1
اتصالات سلكية ولاسلكية / ارسال المعطيات الجزء الاول
« في: يناير 17, 2008, 07:02:22 مساءاً »إِرسال المعطيات data transmission هو نقل معلومات مرمزة encoded بأمانة بين مصدر source معلومات محدد ووجهة distination محددة. ويمكن أن تمثل المعلومات المرمزة أحرفاً هجائية أو أعداداً أو أشكالاً قد تنتج من ضغط مفتاح طرفية terminal أو صورة نص أو إِشارة كهربائية صادرة عن جهاز قياس.
وساعد تزايد استخدام الحواسيب في منظومات الاتصال كثيراً في معالجة المعلومات المرمّزة وفتح مجالات واسعة لتطبيقات إِرسال المعطيات ومنحها خاصية مميزة من باقي أشكال منظومات نقل المعطيات. لذلك تطورت وظيفة إِرسال المعطيات من الاتصال ما بين نهايتين، كما هو في منظومة البرق (التلغراف)، إِلى توفير الاتصال داخل منظومة حاسوب واحدة والاتصال ما بين عدة منظومات حواسيب لتشكل ما يسمى شبكات الحواسيب computer networks وأصبحت هذه الشبكات ضرورية لتقديم مختلف الخدمات المعلوماتية لمجالات متعددة منها الصناعية والعسكرية والمكتبية وغيره.
المفاهيم الأساسية لإِرسال المعطيات
كل مصدر للمعطيات يرمِّز المعطيات قبل إِرسالها. ويعالج أغلب تجهيزات مصدر المعطيات معلومات مرمزة ترميزاً ثنائياً binary coded كما هو في الحواسيب والطرفيات الذكية intelegent terminal . ويتطلب إِرسال المعطيات من الحاسوب إِلى أي طرفية ما أو بالعكس تبديل الترميز، ويشمل هذا الترميز ترميز مختلف الأحرف الهجائية والأرقام والأحرف الخاصة وأحرف التحكم في إِرسال المعطيات. وإِن أدنى وحدة لمعالجة المعلومات هي الرقم الثنائي binary digit ويطلق عليها اختصاراً كلمة «بت» (bit)، ويأخذ إِحدى القيمتين المنطقيتين (0) أو (1).
وتُرمّز المعطيات أو المعلومات قبل إِرسالها بتجميع عدد من الأرقام الثنائية لتكون رمزاً لحرف. ويطلق على مجموعة مؤلفة من ثمانية أرقام ثنائية اسم بايت BYTE. وثمة ترميزان شائعان لإِرسال المعطيات: الأول هو ترميز التبادل الثنائي الموسع المرمز عشرياً (EBCDIC) extended binary coded decimal interchange code ، وهو مؤلف من ثمانية أرقام ثنائية (8-bit) وبذلك يمكن أن يُحصل على 256 رمزاً ©. وقد وضعت شركة IBM هذا الترميز وطورته. أما الترميز الثاني فهو الترميز المعياري الأمريكي لتبادل المعلومات American standard code for information interchange (ASCII) وهو مؤلف من سبعة أرقام ثنائية (7-bit) وبذلك يتم الحصول على 128 رمزاً ©. ووضعت هذا الترميز وطورته مؤسسة المعايير الوطنية الأمريكية (ANSI) American National Standards Institute، فإِذا تطلبت نتائج المعالجة في حاسوب عملية طباعة على الطابعة الموصولة به، فإِن برامجه تقوم بتبديل ترميز المعطيات المراد طباعتها من الترميز الثنائي إِلى الترميز المعياري الأمريكي لتبادل المعلومات، ومن ثم يرسلها الحاسوب إِلى الطابعة التي تستقبل هذه المعطيات وتقوم بانتخاب الأحرف المطابقة لهذا الترميز لطباعتها.
