحالات حيث تتم اضافة كابل فولاذي لتقوية الكابل البصري ، أو تسليح معدني لحماية الكابل من القوارض والأحمال الخارجية . أما الميزة الأخرى فهي سلامة الألياف البصرية لأن الضوء الناقل لايمكنه أن يحدث شرارا أو دائرة قصر العدم وجود تيار كهربائي فيه ولهذا السبب يمكن استخدام الألياف البصرية في المحلات الحاوية على غازات أو مواد قابلة للإحترق ومستودعات المواد الخطرة كما أن احتمال كهربة العاملين في الألياف البصرية غير وارد. 7. يتوقع أن يكون عمر الألياف البصرية في حدود 25 عاماً مقارنة بخمس عشر عاماً للنظم الأخرى حيث أن المكونات الأساسية للألياف هي الزجاج والذي لا يصدأ على عكس النظم الأخرى والتي تحوي على معادن تتعرض للصدأ . 8. يمكن للزجاج أن يتعرض لدرجات حرارة متفاوتة من حيث الانخفاض والارتفاع كما يمكن استخدامه في أجواء تحتوي على مواد كيميييائية مختلفة دون أن يتعرض للتلف . 9. وضعت المكررات Repeaters على مسافة 100 كم بين مكرر وآخر وهذا يقلل من عدد المكررات وبالتالي من صيانة النظم كمايزيد من الاعتماد على النظام لقلة الاجهزة المستخدمة بينما المسافة بين المكررات في النظام الهاتفي المستخدم حالياً تتراوح بين 4 الى 6 كم .
-3 أنواع الألياف البصرية Types of Optical Fibers
تصنف الألياف البصرية الى ثلاثة أنواع تبعاً لأنماطها وتركيبها وهي كما يلي : 2-3-1 ألياف متعددة النمط وبمعامل انكسار عتبيMultimode Step Index Fibers يتألف الليف البصري من جزئين أساسيين هما لب الليف والذي يشغل مركز الليف يحيط به كساء يضاف لذلك طبقة واقية تسمى الغلاف . يصنع هذا النوع من الألياف البصرية من عناصر مختلفة من الزجاج ومركباته أو من السليكا المطعمة . تتميز هذه الألياف بكبر قطر اللب وكبر فتحة النفوذ العددية والتي تمكن من دخول كمية كبيرة من الضوء لليف البصري وتعتمد خواص هذه الألياف على نوع الليف والمواد المصنعة منها وطريقة التصنيع وتعتبر الألياف المصنعة من السليكا المطعمة أفضل الألياف البصرية وتستخدم لنقل المعلومات لمسافة قصيرة وعرض نطاق محدود ، غير أن تكلفتها قليلة . 2-3-2 ألياف متعددة النمط وبمعامل إنكسار متدرج Multimode graded Index Fibers معامل انكسار هذه الألياف متدرج إذ تبلغ أعلى قيمة له في مركز الليف وتقل قيمة معامل الإنكسار بصفة تدريجية كلما اتجهنا نحو الكساء حيث تكون قيمة معامل الانكسار ثابتة ويصنع هذا النوع من الألياف من عدد من العناصر الزجاجية أو السليكا المطعمة . إن أداء الألياف متعددة النمط ومتدرجة معامل الانكسار يتفوق على أداء الألياف متعددة النمط ذات معامل الانكسار العتبي نظراً لتدرج معامل الانكسار وقلة التوهين فيها غير أن قطر اللب في الألياف متعددة النمط ومتدرجة معامل الانكسسار أقل من قطر اللب في الألياف متعددة النمط ذات معامل الانكسار العتبي . وتستخدم للمسافات المتوسطة وعرض نطاق متوسط عالي . 2-3-3 ألياف أحادية النمط Single Mode Fibers قد يكون معامل إنكسار الليف متعدد النمط متدرج أو عتبي ولكن معظم الألياف أحادية النمط الموجودة حالياً ذات معامل الموجودة حالياً ذات معامل نكسار عتبي . تتميز الألياف أحادية النمط بنوعيتها الممتازة كما أن عرض النطاق فيها كبير وتستعمل للمسافات الطويلة وتصنع من مادة السليكا المطعمة . ولو أن قطر اللب صغير جداً إلا أن قطر الكساء يبلغ أضعاف قطر اللب وذلك للقليل من نسبة الفقد من الموجات المضمحلة evanescnt التي تمتد داخل الكساء ومع استخدام الغلاف الواقي يصبح القطر الاجمالي لليف أحادي النمط مساو الى قطر الليف متعدد النمط . 