يتم نقل المعلومات أو البيانات عبر الشبكة. نقل البيانات وأنواع الاتصالات. مفهوم الاتصال

خط الاتصاليتكون عمومًا من وسيط مادي يتم من خلاله إرسال إشارات المعلومات الكهربائية ومعدات نقل البيانات والمعدات الوسيطة. مرادف للمصطلح خط الاتصال(السطر) هو المصطلح وصلة(قناة).

يمكن أن تكون الوسيلة المادية لنقل البيانات عبارة عن كبل، أي مجموعة من الأسلاك والأغلفة العازلة والواقية وموصلات التوصيل، بالإضافة إلى الغلاف الجوي للأرض أو الفضاء الخارجي الذي تنتشر من خلاله الموجات الكهرومغناطيسية.

تنقسم خطوط الاتصال حسب وسيلة نقل البيانات إلى ما يلي:

§ سلكي (هوائي) ؛

§ الكابل (النحاس والألياف الضوئية)؛

§ القنوات الراديوية للاتصالات الأرضية والفضائية.

خطوط الاتصال السلكية (العلوية).هي أسلاك بدون أي تجديل عازل أو تدريعي، توضع بين أعمدة وتعلق في الهواء. تحمل خطوط الاتصال هذه تقليديًا إشارات الهاتف أو التلغراف، ولكن في غياب خيارات أخرى، تُستخدم هذه الخطوط أيضًا لنقل بيانات الكمبيوتر. إن مناعة السرعة والضوضاء لهذه الخطوط تترك الكثير مما هو مرغوب فيه. اليوم، يتم استبدال خطوط الاتصال السلكية بسرعة بخطوط الكابلات.

خطوط الكابلاتهي هياكل معقدة للغاية. يتكون الكابل من موصلات محاطة بعدة طبقات من العزل: الكهربائية والكهرومغناطيسية والميكانيكية وربما المناخية أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تجهيز الكابل بموصلات تتيح لك توصيل المعدات المختلفة به بسرعة. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الكابلات المستخدمة في شبكات الكمبيوتر: الكابلات النحاسية المزدوجة الملتوية، والكابلات النحاسية المحورية، وكابلات الألياف الضوئية.

يسمى زوج ملتوي من الأسلاك الزوج الملتويالزوج الملتوي موجود في نسخة محمية , عندما يتم لف زوج من الأسلاك النحاسية في درع عازل، وغير محمي , عندما يكون الغلاف العازل مفقودًا. يؤدي لف الأسلاك إلى تقليل تأثير التداخل الخارجي على الإشارات المفيدة المنقولة عبر الكابل.

كابل متحد المحورذو تصميم غير متماثل ويتكون من قلب نحاسي داخلي وجديلة، مفصولة عن القلب بطبقة عازلة. هناك عدة أنواع من الكابلات المحورية، تختلف في الخصائص ومجالات التطبيق - للشبكات المحلية، والشبكات واسعة النطاق، وتلفزيون الكابل، وما إلى ذلك.

كابل الألياف البصريةيتكون من ألياف رقيقة تنتقل من خلالها الإشارات الضوئية. هذا هو النوع الأعلى جودة من الكابلات - فهو يوفر نقل البيانات بسرعات عالية جدًا (تصل إلى 10 جيجابت/ثانية وأعلى) وأفضل من الأنواع الأخرى من وسائط النقل يحمي البيانات من التداخل الخارجي.

القنوات الإذاعية الأرضية والفضائيةيتم تشكيلها باستخدام جهاز إرسال واستقبال موجات الراديو. هناك عدد كبير من الأنواع المختلفة لقنوات الراديو، والتي تختلف في نطاق التردد المستخدم وفي نطاق القناة. توفر نطاقات الموجات القصيرة والمتوسطة والطويلة (KB وMW وLW)، والتي تسمى أيضًا نطاقات تعديل السعة (AM) استنادًا إلى نوع طريقة تعديل الإشارة المستخدمة فيها، اتصالات بعيدة المدى، ولكن بمعدل نقل بيانات منخفض. أسرع القنوات هي تلك التي تعمل على نطاقات الموجات القصيرة جدًا (VHF)، والتي تتميز بتعديل التردد، بالإضافة إلى نطاقات التردد الفائقة (موجات الميكروويف).

في نطاق الموجات الدقيقة (أعلى من 4 جيجا هرتز)، لم تعد الإشارات تنعكس بواسطة الغلاف الأيوني للأرض ويتطلب الاتصال المستقر رؤية مباشرة بين المرسل والمستقبل. ولذلك، يتم استخدام هذه الترددات إما عن طريق القنوات الفضائية أو قنوات الترحيل الراديوي، حيث يتم استيفاء هذا الشرط.

في شبكات الكمبيوتر اليوم، يتم استخدام جميع الأنواع الموصوفة تقريبًا من وسائط نقل البيانات المادية، ولكن أكثرها واعدة هي الألياف الضوئية. واليوم، تم بناء كل من العمود الفقري للشبكات الإقليمية الكبيرة وخطوط الاتصال عالية السرعة للشبكات المحلية عليها.

يعد الزوج الملتوي أيضًا وسيلة شائعة تتميز بنسبة ممتازة من الجودة إلى التكلفة وسهولة التثبيت. باستخدام الكابلات المزدوجة الملتوية، عادةً ما يتم توصيل المستخدمين النهائيين للشبكات على مسافات تصل إلى 100 متر من المركز. يتم استخدام القنوات الفضائية والاتصالات اللاسلكية في أغلب الأحيان في الحالات التي لا يمكن فيها استخدام اتصالات الكابل - على سبيل المثال، عندما تمر قناة عبر منطقة ذات كثافة سكانية منخفضة أو للتواصل مع مستخدم شبكة الهاتف المحمول.

حتى عند النظر في أبسط شبكة، والتي تتكون من جهازين فقط، يمكن للمرء أن يرى العديد من المشاكل الكامنة في أي شبكة كمبيوتر، بما في ذلك المشاكل المرتبطة بالنقل المادي للإشارات عبر خطوط الاتصال ، بدون حل يكون أي نوع من التواصل مستحيلاً.

في الحوسبة، يتم استخدامه لتمثيل البيانات. الكود الثنائي . داخل الكمبيوتر، تتوافق البيانات والأصفار كهربائية منفصلة إشارات. يسمى تمثيل البيانات كإشارات كهربائية أو بصرية بالتشفير . هناك طرق مختلفة لتشفير الأرقام الثنائية 1 و0، على سبيل المثال، محتمل طريقة تتوافق فيها مع مستوى جهد واحد وصفر مع مستوى آخر، أو نبض طريقة تستخدم فيها نبضات مختلفة أو نفس القطبية لتمثيل الأرقام.

يمكن استخدام أساليب مماثلة لتشفير البيانات ونقلها بين جهازي كمبيوتر عبر خطوط الاتصال. إلا أن خطوط الاتصال هذه تختلف في خصائصها الكهربائية عن تلك الموجودة داخل الكمبيوتر. الفرق الرئيسي بين خطوط الاتصال الخارجية والداخلية هو اطول بكثير وأيضًا لأنها تمر خارج حاوية محمية عبر مساحات غالبًا ما تكون عرضة لتداخل كهرومغناطيسي قوي. كل هذا يؤدي إلى تشويه أكبر بكثير للنبضات المستطيلة (على سبيل المثال، "تدحرج" الجبهات) مما هو موجود داخل الكمبيوتر. لذلك، للتعرف بشكل موثوق على النبضات عند الطرف المستقبل لخط الاتصال عند نقل البيانات داخل الكمبيوتر وخارجه، ليس من الممكن دائمًا استخدام نفس السرعات وطرق التشفير. على سبيل المثال، يتطلب الارتفاع البطيء لحافة النبضة بسبب الحمل السعوي العالي للخط نقل النبضات بسرعة أقل (بحيث لا تتداخل الحواف الأمامية والخلفية للنبضات المجاورة ويكون للنبض وقت للنمو حتى المستوى المطلوب).

المستخدمة في شبكات الكمبيوتر كل من الترميز المحتمل والنبضي للبيانات المنفصلة بالإضافة إلى طريقة محددة لتمثيل البيانات التي لا يتم استخدامها مطلقًا داخل الكمبيوتر - تعديل(تين. 3). أثناء التشكيل، يتم تمثيل المعلومات المنفصلة بإشارة جيبية للتردد يتم نقلها جيدًا عبر خط الاتصال الحالي.

يُستخدم التشفير المحتمل أو النبضي على قنوات عالية الجودة، ويُفضل التشكيل المعتمد على الموجات الجيبية عندما تُدخل القناة تشويهًا شديدًا في الإشارات المرسلة. يستخدم التعديل عادة في شبكات واسعة النطاق لنقل البيانات عبر وصلات الهاتف التناظرية، والتي تم تصميمها لنقل الصوت في شكل تناظري، وبالتالي فهي ليست مناسبة تمامًا لنقل النبض المباشر.

