التخطي إلى المحتوى الرئيسي

كيف يعمل المحمول الجزء الثالث


كيف يعمل التلفون المحمول (الجوال)؟

 

 

 

في العام 1983 ظهر التلفونات الجوالة بنظام التناظري analog وسميت بـ Advanced Mobile Phone System والتي تكتب اختصاراً AMPS أي انظمة التلفونات الجوالة المتطورة والتي حصلت على الاعتماد من مؤسسة الاتصالات الدولية FCC وأول ما استخدمت في ولاية شيكاغو الامريكية.  استخدمت جوالات AMPS مدى من الترددات بين 824 ميجاهيرتز و894 ميجاهيرتز.  وعملت الحكومة الامريكية كل ما في وسعها لدعم شبكة هواتف لاسلكية جديدة وتنافس شبكة التلفونات السلكية من حيث التكاليف والاسعار بالنسبة للمستخدم، فخصصت لذلك مزود خدمة للشبكة اللاسلكية ووضعته في كل مكان وسمي بمزود الخدمة المحلي، ويتكون كل مزود خدمة من ناقلين سمي الاول A والثاني B.

 

تم تخصيص 832 تردد مختلف للناقلين A و B منهم 790 تردد للصوت و42 تردد للبيانات.  وتكونت كل قناة اتصال من ترددين واحد للارسال والثاني للاستقبال.  واختيرت الترددات باتساع 30 كيلوهيرتز وذلك لضمان نقل الصوت بجودة الاتصال السلكي حيث ان الترددات السمعية.

 

فكرة عمل الجيل الأول من الجوالات

اعتمدت فكرة عمل جوالات الجيل الأول على ترددات راديوية متغيرة بطريقة مستمرة لنقل أصوات المستخدمين. حيث يتيح ذلك الاتصال المتعدد لأكثر من هاتف خلوي بمحطة الإرسال ويستخدم كل جوال تردد مختلف كما هو موضح في الشكل بالأشرطة الملونة حيث كل لون يعبر عن تردد مخصص لمكالمة واحدة، ويشير الانقطاع في تلك الأشرطة إلى أن استخدام تلك القنوات لا يكون بشكل دائم.

 

 

 تحول تكنولوجيا الجوال من النظام التناظري إلى الرقمي

 

تعتبر جوالات الجيل الثاني 2G هي اول جوالات تعمل بالنظام الرقمي والتي بدأ استخدامها في التسعينات من القرن الماضي، ويستخدم جوال الجيل الثاني نفس تكنولوجيا الراديو كما في التلفون الجوال التناظري (جوال الجيل الأول) ولكن تستخدم بطريقة مختلفة، ففي النظام التناظري لا تستخدم كل امكانيات الاشارة المتبادلة بين الجوال والشبكة التابع لها.  حيث انه من غير الممكن ان يتم ضغط وتشفير الاشارة التناظرية مثل الاشارة الرقمية.  ولكن في الاشارة الرقمية يتم ضغط واعادة معالجة الاشارة مما يسمح بزيادة عدد القنوات لنفس المدى الترددي المستخدم.

ولكن قبل ان نشرح نظام GSM سوف نقوم بشرح التقنيات المستخدمة لتشغيل الجيل الثاني من الجوالات. وهناك ثلاث تقنيات مختلفة تستخدم في جوالات الجيل الثاني لنقل المعلومات الرقمية من الجوال إلى الشبكة والعكس هي:

الوصول المتعدد بالتقسيم التردديFrequency division multiple access (FDMA)

الوصول المتعدد بالتقسيم الزمنيTime division multiple access (TDMA)

الوصول المتعدد بالنظام الكودي Code division multiple access (CDMA)

والمصطلح الإنجليزي لكل تقنية من التقنيات الثلاثة يشرح نفسه فهذه التسمية العلمية اشتقت من فكرة عملها.  فمثلا لو اخذنا الكلمة الاولى من كل تقنية وهي Frequency  و Time و Code فنجد انها تشير إلى التقنية المستخدمة لطريقة الدخول اإلى الشبكة في تناقل المعلومات، فالاولى يعتمد على التردد والثانية تعتمد على الزمن والثالثة تعتمد على الشيفرة.  أما الكلمة الثانية division فهي تشير إلى أن طريقة فصل المكالمات يعتمد على طريقة الدخول الى الشبكة، ونستنتج من ذلك اننا من خلال فهمنا للمصطلح الانجليزي يمكننا أن نوصف كل تقنية على النحو التالي:

 

الوصول المتعدد بالتقسيم التردديFrequency division multiple access (FDMA)

في كل محطة اتصال جوال توجد محطة ارسالة راديوية ترسل الاشارة بترددات مختلفة خلال النطاق المخصص من المدى الترددي.  وتعتمد تقنية FDMA على تقسيم هذا المدى الترددي إلى عدة قنوات ترددية أصغر كما في الشكل الموضح حيث تم تخصيص مدى ترددي مقداره 45 ميجاهيرتز وكل محطة ارسال تستخدم تردد مختلف لارسال الاشارات بطريقة تناظرية للاتصال وتدعم نقل البيانات الرقمية، ولكن لا تعتبر هذه التقنية فعالة للاتصالات الرقمية.