2- خواص الألياف البصرية Properties of Optcal Fibers 1-3 فتحة النفوذ التعددية Numerical Apertur يتطلب اقتران الضوء في اللب البصري وقوع شعاع ضمن زاوية معينة تدعى زاوية القبول ويعبر عن قدرة تجميع الضوء يجيب Sine زاوية القبول والذي يطلق علية فتحة النفوذ العددية ويعبر عنها رياضيا بالتالي : NA= ض n12 - n22 = no sin Ф حيث أن no تمثل معامل انكسار الوسط الفاصل بين منبع الضوء والليف وn1 معامل انكسار اللب و n2 معامل انكسار الكساء . تحدد فتحة النفوذ العددية مقدار القدرة المفترنة بالليف . 3-2 التوهين Attenuation يعتبر التوهين أحد العناصر الأساسية في تقويم أنظمة الاتصالات حيث تتعرض الموجات الحاملة للوهن عند انتشارها في قناة الاتصال نتيجة عوامل عديدة كالامتصاص Absorption والتناثر Scattering ويجب استخدام قنوات اتصال بأقل توهين ممكن حتى تنتشر الموجات الحاملة الأطول مسافة ممكنة . وفي قنوات الاتصال المصنعة من الألياف البصرية ، يلعب التوهين دوراً أساسياً في اختيار الليف ، وفقد الضوء في الليف البصري يعتمد الى حد كبير على الطول الموجي للضوء المستخدم حيث يقل عند بعض الأطوال الموجية ويزيد عند اطوال الموجية ويزيد عند اطوال موجية أخرى ، حيث أن امتصاص جزيئات ( OH ) للضوء يزداد عند بعض الأطوال الموجية ويقل عند أطوال موجية أخرى ، حيث أن امتصاص جزيئات ( OH ) للضوء يزداد مثلا عند طول موجي قدرة 1390 نانومتر وتقاس قيمة التوهين لليف البصري بوحدة الديسيبل لتعبر عن النسبة بين الطاقة الضوئية المستقبلة والطاقة الضوئية المرسلة في الليف . 3-3 التشتيت Dispersion التشتيت هو انبساط أو اتساع النبضة عند مرورها في قناة الاتصال وفي نظم الألياف البصرية ينقسم التشتيت الى نوعين وهما التشتيت النمطي Intermodal dispersion والذي يتم نتيجة سلوك الاشارات المرسلة مساوات مختلفة عند انتشارها داخل الليف مما يؤدي الى عدم وصولها في وقت واحد . أما النوع الأخر فهو التشتيت الباطني وينقسم هذا التشتيت الى نوعين ( أ ) تشتيت المادة material dispersion ( ب) تشتيت الدليل الموجي waveguide dispersion يحصل هذا النوع من التشتيت في جميع أنواع الألياف البصرية وينتج من عرض خط المنبع البصري حيث أن المنابع البصرية لا تبث الضوء بطول موجي واحد بل بحزمة من الأطوال الموجية وحيث أن معامل انكسار الزجاج المستخدم في الألياف يتغير مع الطول الموجي فإن ذلك سيؤدي الى اختلاف في سرعة الاشارات أو النبضات مما يؤدي الى انبساطها ويؤثر ذلك على كمية المعلومات المراد نقلها . 4. مكونات النظام System Components عند تصميم وصلة ليفية بصرية لابد من إعتبار ثلاثة عناصر رئيسية وهي : أ.