لتحويل البيانات من نوع إلى آخر، استخدم أجهزة المودم.شرط "مودم" - اختصار للمغير/المزيل. يتم تحويل الصفر الثنائي، على سبيل المثال، إلى إشارة منخفضة التردد، والواحد إلى إشارة عالية التردد. بمعنى آخر، من خلال تحويل البيانات، يقوم المودم بتعديل تردد الإشارة التناظرية (الشكل 4).

وتتأثر طريقة نقل الإشارة أيضًا بعدد الأسلاك الموجودة في خطوط الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر.

يمكن أن يتم نقل البيانات بالتوازي (الشكل 5) أو بالتتابع (الشكل 6).

لتقليل تكلفة خطوط الاتصال في الشبكات، فإنهم عادة ما يسعون إلى تقليل عدد الأسلاك ولهذا السبب لا يستخدمون النقل المتوازي لجميع البتات بايت واحد أو حتى عدة بايت، كما يتم ذلك داخل جهاز الكمبيوتر، ولكن بشكل تسلسلي ، نقل البيانات خطوة بخطوة، ويتطلب زوجًا واحدًا فقط من الأسلاك.

هناك أيضًا ثلاث طرق مختلفة تستخدم لتوصيل أجهزة الكمبيوتر والأجهزة، يشار إليها بثلاثة مصطلحات مختلفة. يحدث الاتصال: البسيط، نصف مزدوج والازدواج الكامل(الشكل 7 ).

يقال أن الاتصال البسيط يحدث عندما تتحرك البيانات في اتجاه واحد فقط. يسمح الاتصال أحادي الاتجاه للبيانات بالانتقال في كلا الاتجاهين، ولكن في أوقات مختلفة، وأخيرًا، يكون الاتصال مزدوج الاتجاه عندما تنتقل البيانات في كلا الاتجاهين في نفس الوقت.

أرز. 7. أمثلة على تدفقات البيانات.

مفهوم آخر مهم هو تبديل الاتصال.

تدعم أي شبكات اتصال طريقة ما لتبديل المشتركين فيما بينهم. يمكن أن يكون هؤلاء المشتركون عبارة عن أجهزة كمبيوتر بعيدة، أو شبكات محلية، أو أجهزة فاكس، أو مجرد محاورين يتواصلون باستخدام الهواتف. من المستحيل عمليا تزويد كل زوج من المشتركين المتفاعلين بخط اتصال مادي خاص بهم غير مبدل (أي اتصال دائم)، والذي يمكنهم "امتلاكه" حصريًا لفترة طويلة. لذلك، تستخدم أي شبكة دائمًا طريقة ما لتبديل المشتركين، مما يضمن توفر القنوات المادية الموجودة في وقت واحد لعدة جلسات اتصال بين مشتركي الشبكة.

يسمح تبديل الاتصال لأجهزة الشبكة بمشاركة نفس قناة الاتصال الفعلية بين العديد من الأجهزة. هناك طريقتان رئيسيتان لتبديل الاتصالات - تبديل الدوائر وتبديل الحزمة.

يؤدي تبديل الدائرة إلى إنشاء اتصال واحد مستمر بين جهازي شبكة. أثناء اتصال هذه الأجهزة، لا يمكن لأي جهاز آخر استخدام هذا الاتصال لنقل معلوماته الخاصة - فهو مجبر على الانتظار حتى يصبح الاتصال مجانيًا.

مثال بسيط لمفتاح الدائرة هو المفتاح A-B، والذي يستخدم لتوصيل جهازي كمبيوتر بطابعة واحدة. للسماح لأحد أجهزة الكمبيوتر بالطباعة، قم بتشغيل مفتاح التبديل، مما يؤدي إلى إنشاء اتصال مستمر بين الكمبيوتر والطابعة. يتم تشكيل اتصال من نقطة إلى نقطة . كما هو موضح في الصورة، يمكن لجهاز كمبيوتر واحد فقط الطباعة في نفس الوقت.

أرز. 6 تبديل الدوائر

تستخدم معظم الشبكات الحديثة، بما في ذلك الإنترنت تبديل الحزمة.تقوم برامج نقل البيانات على هذه الشبكات بتقسيم البيانات إلى أجزاء تسمى الحزم. في شبكة تبديل الحزم، يمكن أن تنتقل البيانات في وقت واحد في حزمة واحدة، أو في عدة حزم. ستصل البيانات إلى نفس الوجهة، على الرغم من أن المسارات التي سلكتها قد تكون مختلفة تمامًا.

لمقارنة نوعين من اتصالات الشبكة، لنفترض أننا قمنا بمقاطعة القناة في كل منهما. على سبيل المثال، عن طريق فصل الطابعة عن المدير في الشكل. 6 (من خلال تحريك مفتاح التبديل إلى الموضع B)، فإنك تجعل من المستحيل الطباعة. يتطلب اتصال تبديل الدائرة قناة اتصال مستمرة.

أرز. 7. تبديل الحزمة

على العكس من ذلك، يمكن للبيانات الموجودة في شبكة تبديل الحزم أن تنتقل بطرق مختلفة. ويمكن ملاحظة ذلك في التين. 7. لا تتبع البيانات بالضرورة مسارًا واحدًا على الطريق بين أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمنزلية؛ ولن يؤدي كسر إحدى القنوات إلى فقدان الاتصال - بل ستتخذ البيانات ببساطة مسارًا مختلفًا. تحتوي شبكات تبديل الحزم على العديد من المسارات البديلة للحزم.

تبديل الحزم هو أسلوب تبديل المشتركين الذي تم تصميمه خصيصًا للنقل الفعال لحركة مرور الكمبيوتر.

جوهر المشكلة هو الطبيعة النابضة لحركة المرور ، والتي يتم إنشاؤها بواسطة تطبيقات الشبكة النموذجية. على سبيل المثال، عند الوصول إلى خادم ملفات بعيد، يقوم المستخدم أولاً بعرض محتويات دليل ذلك الخادم، مما يؤدي إلى نقل كمية صغيرة من البيانات. ثم يقوم بعد ذلك بفتح الملف المطلوب في محرر نصوص، وهي عملية يمكن أن تؤدي إلى تبادل الكثير من البيانات، خاصة إذا كان الملف يحتوي على رسومات كبيرة. بعد عرض بضع صفحات من الملف، يعمل المستخدم معها محليًا لفترة من الوقت، الأمر الذي لا يتطلب أي نقل عبر الشبكة على الإطلاق، ثم يقوم بإرجاع نسخ معدلة من الصفحات إلى الخادم - مما يؤدي مرة أخرى إلى إنشاء نقل مكثف للشبكة.

يمكن أن يكون عامل تموج حركة المرور لمستخدم شبكة فردي، والذي يساوي نسبة متوسط ​​كثافة تبادل البيانات إلى الحد الأقصى الممكن، 1:50 أو 1:100. إذا قمنا خلال الجلسة الموصوفة بتنظيم تبديل القنوات بين كمبيوتر المستخدم والخادم، فستكون القناة خاملة في معظم الأوقات. وفي الوقت نفسه، سيتم استخدام إمكانيات التبديل الخاصة بالشبكة ولن تكون متاحة لمستخدمي الشبكة الآخرين.

عند حدوث تبديل الحزم، يتم تقسيم جميع الرسائل المرسلة بواسطة مستخدم الشبكة عند العقدة المصدر إلى أجزاء صغيرة نسبيًا تسمى الحزم. الرسالة عبارة عن جزء من البيانات مكتمل بشكل منطقي - طلب لنقل ملف، واستجابة لهذا الطلب تحتوي على الملف بأكمله، وما إلى ذلك.

يمكن أن تكون الرسائل بأي طول، بدءًا من بضعة بايتات وحتى العديد من الميجابايت. على العكس من ذلك، يمكن أن يكون للحزم أيضًا طول متغير، ولكن ضمن حدود ضيقة، على سبيل المثال من 46 إلى 1500 بايت. يتم تزويد كل حزمة برأس يحدد معلومات العنوان المطلوبة لتسليم الحزمة إلى العقدة الوجهة، بالإضافة إلى رقم الحزمة التي ستستخدمها العقدة الوجهة لتجميع الرسالة.

يتم نقل الحزم في الشبكة ككتل معلومات مستقلة. تستقبل محولات الشبكة الحزم من العقد النهائية، وتقوم، بناءً على معلومات العنوان، بإرسالها إلى بعضها البعض، وفي النهاية إلى العقدة الوجهة.