أ- الإرسال المتوازي لمعطيات مرمزة بالترميز المعياري الأمريكي (ASCll)
ب- الإرسال التسلسلي لمعطيات مرمزة بالترميز المعياري الأمريكي (ASCll)
ويمكن أن يتم إِرسال المعطيات بإِحدى طريقتين: الطريقة الأولى هي إِرسال الأرقام الثنائية على التوازي Parallel- by- bit لترميز حرف دفعة واحدةويطلق أيضاً على هذه الطريقة تعبير الإِرسال التسلسلي للأحرف serial-by-character أي إِرسال ترميز حرف تلو ترميز حرف آخر.
أما الطريقة الثانية فهي إِرسال الأرقام الثنائية لترميز حرف تسلسلياً serial-by-bi]] أي إِرسال رقم ثنائي (نبضة) تلو رقم ثنائي آخر لترميز حرف واحد.
وأغلب منظومات إِرسال المعطيات هي من النوع التسلسلي وذلك لأن الإِرسال المتوازي يتطلب عدداً أكبر من أسلاك التوصيل مما يشكل عقبة فنية واقتصادية للتوصيل ما بين نقطتين متباعدتين.
منظومة اتصال تسلسلية
منظومة اتصال تسلسلية لإِرسال المعطيات ما بين (آ) و (ب). يتم إِرسال المعطيات على شكل قطار من النبضات الممثلة لترميز المعطيات. هذه النبضات تكون متساوية في مطالاتها ويحتل كل منها حيزاً زمنياً محدداً ومتساوياً مع باقي أزمنة النبضات الأخرى. وقناة الاتصال توفر الاتصال باتجاهين. أي يمكن أن يكون الحاسوب في لحظة ما مرسلاً للمعطيات وفي لحظة أخرى يكون مستقبلاً له، وينطبق هذا أيضاًَ على الطرفية الفاعلة. ويستخدم الوصل المباشر المبين في ما بين وحدات متقاربة فيما بينهم، (50) متر إِلى (1) كم في أحسن الأحوال، وهذا يعتمد على سرعة الإِرسال أو معدله من ناحية وعلى نوع الإِشارة الكهربائية الممثلة للنبضات (جهود أو تيار) من ناحية أخرى. وعندما تكون نقاط الاتصال بعيدة فيما بينه، ما بين أحياء أو مدن أو دول، تُستخدم خطوط أو قنوات الهاتف، وعبر مقاسم الهاتف، لتوفير قناة اتصال لإِرسال المعطيات.
منظومة إرسال معطيات
الوحدات والعناصر الأساسية المكونة لمنظومة اتصال، ويطلق عليها عادة اسم رابطة المعطيات data link. وتعد وحدات أو عناصر هذه المنظومة جزءاً أساسياً لا بد منه في مختلف منظومات إِرسال المعطيات، وهذه الوحدات هي الوحدات الثلاث الآتية. الأولى هي تجهيزات طرفية المعطيات data terminal equipment (DTE) وهي التجهيزات الطرفية التي تعالج المعطيات لتهيئتها لعمليات الاتصال. وقد تكون هذه التجهيزات حاسوباً أو طابعة أو طرفية فاعلة إِضافة إِلى مختلف التجهيزات التي توفر مستلزمات إِرسال المعطيات. وقد تكون بعض هذه التجهيزات في الوقت نفسه مصدراً للمعطيات أي مرسلاً لها data source ومستقبلاً لها data sink. فالحاسوب مثلاً يمكن أن يكون مصدراً أو مودعاً للمعطيات في حين تكون الطابعة مودعة أو مستقبلة للمعطيات فقط.
والثانية هي تجهيزات إِرسال المعطيات data communication equipment: وهي التجهيزات اللازمة لأقلمة إِشارة المعطيات، النبضية الرقمية، مع قناة الاتصال. من هذه التجهيزات المعدِّل/مزيل التعديل modilator /demodilator ويطلق عليه اختصاراً اسم موديم modem، وهو جهاز يقوم بتعديل النبضات على حامل مستمر لإِرسالها عبر قناة مستمرة (مثلاً خطوط الهاتف) وإِزالة التعديل عند الاستقبال.