التوهين ب. التشتيت ج . فتحة النفوذ العددية. ويتطلب ذلك عمل موازنة متعادلة لاختيار المكونات المختلفة للنظام الليفي البصري ، لوبدأنا من جهة الارسال فعلينا اختيار منبع ضوئي يبعث الضوء بطول موجي مناسب وعرض طيفي Spectral Width قليل وقدرة بصرية كافية لهذا الغرض ، ثم استخدام نوعين من المنابع وهما : أ - الثنائيات الباعثة للضوء و ب – ثنائيات الليزر Laser Diodes . يتطلب أقتران الضوء من المنبع الى الليف وجود مواءمة جيدة بينهما كي تنقل أكبر قدر من القدرة البصرية الى الليف لذا لابد من العناية في اختيار المقرن المناسب الذي يعطي اقل فقد ممكن . نظراً لأن الالياف تنتج بأطوال محددة فلابد من ربط بعضها ببعض للحصول على الطول المطلوب وقد يؤدي ذلك الى حصول على الطول المطلوب وقد يؤدي ذلك الى حصول بعض الفقد في القدرة المنقولة والهذا الفقد اربعة اسباب وهي أ – لانزياح الجانبي ب- عدم التراصف الزاوي ج – تباعد الاطراف د- نعومة الاسطح وتوازيها . وقد يحصل الفقد أيضا عند ربط الياف تختلف في اقطارها وفتحات نفوذها العددية . عند المستقبل يجب اختيار الكواشف التي تعمل بنفس الطول الموجي للمنبع ولها استجابية وكفاءة كمية جيدتين ، زمن استجابة مناسب والحد الأدنى من القدرة القابلة للكشف . الكواشف المستخدمة في هذه الانظمة عادة هي ثنائي PIN وثنائي ضوئي جرفي APD .
تطبيقات الألياف البصرية Optical Fiber Applications
تعرضنا في الأقسام السابقة الى فوائد الألياف البصرية ومكانات النظام الليفي البصري ، مما لا شك فيه أن كثيرا من الحقول في المجالات المدنية والعسكرية بدأت تستفيد من هذه الفوائد ومن الصعب جداً التعرف على كل المجالات المملكن استخدام الألياف البصرية فيها وسنقوم في هذا القسم بالتعرف على بعض الاستخدامات العامة . 5-1 الاتصالات الهاتفية Telephone Communications لعبت الأسلاك المجدولة والكابلات المحورية دوراً كبيراً في السنوات الماضية في مجال الاتصالات الهاتفية وبصفة خاصة بين البدالات ، وحيث أن أحد الصفات الهامة هي سعة الألياف البصرية ، فقد بدأت كثير من الشركات بالتفكير في بناء خطوط هاتفية جديدة وإحلال بعض الخطوط القديمة سواء كانت اسلاك مجدولة أو كابلات محورية وأول خط تجاري يستخدم الألياف البصرية في الولايات المتحدة بدأ تشغليله في 22 ابريل 1977م وقد استخدم الارسال الرقمي في هذا الخط ، كما أن المكررات كانت على مسافة 3.6 كيلومتر واستخدمت الثنائيات الباعثة للضوء Light Emitting Diodes في أجهزة الارسال وثنائيات الضوء الجرفية avalanche photodiodes في أجهزة الاستقبال وكانت سعة هذا الخط 24 مكالمة آنية وقد استخدم تشكيل الرمز النبضي Pulse code modulation في هذا الخط وقد شاع استخدامها لهذا الغرف من قبل شركات التصالات في انحاء العالم وعلى سبيل المثال لا حصر فقد تم في المملكة العربية السعودية تركيب 10.000 كيلومتر من الكابلات البصرية لصالح شركة الاتصالات السعودية وكمثال آخر نجد أن أطوال الكابلات البصرية في الصين تبلغ 173000كليومتر وطول الألياف البصرية يتعدي مليون كيلومتر خاصة إذا ما علمنا أن معدل الزيادة السنوية في عدد الهواتف تصل الى 40 مليون خط حتى عام 2020 ليصل المجموع الكلي للهواتف الى 1000مليون خط والولا وجود السعة الكافية للألياف وإمكانية توسيعها مستقبلا لما أمكن إنجاز ذلك . 5-2 الاتصالات التلفزيونية TV Communictions بدأ اول استخدام الألياف البصرية بربط الكاميرات التلفزيونية بسيارات النقل التلفزيوني وفي الدوائر المغلقة ثم استخدمت في ايصال الخدمات التلفزيونية للمنازل وقد استخدمت لنقل قناة واحدة فقط وتستخدم الأن لنقل عشرات القنوات التلفزيونية والفيديو ضمن الكابل التلفزيوني Cable television ( CATV ) وتراهن إحدى الشركات الامريكية على انفاق 116 بليون دولارلتركيب خطوط كابلات تلفزيونية تصل للمنازل مما يعطي المشتركين نطاقا واسعاً للتطبيقات المختلفة ولايقتصر استخدامها على النقل التلفزيوني فحسب بل يستخدم للدوائر المغلقة والانظمة الأمنية والنقل التلفزيوني عالي الوضوح . 