تختلف محولات شبكة الحزمة عن محولات الدائرة من حيث أنها تحتوي على ذاكرة عازلة داخلية لتخزين الحزم مؤقتًا إذا كان منفذ إخراج المحول مشغولاً بإرسال حزمة أخرى عند استلام الحزمة. في هذه الحالة، تظل الحزمة لبعض الوقت في قائمة انتظار الحزم في الذاكرة المؤقتة لمنفذ الإخراج، وعندما يصل دورها إليها، يتم نقلها إلى المحول التالي. يتيح لك نظام نقل البيانات هذا تسهيل تموجات حركة المرور على الروابط الأساسية بين المحولات وبالتالي استخدامها بالطريقة الأكثر فعالية لزيادة إنتاجية الشبكة ككل.

وفي الواقع، بالنسبة لزوجين من المشتركين، فإن الأكثر فعالية هو تزويدهما بالاستخدام الوحيد لقناة اتصال مبدلة، كما هو منصوص عليه في الشبكات بتبديل الدارات. وبهذه الطريقة، سيكون وقت التفاعل بين زوج من المشتركين في حده الأدنى، حيث سيتم نقل البيانات من مشترك إلى آخر دون تأخير.

تعمل شبكة تبديل الحزمة على إبطاء عملية الاتصال بين زوج معين من المشتركين. ومع ذلك، فإن الكمية الإجمالية لبيانات الكمبيوتر المرسلة بواسطة الشبكة لكل وحدة زمنية باستخدام تقنية تبديل الحزمة ستكون أعلى من استخدام تقنية تبديل الدائرة.

عادةً، وبالنظر إلى نفس سرعة الوصول، فإن شبكة تبديل الرزم تكون أرخص بمقدار 2-3 مرات من شبكة تبديل الدائرة، أي شبكة الهاتف العامة.

كل من هذه المخططات ( تبديل الدائرة الكهربية (تبديل الدائرة) أو تبديل الحزمة (تبديل الحزم)) له مزاياه وعيوبه، ولكن وفقًا للتوقعات طويلة المدى للعديد من الخبراء، فإن المستقبل ينتمي إلى تقنية تبديل الحزم، لأنها أكثر مرونة وعالمية.

تعد شبكات تبديل الدارات مناسبة تمامًا لتبديل البيانات بمعدل ثابت، حيث لا تكون وحدة التبديل بايتًا واحدًا أو حزمة من البيانات، ولكنها عبارة عن دفق بيانات متزامن طويل المدى بين مشتركين.

يمكن تقسيم كل من شبكات تبديل الرزم وشبكات تبديل الدوائر إلى فئتين على أساس آخر - شبكات ذات التبديل الديناميكيوالشبكات مع التبديل المستمر.

في الحالة الأولى، تسمح الشبكة بإنشاء اتصال بمبادرة من مستخدم الشبكة. يتم إجراء التبديل طوال مدة جلسة الاتصال، ثم (مرة أخرى بمبادرة من أحد المستخدمين المتفاعلين) ينقطع الاتصال. بشكل عام، يمكن لأي مستخدم للشبكة الاتصال بأي مستخدم آخر للشبكة. عادةً، تتراوح فترة الاتصال بين زوج من المستخدمين أثناء التبديل الديناميكي من عدة ثوانٍ إلى عدة ساعات وتنتهي عند تنفيذ مهمة معينة - نقل ملف، أو عرض صفحة نصية أو صورة، وما إلى ذلك.

وفي الحالة الثانية، لا توفر الشبكة للمستخدم الفرصة لإجراء التبديل الديناميكي مع مستخدم شبكة تعسفي آخر. بدلاً من ذلك، تسمح الشبكة لزوج من المستخدمين بطلب الاتصال لفترة ممتدة من الوقت. لا يتم إنشاء الاتصال بواسطة المستخدمين، بل بواسطة الموظفين الذين يقومون بصيانة الشبكة. عادة ما يتم قياس الوقت الذي يتم فيه إنشاء التبديل الدائم بعدة أشهر. غالبًا ما يُطلق على وضع التبديل الدائم في شبكات تبديل الدوائر اسم الخدمة مخلصأو القنوات المؤجرة.

ومن أمثلة الشبكات التي تدعم وضع التبديل الديناميكي شبكات الهاتف العامة والشبكات المحلية والإنترنت.

تدعم بعض أنواع الشبكات كلا وضعي التشغيل.

هناك مشكلة أخرى يجب حلها عند إرسال الإشارات وهي المشكلة المزامنة المتبادلة بين جهاز إرسال جهاز كمبيوتر واحد وجهاز استقبال جهاز آخر . عند تنظيم تفاعل الوحدات داخل الكمبيوتر، يتم حل هذه المشكلة بكل بساطة، لأنه في هذه الحالة تتم مزامنة جميع الوحدات من مولد ساعة مشترك. يمكن حل مشكلة التزامن عند الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر بطرق مختلفة، سواء عن طريق تبادل نبضات الساعة الخاصة عبر خط منفصل، أو عن طريق المزامنة الدورية مع رموز أو نبضات محددة مسبقًا ذات شكل مميز يختلف عن شكل نبضات البيانات.

الإرسال غير المتزامن والمتزامن.عند تبادل البيانات في الطبقة المادية، تكون وحدة المعلومات بت، وبالتالي فإن الطبقة المادية تحافظ دائمًا على تزامن البت بين جهاز الاستقبال والمرسل.

ومع ذلك، عندما تكون جودة خط الاتصال رديئة (ينطبق هذا عادة على قنوات الاتصال الهاتفي)، يتم تقديم وسائل مزامنة إضافية على مستوى البايت لتقليل تكلفة المعدات وزيادة موثوقية نقل البيانات.

ويسمى هذا الوضع من العمل غير متزامنأو بدء توقف.سبب آخر لاستخدام وضع التشغيل هذا هو وجود الأجهزة التي تولد بايتات من البيانات في أوقات عشوائية. هذه هي الطريقة التي تعمل بها لوحة مفاتيح الشاشة أو أي جهاز طرفي آخر، حيث يقوم الشخص بإدخال البيانات لمعالجتها بواسطة الكمبيوتر.

في الوضع غير المتزامن، يكون كل بايت من البيانات مصحوبًا بإشارات بدء وإيقاف خاصة. والغرض من هذه الإشارات هو، أولاً، إخطار المتلقي بوصول البيانات، وثانياً، إعطاء المتلقي الوقت الكافي لأداء بعض الوظائف المتعلقة بالمزامنة قبل وصول البايتة التالية.

يسمى الوضع الموصوف غير متزامن لأنه يمكن إزاحة كل بايت قليلاً في الوقت المناسب بالنسبة لساعات البت الخاصة بالبايت السابق

يتم حل مهمة التبادل الموثوق للإشارات الثنائية التي تمثلها الإشارات الكهرومغناطيسية المقابلة في شبكات الكمبيوتر بواسطة فئة معينة من المعدات. في الشبكات المحلية، هذه هي محولات الشبكة، وفي الشبكات العالمية هي معدات نقل البيانات، والتي تتضمن، على سبيل المثال، أجهزة المودم التي تمت مناقشتها أعلاه. يقوم هذا الجهاز بتشفير وفك تشفير كل بتة معلومات، ومزامنة إرسال الإشارات الكهرومغناطيسية عبر خطوط الاتصال، والتحقق من صحة الإرسال باستخدام المجموع الاختباري، ويمكنه إجراء العديد من العمليات الأخرى.

أسئلة التحكم:

3. ما هي خطوط الاتصال المستخدمة في شبكات الكمبيوتر؟

4. ما هي خطوط الاتصال الواعدة أكثر؟

5. كيف يتم نقل الإشارات الثنائية في الشبكة؟ ما هو التشكيل؟

6. ما هو المودم المستخدم؟

7. ما هو نقل البيانات التسلسلي والمتوازي؟

8. ما هو الاتصال البسيط ونصف المزدوج والاتصال المزدوج الكامل؟

9. ما هو تبديل الاتصال؟

10. ما الطريقتان الرئيسيتان لتبديل الاتصال؟

11. ما هو تبديل الحزم وما هي مميزاته؟

12. متى يكون من المناسب استخدام تبديل الدوائر؟

13. اشرح مفهومي نقل البيانات غير المتزامن والمتزامن؟

أهلاً بكم! سيكون هناك اليوم مقالة بيانية إلى حد ما تشرح كيفية نقل البيانات على الشبكات المحلية باستخدام بروتوكولات ذات مستويات مختلفة.

الحالة الأولي

لذا، أولاً لدينا تطبيق يحتاج إلى إرسال البيانات إلى تطبيق آخر. دع العقدة المصدر 1 ترغب في إرسال شيء ما إلى العقدة 2. عناوين IP هي 192.168.1.1 و.2، على التوالي. وبحسب الرسم البياني...