في تقنية FDMA كل جوال يستخدم تردد مختلف

 

الوصول المتعدد بالتقسيم الزمنيTime division multiple access (TDMA)

شرح توضيحي لنظام TDMA

يخصص لكل مستخدم حيز زمني متكرر كما هو موضح في تعاقب تكرار الالوان في الشريط الأول مثلاً،  ويمثل كل شريط قناة ذات تردد محدد وعلى نفس التردد تجد ثلاثة الوان مختلفة تتكرر خلال الزمن،  يمثل كل لون مكالمة مرسلة وبهذا يمكن على نفس التردد ارسال ثلاثة مكالمات في نفس الوقت.

 

ويوضح الشكل ادناه النطاقات الزمنية المستخدمة لكل جوال لارسال البيانات الصوتية من خلال تخصيص فترة زمنية تقدر بـ 6.7ms وبمدى ترددي قدره 30 كيلوهيرتز ترسل على نفس قناة اتصال واحدة تعمل على تردد محدد.

يقسم التردد في تقنية TDMA إلى فترات زمنية

 

الوصول المتعدد بالنظام الكودي Code division multiple access (CDMA)

تستخدم تقنية CDMA وسيلة مختلفة تماما عن تقنية TDMA فهذه التقنية تقوم بعد عملية التحويل (من التناظري إلى الرقمي) بنشر البيانات الرقمية المضغوطة على ما هو متوفر في النطاق الترددي، أي ان البيانات ترسل في صورة حزم أو رزم على ترددات متفرقة متاحة للاستخدام خلال اي فترة زمنية.

شرح توضيحي لنظام CDMA

بدلاً من إرسال البيانات على قنوات مخصصة وترددات محددة فإنه هذه التقنية تقوم بتقسيم المعلومات والبيانات إلى حزم (رزم) ثم ترسلها على أحد القنوات المتاحة. كما هو موضح بالشكل وكل لون من الوان المربعات يعود إلى حزم صادرة من جوال محدد ترسل على نطاقات ترددية مختلفة ثم يعاد تجميعها عند الاستقبال، وبهذه الطريقة اجراء عدد كبير من المكالمات على نفس النطاق الترددي في نفس اللحظة.

 

 

 

في تقنية CDMA كل مكالمة تحول الى بيانات رقمية وتقسم إلى رزم ترتبط مع بعضها البعض بشيفرة مميزة.

 

تعرفنا في هذا الجزء على فكرة عمل الجيل الأول والجيل الثاني للاتصالات اللاسلكية والتقنيات المختلفة المستخدمة لكل جيل، وفي الجزء الرابع سوف نشرح فكرة نظام الاتصالات العالمي GSM ونستكمل شرح الجيل الثالث من الجوالات اللاسلكية.



--
Ashrooofa

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

إذا حدث وأن تعرضت للهيب الفلفل الحار فعليك ان تترك الماء

إذا حدث وأن تعرضت للهيب الفلفل الحار فعليك ان تترك الماء وتشرب الحليب لان الفلفل يحتوي على مادة كابسيسين الكيميائية .. والماء لا يتفاعل مع هذه المادة لكن الحليب او الآيس كريم .. او اللبن يتفاعلون معها .. لذا لا تشرب الماء عند احساسك بلهيب الفلفل الحار .. بالاضافة الى ذلك فإن الحليب يحتوي على بروتين كازايين الذي يعمل على تفكيك مادة كابسيسين فيمنع الشعور باللهب ويحمي تجويف الفم والمرئ من التقرح والالتهاب Sent with AquaMail for Android http://www.aqua-mail.com

أطعمة تقضى على الشعور بالتعب

أطعمة تقضى على الشعور بالتعب هل تشعر بالإجهاد أثناء العمل؟ نعم.. الكثير منا يشعر بالإجهاد والضيق والملل، ولذلك يمكنك كسر ذلك الشعور والتعب والإرهاق ببعض المأكولات وم...

هل شرب الماء في أكواب نحاسية له فوائد مذهلة حقاً ؟

هل شرب الماء في أكواب نحاسية له فوائد مذهلة حقاً ؟ تقول أحدث الإدعاءات الصحية أن شرب الماء من كوب نحاس يعزز الصحة العامة للإنسان من خلال تقليل الالتهاب ، و تعزيز عمل الدماغ ، والمساهمة في إنقاص الوزن ، وإبطاء الشيخوخة ، ومحاربة السرطان ، و العمل كمضاد للميكروبات. فهل هذا يعني أنه يجب علينا استبدال الأكواب الزجاجية بأكواب نحاسية ؟ هل من الممكن حتى أن الشرب في نوع معين من الأكواب يمكنه فعل أي شيء أم أن هذه مجرد أحدث بدعة صحية؟   النحاس مفيد و لكن ... النحاس هو عنصر هام يساهم في عمل وظائف الدماغ ، ولكن هذا لا يعني أن الشرب في كوب من النحاس سيكون له نفس الفوائد !  الدكتور مايكل لينش ، المدير الطبي لمركز سموم بيتسبرغ ، وأستاذ مساعد في قسم طب الطوارئ في كلية الطب بجامعة بيتسبرغ يقول حول هذا الأمر : 'إن تناول الماء في كوب من النحاس ليس أمرا صحياً أو غير صحي ، لا أعتقد أنه ضار لكنه ليس سحرياً أيضاً'.  لورين بليك ، وهي اختصاصية تغذية مسجلة في مركز ولاية ويسنر الطبي في ولاية أوهايو. ترى أنه لا توجد دراسات تشير إلى أن الشرب في كوب من النحاس يساعد على فقدان الوزن ، ويحسن وظا...