5-3 محطات القوى Power Stations نظراً لعدم تأثر الألياف البصرية بالداخل أو الحدث الناتج عن الموالدات الكهربائية أو خطوط الضغط العالي فقد تم تركيب الألياف البصرية في محطات القوى الكهربائية لنقل المكالمات الهاتفية ونقل المعلومات ، كما تم تركيبها جنبا الى جنب مع الخطوط الضغط العالي لنقل المعطيات Data transmission والسيطرة control . 5-4 الشبكات المحلية Local Area Networks يطلق هذا الاسم على شبكات الاتصالات المستخدمة لتبادل المعلومات بين الحسابات والمستخدمين وهذه الشبكات تكون في نطاق جغرافي محدودكمكاتب الشركات أو الجامعات أو المستشفيات أو غيرها ومجالاتها ما بين 100 متر الى 10كم وسعة نطاقها فوق المليون وحدة ثنائية / ثانية وهناك عدة تكوينات لهذه الشبكات تذكر منها الشبكة الحقية والنجمية وغيرها . 5-5 الاستخدامات العسكرية Military Applications بدأ أول الاستخدامات العسكرية للألياف البصرية في السفن والطائرات الحربية نظراً للميزات التي ذكرناها وبصفة خاصة قلة الوزن والحجم ثم تلاذلك استخدامها في ميادين المعارك حيث أن خفة الوزن وصغر الحجم وسهولة النقل ، أمور هامة في مثل هذا الوضع ، كما تم استخدامها في الخطوط الأمامية في جبهات القتال . 5-6 نقل المعطيات Data transmission ادى الطلب المتزايد على خطوط نقل ذات سعات عالية وبصفة خاصة ما يتعلق بتطبيقات الانترنت الى تساع الأبحاث في مجال الألياف البصرية المواكبة هذا الطلب . إذايزداد الطلب في مجال المعطيات ضعفين سنويا عما هو عليه النمو اليوم وسيتعدى الطلب على نقل الصوت في بداية القرن القادم كما هو موضح بالشكل ( 3) بالنسبة لليابان (7) . في لولايات المتحدة الامريكية على الجانب الآخر نرى أن الطلب على الإنترنت يتضاعف كل ستة شهور لتصل سعة النقل اللازمة عام 2005م الى 280 تيرابت لكل ثانية (8) . وتهدف كثير من الأبحاث الحالية الى الوصول الى عرض النطاق النظري لليف أحادي النمط البالغ 50تيراهرتز . وقد تم بالفعل الحصول على سعة نقل قدرها 2.64 تيرابت كل ثانية لمسافة 120كيلومتر مستخدمين ليف أحادي النمط (9). 5-7 الكابلات المغمورة (10) Undersea Cables تعاونت كثير من الدول والشركات على إبرام اتفاقيات تم بموجبها ربط عدة دول مع بعضها بواسطة الكابلات البصرية ولعل أولها كان TAT8 الذي يربط الولايات المتحدة الامريكية بأوروبا تلاه خطوط أخرى كان آخرها TAT-12/13 بطول يبلغ 5913 كيلومتر وبسعة قدرها 5 جيجابت لكل ثانية يمكن زيادتها الى 20 جيجابت لكل ثانية أو أكثر وذلك لمقابلة الطلب حتى عام 2006م . كما أن هناك خطوط مغمورة أخرى تربط الولايات الامريكية المتحدة باليابان وأخرى تربط اوروبا بأسيا عن طريق الشرق الاوسط مثل FLAG الذي يبلغ طوله 27000 كيلومتر وخط أخر يدعى SEA-ME-WE3 بسعة 10 جيجابت لكل ثانية وتربط الدول الاسيوية بخط طوله 11500كم وأحدث خط يلتف حول القارة الافريقية يدعى ARFICA ONE يستخدم احدث التقنيات المتاحة وبسعة تصل الى 40 جيجابت لكل ثانية : 6- التوجهات المستقبلية Auture Directions أدت التطورات السريعة في مجال البصريات الليفية الى صعوبة التكهن فيها سيحدث مستقبلا وبناء على مايجري من ابحاث في هذا المجال فإن هذه التطورات ستشمل المجالات التالية : 1. الارسال المتماسك . 