نقل الحزمة على مراحل

1. العقدة 1. (طبقة التطبيق) "أحتاج إلى نقل البيانات إلى 192.168.1.2 لكل منفذ 2099 ، موثوقية التسليم ليست مطلوبة!
2. العقدة 1. (طبقة النقل) "حسنًا، هذا سيفي بالغرض." UDPالبروتوكول، أعطني بياناتك هنا."
3. العقدة 1. (طبقة التطبيق) "ها أنت ذا!" " - بيانات سداسية عشرية عشوائية. (إضافي <данные> )
4. العقدة 1. (طبقة النقل) "عظيم. سأقوم بإرفاق رأس UDP لهم حتى لا تفقد الحزمة. سنسجل في الرأس بعض البيانات وأرقام المنافذ. أيهما مجاني؟ يو دي بي:42133! عظيم. وميناء الوجهة يو دي بي: 2099. وهذا هو العنوان الذي سنرفقه. نقوم بخفض الحزمة إلى مستوى الشبكة. (حقيبة بلاستيكية: [ <заголовок транспортного уровня> <данные> ]
5. العقدة 1. (طبقة الشبكة) "لقد استلمت الحزمة الخاصة بك، أين أرسلها؟ على IP:192.168.1.2؟ وسوف أقوم أيضًا بإرفاق معلومات مستوى الشبكة بهذا العنوان. حسنًا، عنوان IP العكسي الخاص بك: 192.168.1.1 وبعض المعلومات الأخرى منك... مرحبًا، طبقة الارتباط! هذه حزمة لك! [ <заголовок сетевого уровня> <заголовок транспортного уровня> <данные> ]
6. العقدة 1. (طبقة الارتباط) "Op-pa. حقيبة بلاستيكية. أين يتم التسليم؟ دعونا نلقي نظرة على العنوان... الضريبة، على 192.168.1.2. حسنًا... لا أتذكر عنوان MAC المرتبط بعنوان IP هذا، سأبحث في جدول تبديل أبريل... حسنًا. ليس لدي مثل هذا العنوان بعد. سوف نسأل البيئة. سنضع الحزمة جانبًا في الوقت الحالي."
7. (حزمة وقوف السيارات)
8. العقدة 1. (طبقة الارتباط) "مرحبًا الأربعاء! هل هناك أي شخص على الشبكة مع 192.168.1.2؟ الرد على جهاز MAC الخاص بي: 0001.43B7.623C! لدي حزمة بالنسبة لك! المستوى الجسدي، يرجى تمرير هذا!"
9. العقدة 1. (الطبقة المادية) يتم إرسال حزمة البث أعلاه إلى جميع المحطات (لعنوان FFFF.FFFF.FFFF)
   ستستقبل كل محطة في مجال البث هذه الحزمة وتتجاهلها إذا كان عنوان IP الخاص بها يختلف عن عنوان IP الموجود في هذه الحزمة. سوف تستجيب المحطة التي يتطابق عنوان IP الخاص بها مع العنوان المحدد بحزمة عداد.
10. يُحوّل. "لقد تلقيت إطارًا من المنفذ 1. أقوم بتحليل الوجهة. عن! إطار البث. سأرسلها إلى جميع المنافذ الأخرى باستثناء المنفذ الذي جاءت منه. فقط في حالة، سأتذكر أنني "في المنفذ الأول".
11. العقدة 3. (المادية) "لقد تلقيت إطار بث. القناة، أنا أنقل."
12. العقدة 3. (القناة) "تم الاستلام. يا شبكة! يطلبون IP 192.168.1.2، لكن عنواننا هو 192.168.1.3. نحن نتجاهل."
13. العقدة 2. (المادية) "لقد تلقيت إطار بث. قناة! أنا أنقلها إليك."
14. العقدة 2. (طبقة الارتباط) "فهمت! عن! هذا لي! المادية، أرسل برقية ما يلي: استمع، 0001.43B7.623C! هذا أنا! عنوان IP الخاص بي هو 192.168.1.2! تذكر رقم MAC 0004.9A41.0966 الخاص بي في جدول التبديل الخاص بك. ولا تنسى الحزمة!"
15. يُحوّل. "لقد تلقيت إطارًا من المنفذ 2. لـ MAC: 0001.43B7.623C. انطلاقا من الجدول، لدي على جانب المنفذ 1. سأقوم بنقل الإطار إلى هذا المنفذ. وفي الوقت نفسه، سأحفظ العنوان 0004.9A41.0966 كعنوان على جانب المنفذ 2، وسيكون مفيدًا.
16. العقدة 1. (طبقة الارتباط) "تم العثور على مالك العنوان 192.168.1.2. الآن سأقوم بإرفاق عنوان الوجهة بالحزمة، بالإضافة إلى جهاز MAC العكسي الخاص بي وإرساله إلى الطبقة المادية للإرسال. بدني! أمسك الحزمة!" [ <заголовок канального уровня> <заголовок сетевого уровня> <заголовок транспортного уровня> <данные> ]
17. العقدة 1. (الطبقة المادية) "حسنًا".
18. يُحوّل. "عفوًا، حصلت على إطار لـ MAC: 0004.9A41.0966. لدي على جانب المنفذ 2. سأرسل الإطار هناك.
19. العقدة 2. (الطبقة المادية) "الإطار المستلم. أقوم بالإرسال إلى مستوى الارتباط." [ <заголовок канального уровня> <заголовок сетевого уровня> <заголовок транспортного уровня> <данные> ]
20. العقدة 2. (القناة) "وهكذا، وصلت حزمة من 0001.43B7.623C. حقا بالنسبة لي. ويحتوي على بعض بيانات بروتوكول IP. هذا ليس موضوعي، سأزيل عنوان مستواي وأعطيه أعلى للشبكة."[ <заголовок сетевого уровня> <заголовок транспортного уровня> <данные> ]
21. العقدة 2. (الشبكة) "نوع من الحزم من IP 192.168.1.1، ويحتوي على بعض بيانات طبقة النقل. حزمة IP: 192.168.1.2، سأنقلها إلى الواجهة المناسبة، وأترك ​​لعمال النقل فرزها هناك. <заголовок транспортного уровня> <данные> ]
22. العقدة 2. (النقل) "وصلت حزمة من الشبكة، وهناك بيانات للمنفذ 2099، وبعض الخدمات معلقة، في انتظار الحزمة. تخطى ذلك!" [ <данные> ]
23. العقدة 2. (مطبق) "مرحى! البيانات بالنسبة لي!. شكرا لاهتمامكم ^_^"

سوف يعجبك أيضًا:

الحصول على حسابات المستخدمين على الشبكة المحلية

الإنترنت عبارة عن شبكة عالمية (عالمية)، تضم العديد من شبكات الكمبيوتر المستقلة المتصلة ببعضها البعض لتبادل المعلومات باستخدام بروتوكولات نقل البيانات المفتوحة القياسية. يتم استخدامه للاتصالات الإلكترونية وتبادل المعلومات.

يتم نقل البيانات على الإنترنت من خلال بروتوكولات الاتصال TCP/IP UDP/IP، والتي تحدد القواعد التي يتم من خلالها إجراء الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر بأنواعها المختلفة.

يمكن تقسيم جميع خدمات الإنترنت إلى فئتين: تبادل المعلومات بين المشتركين في الشبكة واستخدام قواعد بيانات الشبكة. تقريبًا جميع خدمات الشبكة مبنية على مبدأ خادم العميل. وبناءً على ذلك، يمكن أيضًا تقسيم برامج الشبكة إلى عميل وخادم. وفي هذه الحالة، يكون برنامج الخادم مسؤولاً عن تقديم خدمات الشبكة، ويكون برنامج العميل مسؤولاً عن إرسال الطلبات إلى الخادم واستقبال الردود منه.

بوابة الإنترنت(من البوابة الإنجليزية “المدخل الرئيسي؛ البوابة”) (أو البوابة، بوابة المعلومات) هو موقع يوفر لمستخدم الإنترنت خدمات تفاعلية متنوعة (خدمات الإنترنت) تعمل ضمن موقع واحد.
تعمل البوابات أيضًا كنقاط وصول إلى المعلومات الموجودة على الإنترنت أو المواقع التي تساعد المستخدمين في العثور على المعلومات التي يحتاجونها عبر الإنترنت. تقدم هذه البوابات معلومات من مصادر أو موضوعات مختلفة بطريقة متكاملة وتسمى أيضًا مواقع التنقل.
تؤدي جميع البوابات وظائف البحث وتوفر أيضًا خدمات الإنترنت، على سبيل المثال: البريد الإلكتروني وموجز الأخبار وما إلى ذلك.
تتمثل فكرة البوابة في إنشاء أو تقديم كتلة حرجة (أكبر) من خدمات الإنترنت التي يمكنها جذب هذا العدد من زوار المستخدمين بحيث يتم تجديدها وزيادتها باستمرار.

قصة

يتم تسهيل التطوير المكثف للبوابات من خلال عدد من المنتجات البرمجية (حلول البوابات) التي تتيح دمج المعلومات من مصادر مختلفة في مساحة واحدة. وتتعلق هذه القرارات على وجه الخصوص بما يلي:
– تقنية الدخول الموحد، عندما ينتقل المستخدم من قسم بالبوابة إلى قسم آخر دون إعادة التصريح؛
– تنظيم نقل البيانات بين التطبيقات المختلفة التي يستخدمها المستخدم أثناء العمل على البوابة؛
إلخ.