أما الثالثة فهي قناة الاتصال: وهي أيُ وسيط نقل للإِشارات، وقد تكون سلكية مثل خطوط هاتف (شفع من الأسلاك) أو كبل محوري coaxial cable أو كبل من الألياف الضوئية fiber optic cable أو تكون قناة لاسلكية مثل قناة الترددات العالية أو قناة مكروية من خلال السواتل الصنعية.
التحكم في إِرسال المعطيات
تصنف تجهيزات طرفية المعطيات في نوعين: النوع الأول يكون مصدراً للمعطيات أو مستقبلاً له، مثلاً الحاسوب أو الطرفية الفاعلة. والنوع الثاني يكون مسؤولاً عن معالجة المعطيات. وقد يكون هذا الجزء متضمناً في تجهيزات النوع الأول أو يكون وحدة منفصلة بحد ذاته ويطلق عليه تعبير وحدة التحكم في الاتصال communication control unit (CCU) وأهم الوظائف التي ينفذها هذا النوع من التجهيزات هي: التحكم في الخط line control، أو قواعد الخط line protocol والتزامن synchronization، وترجمة الترميز code translation وكشف الأخطاء وتصحيحها وإِرسال الإِشارات واستقبالها.
ويمكن أن تأخذ وحدة التحكم في الاتصال أحد الأشكال التالية:
ـ وحدات مادية hardware units:
وهي ثابتة الوظائف وغير قابلة للبرمجة. ويتطلب أي تغيير في وظائفها تغييراً جذرياً لعناصرها المادية.
ـ وحدات مختلطة:
وهي مادية وقابلة للبرمجة. ويمكن تعديل وظائفها بتعديل جزئي بعناصرها المادية وبتعديل البرامج.
ـ وحدات مبرمجة بوجه كامل:
وهي تجهيزات يمكن تعديل وظائفها بتعديل البرامج من دون الحاجة إِلى تعديل عناصرها المادية.
وهناك تجهيزات أخرى توفر الاستخدام الأفضل لخطوط إِرسال المعطيات بالإِضافة إِلى توفير بعض وظائف التحكم في إِرسال المعطيات وأهمها: المنضِّدات multiplexers (MUX) والمركِّزات concentrators.
وحدات التحكم في إِرسال المعطيات المادية والمبرمجة:
وحدة التحكم في إرسال المعطيات
تتطلب معالجة المعطيات للإِرسال أداء وظائف متعددة. تشغل هذه المعالجة حيزاً كبيراً من زمن معالجة الحاسوب وقد تكون نسبتها 25٪ من زمن معالجة الحاسوب للمعلومات، وتختلف هذه النسبة بحسب عدد الطرفيات الموصولة إِلى الحاسوب. ولهذا فإِن استخدام وحدات متخصصة بالتحكم في إِرسال المعطيات يساعد الحاسوب على التحرر من أداء معالجة وظائف إِرسال المعطيات مما يؤدي إِلى زيادة مردوده
كانت تجهيزات وحدات التحكم في إِرسال المعطيات تبنى من دارات رقمية ذات تكامل صغير أو وسط. أما في الوقت الحاضر فقد أصبحت تجهيزاتها مبنية من دارات ذات تكامل واسع large scale integration (LSI) قابلة للبرمجة لأداء وظائف محدودة ويطلق عليها اسم معالج النهاية الأمامي front end processor (FEP) غير الفعال. ويتطلب بعض شبكات إِرسال المعطيات تحقيق وظائف كثيرة ومتغيرة بحسب نوع الشبكة. ويخصص في مثل هذه الحالات حاسوب يسمى معالج النهاية الأمامي (FEP) كما هو مبين في ومن أهم مميزات هذا النوع من الوحدات المرونة العالية الناتجة من إِمكانية تعديل كثير من وظائفها عن طريق برامج الاتصال الخاصة بها.
يتبع.............