2. التبديل الفوتوني . 3. ليزرات أحادية الطول الموجي وممكن مواءمتها . 4. دوائر البصريات المتكاملة . 5. انتشار النبضات الطبيعية . 6. ألياف الهالايد . 7. الخلاصة : استعرضنا في هذه الورقة صفات وخصائص الألياف البصرية وكذلك مكونات النظم الليفية البصرية واستخداماتها ورأينا أن الألياف البصرية قد أحدثت ثورة في مجال الاتصالات المختلفة خلال السنوات القليلة صاحبها تطور مماثل في مجال الاكترونيات ، ويعزى هذا التطور الى ثلاث أسباب رئيسية وهي : ‌أ. ازدياد الطلب على حركة المعطيات وبصفة خاصة ما يتعلق بالإنترنت والإنترانت . ‌ب. تحرير مجال الاتصالات مما فتح المجال الشركات كثيرة غير الشركات التقليدية للدخول في هذا المجال . ‌ج. دخول موردين جدد وتقنيات حديثة في مجالات الشبكات والأجهزة وأصبح التنافس على أشده لتقديم الأفضل للزبون . ولعل أحدث المجالات هي إنشاء شبكات بصرية ذات سعات عالية وستتمكن التقنية الفوتونية من استخدام سعة ترابت للخطوط الرئيسية وسعة جيجابايت للشبكات الفرعية وسعة ميجابت للمنازل .


دائرتين اليمنى لها بورد جاهز والملف فيها مضبوع على نفس البورد


الاجزاء المكونة للـ (VCO)
الاجزاء المكونة للـ (VCO) هي كل العناصر عدا الميكروفون والهوائي والمقاومة 4.7 كيلو والمكثف 1 ميكروفاراد (كما بالشكل التالي).

اللف المتباعد Loose wound











السلام عليكم و رحمة الله و بركاته في ما يلي : ملف يفيدكم بالإختصارات الخاصة بنظم الإتصالات
________________________________________
(3GPP) 3rd Generation Partnership Project (WCDMA) (3GPP2) 3rd Generation Partnership Project 2 (CDMA 2000) (3GIP) 3rd Generation partnership for Internet Protocol (AAL) ATM Adaptation Layer (ACELP) Algebraic Code Excited Linear Prediction (ADN) Abbreviated Dialling Number (ALCAP) Access Link Control Application Part (AMPS) Advanced Mobile Phone System (AMR) Adaptive Multi Rate (AN) (C,XU) Antenna Network (ANSI) American National Standard Institute (USA) (ARIB) Association of Radio Industries and Business (Japan) (ATC) ATM Traffic Contract (ATM) Asynchronous Transfer Mode (BB) Base Band (BCCH) Broadcast Control Channel (BER) Bit Error Rate (BHCA) Busy Hour Call Attempts (BLER) Block Error Rate (BMC) Broadcast Multicast Control (BM-IWF) Broadcast Multicast Inter-Working Function (BPMT) Node B Performance Monitoring Tool (BSC) Base Station Controller (BSS) Base Station (sub)System (BTS) Base Transceiver Station (BWC) Bandwidth Control (CAC) Connection Admission Control (CAMEL) Customised Application for Mobile Enhanced Logic (CC) Call Control (CCCH) Common Control Channel (CCT) Call Con**** Template (CCTrCH) Coded Composite Transport Channel (CDMA) Code Division Multiple Access (CDR) Call Data Record (CDV) Cell Delay Variation(CLR) Cell Loss Ratio(CM) Configuration Management(CN) Core Network (CORBA) Common ****** Request Broker Architecture (CP) Central