الموقع، الموقع- مجموعة من صفحات الويب المتاحة على شبكة الإنترنت، والتي يتم دمجها من حيث المحتوى والتنقل. ماديًا، يمكن استضافة موقع الويب على خادم واحد أو عدة خوادم.
يُطلق على الموقع أيضًا اسم عقدة الإنترنت، وهو جهاز كمبيوتر يتم تعيين عنوان IP فريد له، وبشكل عام، يتم تعيين أي كائن على الإنترنت يتم تعيين عنوان له على الشبكة (موقع FTP، موقع WWW، وما إلى ذلك) . مجموعة من موارد المعلومات المترابطة عبر الإنترنت المخصصة للعرض عبر شبكة الكمبيوتر باستخدام برامج خاصة - المتصفحات. يمكن أن يكون موقع الويب عبارة عن مجموعة من المستندات في شكل إلكتروني، أو خدمة عبر الإنترنت.

صفحة ويب ديناميكية– صفحة ويب قد يتغير محتواها.
في الإصدار الأصلي، حدث التنقل عبر النص التشعبي بين المستندات "الثابتة". ومع ذلك، مع مرور الوقت، تمت إضافة التفاعلية إلى صفحات الويب، وأصبحت هذه الصفحات تُعرف بالصفحات الديناميكية. قد يتم استبدال محتوى (محتوى) صفحة الويب هذه وفقًا لشروط و/أو إجراءات معينة.

هناك طريقتان لإنشاء صفحات ديناميكية:
– استخدام البرامج النصية التي تعمل في متصفح المستخدم (البرمجة النصية من جانب العميل) لتغيير محتوى الصفحة اعتمادًا على إجراءات معينة للمستخدم. لا يتطلب التغيير إعادة تحميل الصفحة بالكامل؛

– يتم نقل استخدام البرامج التي تعمل على الخادم (بالإنجليزية: server-side scripting) لتغيير محتوى الصفحة إلى متصفح المستخدم. قد تختلف المعلومات اعتمادًا على البيانات المرسلة في نموذج HTML والمعلمات الموجودة في عنوان URL ونوع المتصفح والتاريخ أو الوقت من اليوم وشروط أخرى.
يمكن وصف نتيجة استخدام أي تقنية بأنها صفحة ويب ديناميكية.
عادةً ما تستخدم الصفحات التي تم إنشاؤها وفقًا للخيار الأول لغات البرمجة النصية المستخدمة لـ Dynamic HTML (DHTML) - JavaScript أو ActionScript. يمكن استخدام تقنية الفلاش لإضافة تأثيرات الفيديو والأصوات والرسومات.
منذ عام 2005، بدأت تقنية AJAX تكتسب شعبية، مما يسمح بتسليم المعلومات من الخادم دون إعادة تحميل الصفحة.
يمكن للصفحات التي تم إنشاؤها وفقًا للخيار الثاني استخدام لغات البرمجة النصية مثل PHP وPerl وASP وJSP وغيرها.

نظام البحث– خدمة عبر الإنترنت توفر إمكانية البحث عن المعلومات في المواقع على الإنترنت، وكذلك (ربما) في مجموعات المناقشة وخوادم بروتوكول نقل الملفات.
تتم فهرسة المواقع في محركات البحث بواسطة روبوت البحث.
المعايير الرئيسية لجودة محرك البحث هي الملاءمة، واكتمال قاعدة البيانات، والنظر في مورفولوجيا اللغة.

بريد إلكتروني

البريد الإلكتروني (البريد الإلكتروني باللغة الإنجليزية، أو البريد الإلكتروني، اختصار للبريد الإلكتروني) هو خدمة شائعة على الإنترنت، مما يجعل من الممكن تبادل البيانات لأي محتوى (المستندات النصية، ملفات الصوت والفيديو، المحفوظات، البرامج).

غرض ووظائف البريد الإلكتروني

عن طريق البريد الإلكتروني، لا يمكنك إرسال الرسائل النصية فحسب، بل يمكنك أيضًا إرسال المستندات والرسومات والصوت وملفات الفيديو والبرامج وما إلى ذلك. يعد البريد الإلكتروني مفيدًا جدًا إذا لم يكن لديك إمكانية الوصول الكامل (عبر الإنترنت) إلى الإنترنت. يمكنك تلقي الخدمات من خدمات الشبكة الأخرى عبر البريد الإلكتروني.
البريد الإلكتروني هو خدمة نموذجية خارج الإنترنت. بعد إرسال رسالة، عادةً ما تكون بنص عادي، يستقبلها المستلم على جهاز الكمبيوتر الخاص به بعد فترة زمنية معينة، ويتعرف عليها في الوقت الذي يناسبه.
البريد الإلكتروني يشبه البريد العادي، وله نفس المزايا والعيوب. يتكون الخطاب العادي من مظروف يُشار إليه بعنوان المستلم وطوابع من مكاتب البريد على طول الطريق والمحتويات - الرسالة نفسها. يتكون البريد الإلكتروني من رؤوس تحتوي على معلومات رسمية (عن كاتب الرسالة، والمستلم، ومسار الرسالة)، والتي تعمل، نسبيًا، كمظروف، والمحتوى الفعلي للرسالة نفسها. عن طريق القياس مع خطاب عادي، باستخدام الطريقة المناسبة، يمكنك إضافة نوع آخر من المعلومات إلى الرسالة، على سبيل المثال، صورة، وما إلى ذلك. تماما مثل الرسالة العادية، يمكنك وضع توقيعك. قد لا تصل الرسالة العادية إلى المستلم أو تصل متأخرة، وينطبق الشيء نفسه على البريد الإلكتروني. تعتبر الرسائل العادية رخيصة جدًا، كما أن البريد الإلكتروني هو أرخص أشكال التواصل.
لذا فإن البريد الإلكتروني يكرر المزايا (البساطة، التكلفة المنخفضة، القدرة على إرسال معلومات غير نصية، القدرة على توقيع الرسالة وتشفيرها) والعيوب (وقت الإرسال غير المضمون، إمكانية الوصول لأطراف ثالثة أثناء الإرسال ، عدم التفاعل) للبريد العادي. ومع ذلك، لديهم أيضا اختلافات كبيرة. تعتمد تكلفة إرسال البريد العادي إلى حد كبير على المكان الذي سيتم تسليمه فيه وحجمه ونوعه. في البريد الإلكتروني إما لا يوجد مثل هذا الاعتماد، أو أنه ملحوظ تماما. يمكن تشفير الرسالة الإلكترونية وتوقيعها بشكل أكثر أمانًا وسهولة من الرسالة الورقية - بالنسبة للأخيرة، في الواقع، لا توجد وسائل تشفير مقبولة بشكل عام على الإطلاق. سرعة تسليم رسائل البريد الإلكتروني أعلى بكثير من الرسائل الورقية، والحد الأدنى لوقت العبور أقصر بما لا يقاس.
البريد الإلكتروني هو خدمة عالمية: العديد من الشبكات حول العالم، المبنية على مبادئ وبروتوكولات مختلفة تمامًا، يمكنها تبادل رسائل البريد الإلكتروني مع الإنترنت، وبالتالي الوصول إلى مواردها الأخرى. تحتوي جميع خدمات الإنترنت المستخدمة كخدمات وصول مباشر (عبر الإنترنت) تقريبًا على واجهة للبريد الإلكتروني. لذا فإن المستخدم، دون أن يتمكن من الوصول إلى المعلومات المخزنة على الإنترنت عبر الإنترنت، يمكنه الحصول على معظمها باستخدام البريد الإلكتروني الرخيص.
تعتمد سرعة تسليم رسائل البريد الإلكتروني على كيفية إرسالها. يستغرق مسار البريد الإلكتروني بين جهازين متصلين مباشرة بالإنترنت ثوانٍ، وتكون احتمالية فقدان الرسالة أو استبدالها ضئيلة. من ناحية أخرى، إذا كان المستخدم يستخدم تقنية PTN (نقل الملفات المتسلسل بواسطة العديد من أجهزة الكمبيوتر في سلسلة) لنقل البيانات وإرسال خطاب إلى بعض الشبكات الغريبة، فستستغرق الرسالة أولاً وقتًا طويلاً - أيام أو حتى أسابيع وثانيًا، ستكون هناك فرصة أكبر للضياع إذا انقطع الاتصال أثناء النقل على طول السلسلة، وثالثًا، يمكن استبداله في مكان ما على طول الطريق.

يعتمد عمل البريد الإلكتروني على مبدأ خادم العميل، وهو المعيار لمعظم خدمات الشبكة. لتبادل المراسلات مع خادم البريد، يجب أن يكون لديك برنامج عميل خاص. هناك العديد من برامج عملاء البريد الإلكتروني المختلفة، والتي قد تختلف في الوظائف والإمكانيات والواجهة الفردية، بما في ذلك تلك التي تعمل على الخادم في وضع الاتصال). ومع ذلك، فإن الميزات العامة هي نفسها في معظم الحزم. وتشمل هذه:
- إعداد النص؛
- استيراد ملفات التطبيق؛
- إرسال الرسالة؛
- عرض وحفظ المراسلات؛
- تدمير المراسلات؛
- إعداد الرد؛
- التعليق وإعادة توجيه المعلومات؛
- تصدير ملفات التطبيق.

وبفضل التقدم، حصلنا على العديد من الأجهزة والأدوات التي تجعل حياتنا أسهل، والتي تعمل من خلال اختراع تقنيات جديدة. لم يكن الاختراق في مجال الاتصالات يقتصر على نقل المعلومات عبر قناة لاسلكية فحسب، بل كان أيضًا مزامنة أنواع مختلفة من الأجهزة في حالة عدم وجود اتصال سلكي.

ما هو نقل البيانات لاسلكيا؟

الجواب على هذا السؤال بسيط: BPD هو نقل المعلومات من جهاز إلى آخر، والذي يقع على مسافة معينة، دون مشاركة اتصال سلكي.

بدأ استخدام تقنية نقل المعلومات الصوتية عبر قناة الراديو في نهاية القرن التاسع عشر. منذ ذلك الحين، ظهر عدد كبير من أنظمة الاتصالات الراديوية المستخدمة في إنتاج المعدات للمنزل أو المكتب أو المؤسسة.

هناك عدة طرق لمزامنة الأجهزة لنقل البيانات. يتم استخدام كل واحد منهم في منطقة معينة وله خصائص فردية. تختلف شبكات البيانات اللاسلكية في خصائصها، لذا فإن الحد الأدنى والحد الأقصى للمسافة بين الأجهزة، اعتمادًا على نوع تقنية نقل المعلومات، سيكون مختلفًا.

لمزامنة الأجهزة عبر قناة الراديو، يتم تثبيت محولات خاصة قادرة على إرسال واستقبال المعلومات. يمكننا هنا التحدث إما عن وحدة صغيرة مدمجة في هاتف ذكي أو عن قمر صناعي مداري. يمكن أن يكون جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال من أنواع مختلفة من الأجهزة. يتم الإرسال عبر قنوات ذات ترددات ونطاقات مختلفة. دعونا نتناول المزيد من التفاصيل حول تفاصيل تنفيذ أنواع مختلفة من المزامنة اللاسلكية.

تصنيف القنوات اللاسلكية

اعتمادا على طبيعة وسيلة النقل، يتم التمييز بين أربعة أنواع من نقل البيانات اللاسلكية.

قنوات الراديو الخلوية

يتم نقل البيانات لاسلكيا من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال. يولد جهاز الإرسال نبضة راديوية ذات تردد وسعة معينة، وينبعث الاهتزاز في الفضاء. يقوم جهاز الاستقبال بتصفية الإشارة ومعالجتها، وبعد ذلك يتم استخراج المعلومات الضرورية. يمتص الغلاف الجوي موجات الراديو جزئيًا، لذلك يمكن أن يتشوه هذا الاتصال بسبب الرطوبة العالية أو المطر. تعمل الاتصالات المتنقلة بدقة على أساس معايير الموجات الراديوية، وتختلف قنوات نقل البيانات اللاسلكية في سرعة نقل المعلومات ونطاق ترددات التشغيل. تشتمل فئة الترددات الراديوية لنقل البيانات على تقنية Bluetooth - وهي تقنية لتبادل البيانات لاسلكيًا بين الأجهزة. يتم استخدام البروتوكولات التالية في روسيا:

• جي إس إم. هذا هو نظام الاتصالات الخلوية العالمي. التردد - 900/1800 ميجا هرتز، الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات - 270 كيلوبت في الثانية.
• سى دى ام ايه. يوفر هذا المعيار أفضل جودة للاتصالات. تردد التشغيل - 450 ميجا هرتز.
• UMTS. لديها نطاقين تردد التشغيل: 1885-2012 ميغاهيرتز و2110-2200 ميغاهيرتز.

القنوات الفضائية

تتضمن طريقة نقل المعلومات هذه استخدام قمر صناعي مثبت عليه هوائي مزود بمعدات خاصة. تصل الإشارة من المشترك إلى أقرب محطة أرضية، ثم يتم إعادة توجيه الإشارة إلى القمر الصناعي. ومن هناك، يتم إرسال المعلومات إلى جهاز الاستقبال، وهو محطة أرضية أخرى. تُستخدم الاتصالات عبر الأقمار الصناعية لتوفير البث التلفزيوني والإذاعي. يمكنك استخدام هاتف يعمل بالأقمار الصناعية في أي نقطة بعيدة عن المحطات الخلوية.

قنوات الأشعة تحت الحمراء

يتم إنشاء الاتصال بين جهاز الاستقبال والمرسل، اللذين يقعان على مسافة قريبة من بعضهما البعض. تعمل هذه القناة لنقل البيانات لاسلكيًا باستخدام إشعاع LED. يمكن أن يكون الاتصال في اتجاهين أو البث.

قنوات الليزر

مبدأ التشغيل هو نفسه كما في الإصدار السابق، بدلاً من مصابيح LED، يتم استخدام شعاع الليزر فقط. يجب أن تكون الكائنات على مقربة من بعضها البعض.

تختلف وسائط نقل البيانات اللاسلكية في خصوصيتها. السمات المميزة الرئيسية هي النطاق ومجال التطبيق.

تقنيات ومعايير نقل البيانات لاسلكيا

تكنولوجيا المعلومات تتطور حاليا بوتيرة سريعة. يمكن الآن نقل المعلومات باستخدام موجات الراديو أو الأشعة تحت الحمراء أو إشعاع الليزر. تعد طريقة تبادل المعلومات هذه أكثر ملاءمة من نوع المزامنة السلكية. سيختلف نطاق العمل اعتمادًا على التكنولوجيا.

وهنا بعض الأمثلة:

• شبكات المناطق الشخصية (WPAN). يتم توصيل المعدات الطرفية باستخدام هذه المعايير. يعد استخدام أجهزة الماوس ولوحات المفاتيح اللاسلكية للكمبيوتر أكثر ملاءمة من نظيراتها السلكية. سرعة نقل البيانات لاسلكيًا عالية جدًا. تتيح لك الشبكات الشخصية تجهيز أنظمة المنزل الذكي ومزامنة الملحقات اللاسلكية مع الأدوات الذكية. من أمثلة التقنيات التي تعمل باستخدام شبكات المنطقة الشخصية Bluetooth وZigBee.
• تعتمد الشبكات المحلية (WLAN) على منتجات معايير 802.11. مصطلح Wi-Fi معروف الآن للجميع. في البداية، تم إعطاء هذا الاسم لمنتجات السلسلة القياسية 802.11، والآن يشير هذا المصطلح إلى منتجات أي معيار من هذه العائلة. تستطيع شبكات WLAN إنشاء نطاق تشغيل أكبر مقارنةً بشبكات WPAN، كما زاد مستوى الحماية أيضًا.
• شبكات المناطق الحضرية (WMAN). تعمل هذه الشبكات على نفس مبدأ شبكة Wi-Fi. السمة المميزة لنظام نقل البيانات اللاسلكي هذا هي تغطيته الأوسع للمناطق، حيث يمكن لعدد أكبر من أجهزة الاستقبال الاتصال بهذه الشبكة. WMAN هي نفس تقنية Wi Max، وهي تقنية توفر اتصالاً واسع النطاق.
• الشبكات العالمية (WWAN) - GPRS، EDGE، HSPA، LTE. يمكن أن تعمل الشبكات من هذا النوع على أساس نقل حزم البيانات أو من خلال تبديل الدوائر.

تحدد الاختلافات في الخصائص التقنية للشبكات نطاق تطبيقها. إذا نظرنا إلى الخصائص العامة للشبكات اللاسلكية، فيمكننا التمييز بين الفئات التالية:

• شبكات الشركات - تستخدم لربط الأشياء داخل شركة واحدة؛
• شبكات المشغلين - التي أنشأها مشغلو الاتصالات لتقديم الخدمات.

إذا نظرنا إلى بروتوكولات نقل البيانات لاسلكيًا، فيمكننا التمييز بين الفئات التالية:

1. IEEE 802.11a، b، n، g، y. عادةً ما يتم دمج هذه البروتوكولات تحت الاسم التسويقي الشائع Wi-Fi. تختلف البروتوكولات في نطاق الاتصال ونطاق تردد التشغيل وسرعة نقل البيانات.
2. إيي 802.15.1. وفي إطار المعيار، يتم نقل البيانات باستخدام تقنية البلوتوث.
3. إيي 802.15.4. معيار للمزامنة اللاسلكية باستخدام تقنية ZigBee.
4. إيي 802.16. معيار اتصالات ذو نطاق واسع. تشبه تقنية WiMax وظيفيًا تقنية LTE.