Processing (CPCH) Common Packet Channel (CPCS) Common Part Convergence Sub-layer (CPS) Command Part Sub-layer (CPU) Central Processing Unit (CRC) Cyclic Redundant Check (CS) Circuit Switched CS Convergence/Adaptation to Services (ATM) (CTCH) Common Traffic Channel (CTD) Cell Transfer Delay (CWTS) China Wireless Telecommunication Standard groupDB Debug (DCA) Dynamic Channel Allocation (DCCH) Dedicated Control Channel (DCH) Dedicated Channel (DCN) Data Communication Network (DHO) Diversity HandOver (DHT) Diversity HandOver Trunk (DRAC) Dynamic Resource Allocation Control (DRNC) Drift RNC (DS) Direct Sequence (DSCH) Downlink Shared CHannel (DTCH) Dedicated Traffic CHannel (EDGE) Enhanced Data rates for GSM Evolution (EFR) Enhanced Full Rate(E-GSM) Enhanced GSM (E-GPRS) Enhanced GPRS (EM) Element (or Equipment) Manager ERAN EDGE Radio Access Network (all-IP) (ETSI) European Telecommunication Standard Institute (FACH) Forward Access Channel (FBI) Feed-Back Information (FDD) Frequency Division Duplex (FDD-DS) FDD-Direct Sequence (FDD1) (FDD-MC) FDD-Multiple Carrier (FDD2) (FDL File) Download (EM application) (FDMA) Frequency Division Multiple Access (FER) Frame Error Rate (FTP) File Transfer Protocol (FVX) Flexor Visual Explorer (FW) Firmware(GCRA) Generic Cell Rate Algorithm GERAN GSM /EDGE Radio Access Network GGSN Gateway GPRS Support Node GMSC Gateway MSC GMSK Gaussian Minimum Shift Keying GP Granularity Period GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile Communications GTP GPRS Tunneling Protocol GTP-U GPRS Tunneling Protocol-User PlaneGUI Graphical User Interface HDD Hard Disk HHO Hard HandOver HIF High speed Interface HLR Home Location Register HO HandOver HSDPA High Speed Downlink Packet Access HSS Home Subscriber Service HPLMN Home PLMN
هوائي البازوكه

السلام عليكم


اقدم لكم هذا الهوائي البسيط والذي يمكن صناعته بيسر وسهولة وهو لايحتوي على اي ملفات او اجزاء اضافية . ويسمى بهوائي البازوكا Bazooka antenna كسب هذا الهوائي 2.14dBi وفي الحقيقة هو عبارة عن دايبول عمودي .يصنع هذا الهوائي من الكيبل المحوري (coaxial cable ) من نوع RG213 او اي كيبل مشابه حيث يتم قشط العازل الخارجي للكيبل والshield ويبقى القلب الداخلي بطول يعادل (ربع الطول الموجي * 0.95 ) وهذا يمثل الجزء الاعلى ( المشع ) , اما بالنسبة الى ال shield فيتم قلبه الى الاسفل ويكون بطول (ربع الطول الموجي* معامل السرعة للكيبل ) حيث ان معامل السرعة لكيبل RG213 هو 0.66, اما بالنسبة للجزء الثالث للكيبل المحوري فيكون بطول ( ربع طول الموجة * 0.95 ) وفائدة هذا الجزء هو ابعاد اي تاثير للعمود المعدني الذي سيثبت عليه الهوائي ,للتردد 145MHz يبلغ طول القلب 49cm والشلد المقلوب 34cm والمسافة الحرة 49cm والتثبيت 30cm فيكون الطول الكلي للهوائي 162cm + طول الكيبل خارج الهوائي .يتم معايرة ال SWR عن طريق تغيير طول الshield المقلوب للاعلى او للاسفل قليلا حتى نحصل على اقل SWR .