حاليًا، أكثر بروتوكولات نقل البيانات اللاسلكية شيوعًا هي 802.11 و802.15.1. تعمل تقنيات Wi-Fi وBluetooth على أساس هذه البروتوكولات.

بلوتوث

يمكن أن تكون نقطة الوصول، كما في حالة Wi-Fi، أي جهاز مزود بوحدة تحكم خاصة تشكل شبكة piconet حول نفسها. يمكن أن تشتمل شبكة piconet هذه على عدة أجهزة؛ إذا رغبت في ذلك، يمكن دمجها في جسور لنقل البيانات.

تحتوي بعض أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المحمولة بالفعل على وحدة تحكم Bluetooth مدمجة، إذا كانت هذه الوظيفة مفقودة، فسيتم استخدام محولات USB التي تتصل بالجهاز وتزوده بالقدرة على نقل البيانات لاسلكيا.

يستخدم البلوتوث ترددًا يبلغ 2.4 جيجا هرتز، بينما يكون استهلاك الطاقة منخفضًا قدر الإمكان. كان هذا المؤشر هو الذي سمح للتكنولوجيا باحتلال مكانتها في مجال تكنولوجيا المعلومات. يرجع انخفاض استهلاك الطاقة إلى انخفاض طاقة جهاز الإرسال وقصر المدى وانخفاض معدل نقل البيانات. على الرغم من ذلك، تبين أن هذه الخصائص كافية لتوصيل وتشغيل أنواع مختلفة من المعدات الطرفية. زودتنا تقنية Bluetooth بمجموعة واسعة من الملحقات اللاسلكية: سماعات الرأس ومكبرات الصوت وفأرة الكمبيوتر ولوحات المفاتيح وغير ذلك الكثير.

• 1st صنف. يمكن أن يصل نطاق المزامنة اللاسلكية إلى 100 متر، وعادة ما يتم استخدام الأجهزة من هذا النوع على نطاق صناعي.
• الصف الثاني. النطاق هو 10 أمتار، وأجهزة هذه الفئة هي الأكثر شيوعا. تقع معظم الملحقات اللاسلكية ضمن هذه الفئة.
• الصف 3RD. المدى - 1 متر. يتم تثبيت أجهزة الاستقبال هذه في وحدات تحكم الألعاب أو في بعض سماعات الرأس عندما لا يكون هناك أي معنى لتحريك جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال بعيدًا عن بعضهما البعض.

يعد نظام نقل البيانات اللاسلكي المعتمد على تقنية Bluetooth مناسبًا جدًا لتوصيل الأجهزة. تكلفة الرقائق منخفضة جدًا، لذا فإن تجهيز المعدات بوظيفة الاتصال اللاسلكي لا يؤثر بشكل كبير على الزيادة في سعرها.

واي فاي

جنبا إلى جنب مع تقنية Bluetooth، أصبحت تقنية Wi-Fi في كل مكان على قدم المساواة في مجال تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية. ومع ذلك، فإن شعبية لم يأت لها على الفور. بدأ تطوير تقنية الواي فاي في الثمانينات، ولكن تم تقديم النسخة النهائية فقط في عام 1997. قررت شركة Apple استخدام خيار جديد على أجهزة الكمبيوتر المحمولة الخاصة بها. هكذا ظهرت بطاقات الشبكة الأولى في iBook.

مبدأ تشغيل تقنية Wi-Fi هو كما يلي: شريحة مدمجة في الجهاز يمكنها توفير مزامنة لاسلكية موثوقة مع شريحة أخرى مماثلة. إذا كان هناك أكثر من جهازين، فستحتاج إلى استخدام نقطة وصول.

نقطة الوصول إلى Wi-Fi هي نظير لاسلكي لجهاز التوجيه الثابت. وعلى عكس الأخير، يتم الاتصال بدون أسلاك، عبر موجات الراديو. هذا يجعل من الممكن توصيل عدة أجهزة في وقت واحد. لا تنس أنه عند استخدام عدد كبير من الأجهزة، سيتم تقليل سرعة نقل البيانات بشكل كبير. لحماية البيانات، تتم حماية شبكات Wi-Fi عن طريق التشفير. وبدون إدخال كلمة مرور، لن تتمكن من الاتصال بمصدر البيانات هذا.

تم اعتماد أول معيار لتقنية Wi-Fi في عام 1997، لكنه لم ينتشر على نطاق واسع أبدًا لأن سرعة نقل البيانات كانت منخفضة جدًا. وفي وقت لاحق، ظهرت معايير 802.11a و802.11b. الأول أعطى سرعة نقل تبلغ 54 ميجا بايت / ثانية، لكنه عمل بتردد 5 جيجا هرتز، وهو أمر غير مسموح به في كل مكان. أما الخيار الثاني فيسمح للشبكات بنقل البيانات بسرعة قصوى تبلغ 11 ميجابايت/ثانية، وهو ما لم يكن كافياً. ثم ظهر معيار 802.11g. فهو يجمع بين مزايا الخيارات السابقة، حيث يوفر سرعة عالية إلى حد ما بتردد تشغيل يبلغ 2.4 جيجا هرتز. يشبه معيار 802.11y معيار 802.11g وله نطاق شبكة أطول (يصل إلى 5 كيلومترات في المساحة المفتوحة).

LTE

يعد هذا المعيار حاليًا هو الأكثر واعدة إلى جانب الشبكات العالمية الأخرى. يوفر النطاق العريض للأجهزة المحمولة أسرع سرعات نقل بيانات الحزمة اللاسلكية. فيما يتعلق بنطاق تردد التشغيل، كل شيء غامض. يعتبر معيار LTE مرنًا جدًا، حيث يمكن إنشاء الشبكات في نطاق التردد من 1.4 إلى 20 ميجاهرتز.

ويعتمد نطاق الشبكات على ارتفاع المحطة الأساسية ويمكن أن يصل إلى 100 كيلومتر. يتم توفير القدرة على الاتصال بالشبكات لعدد كبير من الأدوات الذكية: الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ووحدات تحكم الألعاب والأجهزة الأخرى التي تدعم هذا المعيار. يجب أن تحتوي الأجهزة على وحدة LTE مدمجة تعمل جنبًا إلى جنب مع معايير GSM و3G الحالية. في حالة فقدان اتصال LTE، سيتحول الجهاز إلى الوصول الحالي إلى شبكات 3G أو GSM دون مقاطعة الاتصال.

وفيما يتعلق بسرعة نقل البيانات، يمكن ملاحظة ما يلي: مقارنة بشبكات الجيل الثالث، فقد زادت عدة مرات ووصلت إلى 20 ميجابت/ثانية. إن إدخال عدد كبير من الأدوات المجهزة بوحدات LTE يضمن الطلب على هذه التكنولوجيا. ويجري الآن تركيب محطات قاعدية جديدة توفر الخدمات حتى للمستوطنات البعيدة عن المدن الكبرى.

دعونا نفكر في مبدأ تشغيل شبكات الجيل الرابع. يتم تنفيذ تقنية نقل البيانات بالحزم اللاسلكية باستخدام بروتوكول IP. من أجل مزامنة سريعة ومستقرة، يتم تشكيل كل من التردد والوقت المزدوج بين المحطة الأساسية والمحطة المتنقلة. نظرًا للعدد الكبير من مجموعات نطاقات التردد المقترنة، فإن الاتصال واسع النطاق للمشتركين ممكن.

أدى انتشار شبكات LTE إلى خفض تعريفات استخدام الاتصالات المتنقلة. يتيح النطاق الواسع للشبكة للمشغلين توفير المعدات باهظة الثمن.

أجهزة اتصالات البيانات

في حياتنا اليومية، نحن محاطون بأجهزة تعمل على أساس تقنيات نقل البيانات لاسلكيًا. علاوة على ذلك، يحتوي كل جهاز على عدة وحدات نشاط بمعايير مختلفة. مثال: يستخدم الهاتف الذكي الكلاسيكي شبكات GSM و3G وLTE لنقل البيانات الصوتية والحزم، وWi-Fi للوصول إلى الإنترنت عبر نقطة وصول، وBluetooth لمزامنة الجهاز مع الملحقات.

دعونا نلقي نظرة على أشهر أجهزة نقل البيانات اللاسلكية والتي أصبحت منتشرة على نطاق واسع:

1. موزع انترنت. هذا الجهاز قادر على توفير الوصول إلى الإنترنت لعدة أجهزة. تتم مزامنة الجهاز نفسه مع مصدر الإنترنت إما سلكيًا أو باستخدام بطاقة SIM من مشغل الشبكة الخلوية.
2. هاتف ذكي. أداة اتصال عالمية تتيح نقل المعلومات الصوتية وإرسال رسائل نصية قصيرة والوصول إلى الإنترنت والمزامنة مع الملحقات اللاسلكية أو السلكية.
3. حاسوب لوحي. من الناحية الوظيفية، يمكن أن يكون مطابقًا للهاتف الذكي. الميزة المميزة هي الشاشة الكبيرة، مما يجعل استخدام الأداة أكثر راحة لأنواع معينة من العمل.
4. كمبيوتر شخصي. جهاز ثابت متكامل مزود بنظام تشغيل مدمج يسمح لك بالعمل على شبكات الإنترنت، بما في ذلك الشبكات اللاسلكية. يتم عادةً نقل البيانات لاسلكيًا إلى جهاز كمبيوتر من نقطة الوصول عبر محول Wi-Fi متصل عبر موصل USB.
5. حاسوب محمول. نسخة أصغر من جهاز كمبيوتر شخصي. تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة على محول Bluetooth مدمج ووحدة Wi-Fi، مما يسمح لك بالمزامنة للوصول إلى الإنترنت، بالإضافة إلى توصيل الملحقات اللاسلكية دون محولات USB إضافية.
6. الملحقات اللاسلكية والأجهزة الطرفية. تتضمن هذه الفئة مكبرات الصوت اللاسلكية وسماعات الرأس وسماعات الرأس وأجهزة الماوس ولوحات المفاتيح وغيرها من الملحقات الشائعة التي تتصل بالأجهزة أو أجهزة الكمبيوتر.
7. التلفزيون أو التلفزيون الذكي. يشبه التلفزيون الذي يحتوي على نظام تشغيل من الناحية الوظيفية جهاز الكمبيوتر، لذا فإن وجود وحدات لاسلكية مدمجة يعد أمرًا ضروريًا.
8. لعبة وحدة. لتثبيت البرنامج، تحتوي هذه الأداة على اتصال لاسلكي بالإنترنت. تتم مزامنة وحدات التحكم في الألعاب مع الجهاز باستخدام تقنية Bluetooth.
9. المعدات اللاسلكية "المنزل الذكي". نظام معقد للغاية ومتعدد الأوجه يتم التحكم فيه لاسلكيًا. تم تجهيز جميع أجهزة الاستشعار وعناصر المعدات بوحدات خاصة لنقل الإشارات.

مع تحسن التقنيات اللاسلكية، يتم باستمرار استبدال الأجهزة القديمة بأجهزة جديدة أكثر كفاءة وعملية من الناحية الوظيفية. معدات نقل البيانات اللاسلكية تتغير وتتغير بسرعة.

آفاق استخدام الشبكات اللاسلكية

الاتجاه الحالي هو استبدال المعدات السلكية بخيارات لاسلكية أحدث. يعد هذا أكثر ملاءمة ليس فقط بسبب إمكانية تنقل الأجهزة، ولكن أيضًا من حيث سهولة الاستخدام.

إن إنتاج المعدات اللاسلكية سيجعل من الممكن ليس فقط إدخال أحدث الأنظمة في عالم أجهزة الاتصالات، ولكن أيضًا تجهيز سكن المواطن العادي في أي منطقة بأحدث التقنيات. وفي الوقت الحالي، لا يستطيع تحمل هذه التكاليف سوى الأشخاص ذوي الدخل المرتفع الذين يعيشون في المدن الكبرى.

في مجال الاتصالات الراديوية اللاسلكية، يتم إجراء بحث مستمر، والنتيجة هي تقنيات مبتكرة تختلف عن سابقاتها في زيادة إنتاجيتها وتقليل استهلاك الطاقة والتطبيق العملي للاستخدام. نتيجة هذا البحث هو ظهور معدات جديدة. يهتم المصنعون دائمًا بإنتاج المنتجات التي تتوافق مع التقنيات المبتكرة.

ومن شأن نقاط الوصول الأكثر إنتاجية والمحطات الأساسية القوية أن تعمل على تمكين انتشار التكنولوجيات الجديدة في المؤسسات الكبيرة. يمكن التحكم في المعدات عن بعد. وفي مجال التعليم، يمكن للتقنيات اللاسلكية أن تسهل عملية التعلم والتحكم. بدأت بعض المدارس بالفعل في تنفيذ عملية التعليم المتنقل. وهو يتألف من التعلم عن بعد عبر اتصال الفيديو عبر الإنترنت. الأمثلة المذكورة ليست سوى الخطوة الأولى في انتقال تطور المجتمع إلى مرحلة جديدة، والتي سيتم بناؤها على أساس التقنيات اللاسلكية.

فوائد المزامنة اللاسلكية

إذا قمت بمقارنة نقل البيانات السلكية واللاسلكية، يمكنك التعرف على العديد من المزايا لهذا الأخير:

• الأسلاك لا تتداخل.
• سرعة نقل بيانات عالية
• التطبيق العملي وسرعة الاتصال.
• تنقل استخدام المعدات؛
• يتم استبعاد تآكل أو كسر الاتصالات؛
• من الممكن استخدام العديد من خيارات الاتصال اللاسلكي في جهاز واحد؛
• القدرة على توصيل عدة أجهزة بنقطة وصول إلى الإنترنت في وقت واحد.

وإلى جانب هذا، هناك بعض العيوب:

• يمكن للإشعاع الصادر عن عدد كبير من الأجهزة أن يؤثر سلبًا على صحة الإنسان؛
• عند وجود أجهزة لاسلكية مختلفة بالقرب من بعضها البعض، هناك احتمال حدوث تداخل وفشل الاتصال.

أسباب الاستخدام الواسع النطاق للشبكات اللاسلكية واضحة. يحتاج كل فرد عادي في المجتمع الحديث إلى البقاء على اتصال في جميع الأوقات.

أخيراً

أتاحت التقنيات اللاسلكية الفرصة لإدخال معدات الاتصالات على نطاق واسع، والتي تستخدم على نطاق واسع في جميع دول العالم. تمنحنا التحسينات المستمرة والاكتشافات الجديدة في مجال الاتصالات اللاسلكية مستوى متزايدًا من الراحة، كما أصبح تحسين المنزل بمساعدة الأجهزة المبتكرة في متناول معظم الناس.

إذا كنت تريد أن تفهم كيف يعمل الإنترنت، عليك أن تفهم ما هو. الإنترنت هي مجرد شبكة بيانات. ليس من قبيل الصدفة أن اسمها الثاني هو عبارة "الشبكة العالمية". إنها مجموعة من البرامج والأجهزة المتصلة عبر قنوات الاتصال.

تتضمن الأجهزة العميل والخادم ومعدات الشبكة. والغرض منها هو نقل البيانات، والتي يمكن أن تكون أي معلومات على الإطلاق بدءًا من النص العادي وحتى الفيديو الطويل.

العميل يعني جهاز كمبيوتر شخصي أو كمبيوتر محمول أو هاتف أو أي جهاز آخر قادر على إرسال طلبات الحصول على معلومات من الشبكة وتلقي الردود عليها وعرضها في شكل يمكن الوصول إليه. يشير الخادم إلى المكان الذي يتم فيه تخزين المعلومات. وهي قواعد البيانات التي تستجيب لطلبات العميل وتنقل له ما يهتم به. معدات الشبكة هي قناة تربط بين الخادم والعميل.

كيف يتم نقل المعلومات

إذا نظرنا إلى جوهر الشبكة العالمية بشكل تخطيطي، فسوف يبدو هكذا. يرسل العميل طلبًا للحصول على معلومات إلى الخادم. يتم إرسال هذا الطلب للمعالجة عبر أجهزة الشبكة إلى الخادم. عند الاستلام، سيقوم الخادم بإنشاء إجابة على السؤال وإرسالها مرة أخرى عبر معدات الشبكة إلى العميل. يؤدي هذا إلى إنشاء مخطط للتفاعل بين العميل والخادم. لكي يعمل هذا المخطط بسلاسة، يجب أن يكون الخادم يعمل على مدار الساعة، وإلا فلن يكون من الممكن الوصول إلى المعلومات المخزنة بحوزته.

كيف تعمل معدات الشبكة

لكي يتفاعل العميل والخادم مع بعضهما البعض، يتم استخدام معدات الشبكة: أجهزة المودم وأجهزة التوجيه والمحولات وقنوات الاتصال.

يعمل المودم عن طريق معالجة المعلومات من الشكل الرقمي إلى إشارات تناظرية وبالعكس، ثم ينقلها بعد ذلك عبر قنوات الاتصال الضوئية.

تعمل أجهزة التوجيه عن طريق تخزين "جدول التوجيه" الذي يحتوي على حزم لنقل البيانات والعناوين المقابلة لها.

ينقل المحول المعلومات بين الأجهزة المتصلة به مباشرة عبر مسافة قصيرة باستخدام كابل خاص. كقاعدة عامة، يتم استخدام المحولات لإنشاء شبكات محلية، لذلك يتم استخدام أجهزة المودم وأجهزة التوجيه للعمل على الإنترنت.