وسائط نقل البيانات قبل حتى يتم نقل البيانات من حاسب آلى إلى آخر يجب حتىقد يكون هناك طريق أووسط اتصال بينهما. يتم نقل البيانات عن طريق تمثيلها بواسطة تيار كهربائي ( Electric currents) أوموجات كهرومغناطيسية (Electromagnetic waves) مثل موجات الراديووموجات الميكروويف والموجات الضوئية.

تعريف

وسائط الاتصال تعبير عن طريق مادي تنتقل الإشارة الكهربائية أوالكهرومغناطيسية أوالضوئية من خلاله.

أنواع وسائط الاتصال

هناك نوعان من وسائط الاتصال هما ما يلي :

• وسط الاتصال المبني على سلك من النحاس أوعلى ألياف بصرية
• وسط الاتصال اللاسلكي

وسائط نقل البيانات المبنية على كابل

سيتم شرح الخصائص الفيزيائية ومميزات وعيوب جميع من وسائط نقل البيانات التالية:

• منقطة الأزواج الملتوية أوالمجدولة.
• الكابل المحوري.
• الألياف البصرية.

كيبل الزوج الملتوي أوالمجدول

تتكون هذه الأسلاك من سلكين معزولين من النحاس ملفوف أومجدول جميع واحد منهما على الآخر الصورة التالية يوضح هذا النوع من الكيابل حيث يحتوي على ثمانية أسلاك منفصلة مرتبة في أربعة أزواج. يعتبر هذا النوع من أقدم وأشهر وسائط الاتصال المستخدمة لنقل البيانات. هناك نوعان منه :

السلك المجدول غير المدرع

من أشهر الكيابل حيث يتم استخدامه في نظام الهاتف. معظم المنازل والمباني التجارية تستخدم هذا النوع من الكيابل. يتكون من عدد الأزواج المجدولة المغلفة بمادة بلاستيكية تجمع عدد من الأزواج المجدولة مع بعضها وبألوان مختلفة ومن ثم يتم تغطيتها بمادة بلاستيكية لتمثل كيبلا واحد. الصورة التالية توضح هذا النوع من الكابلات

وهناك خمسة فئات من هذا النوع من الأسلاك تم تصنيفها بواسطة منظمة EIA تختلف فيما بينهما بكمية المادة العازلة وعدد اللفات بالقدم الواحد. هما هومشروح في الجدول التالي، هذه الفئات هي:

الفئة 1

يعهد بالكيبل المجدول غير المحمي التقليدي والذي يستخدم فيها نظام الهاتف لإرسال الصوت فقط ولا يستخدم لنقل البيانات. معظم الكابلات المجدولة غير المحمية قبل عام 1983 تعتبر من هذه الفئة.

الفئة2

يستخدم لإرسال البيانات بسرعة أربعة ميجابت بالثانية. مكون من اربعة ازواج UTP.

الفئة 3

يستخدم لإرسال البيانات بسرعةعشرة ميجابت بالثانية. ويستخدم اربعة ازواج من UTP هناك ثلاث لفات أوجدلات بالقدم الواحد.

الفئة 4

يدعم سرعة تصل إلى 16 ميغا بت بالثانية. ويستخدم أربعة أزواج من UTP.

الفئة 5

يدعم سرعة تصل إلى 100 ميغابت بالثانية. ويستخدم اربعة ازواج من UTP.

الفئة 5e

يستخدم لإرسال البيانات بسرعة 1000 ميجابت بالثانية ( 1 جيجابت بالثانية). مكون من اربعة ازواج UTP. يتم توصيل هذه الأسلاك باستخدام افياش connectors)) من نوع RJ-45 (أربعة أزواج أي ثمانية كيابل) وهي شبيهة بـ RJ-11 ولا يمكن حتى تدخل في فيش التلفون.

مميزاته

رخيص الثمن وسهل الهجريب ويعتبر من أكثر أنواع وسائط استقرارا في التصنيع حيث ينتج بكميات هائلة.

عيوبه

1. لا يدعم السرعات العالية فوق 100 ميغابت بالثانية.
2. تعاني الإشارة التي تمر عبر السلك من النحاس لمسافة طويلة من ظاهره طبيعية تسمى الاضمحلال يعني ضعف الإشارة الكهربائية عندما تنتقل لمسافات طويلة داخل كابل مصنوع من مادة النحاس. لذا لا يستخدم هذا النوع من الاسلاك الا لمسافات محدودة.
3. تعاني الإشارة التي تمر عبر سلك من النحاس من ظاهرة طبيعية اخرى تسمى التداخل الكهرومغناطيسي وهي ظاهرة طبيعية تحدث عند مرور أي تيار كهربائي داخل سلك من النحاس حيث يتكون مجال مغناطيسي حول السلك. هذا المجال المغناطيسي يتداخل مع مجال مغناطيسي آخر متكون من سلك نحاسي آخر. وبالتالي لا يستخدم هذا النوع من الكيابل في البيئات التي تعاني من شوشرة عالية، مثل بيئات المصانع.
4. يمكن التنصت عليه وسرقة المعلومات.

السلك المجدول المدرع

يتكون من عدد من الأزواج المجدولة المغلفة بمادة مدرعة ومن ثم بمادة بلاستيكية. تم اختراع هذا النوع لتخفيف ظاهرة التداخل الكهرومغناطيسي وبالتالي يمكن استعمال هذا النوع في البيئات التي تعاني من شوشرة عالية قامت شركتي APPLE وIBM بوضع مواصفات لهذا النوع من الكيابل حيث تستخدمانه في الشبكات المحلية الخاصة بهما ويتم توصيل هذه الأسلاك إلى الحاسب الآلي باستخدام افياش connectors)) خاصة من شركة IBM وشركة ابل.

مميزاته

يدعم سرعات اعلى من السلك المجدول غير المدرع حيث لا يتأثر كثيرا بظاهرة التداخل الكهرومغناطيسي.

عيوبه

1. اغلى ثمن من النوع الغير مدرع إضافة إلى صعوبة في الهجريب.
2. لا يدعم سرعات عالية مثل 500 ميغابت بالثانية الواحدة.
3. يمكن التنصت عليه وسرقة المعلومات.
4. يعاني من ظاهرة الاضمحلال (لأنه مبني من مادة النحاس ).
5. يعاني من ظاهرة التداخل المغناطيسي ولكن بصورة أقل بكثير من النوع الغير مدرع.

الكيبل المحوري

يتكون الكابل المحوري من موصلين من النحاس. الأول هوالمحور(core) والمكون من النحاس المغلف بطبقة عازلة من مادة البلاستيك. تحاط هذه الطبقة بالموصل الثاني وهوعلى شكل شبكة من النحاس أوالالمنيوم يشكل الكيبل الأرضي (a ground) ويعمل على توفير درع أوحماية للموصل الأول من الإشارات غير المرغوب فيها أومن ظاهره crosstalk. يجب حتىقد يكون هناك طبقة عازلة بين الموصلين إذا تلامس الموصلين أصبح هناك ما يعهد بظاهرة short circuit ,وبالتالي يفترض أن يفسد البيانات التي تم نقلها في الموصل الأول يحيط بالموصلين مادة قوية مصنوعة من مادة البلاستيك أومادة المطاط أومادة التفلون.

معايير الكيبل المحوري

هناك عدد من الأشكال للكيبل المحوري. جميع واحد منها مصمم لأغراض معينة وهي كما يلي:

• معيار RG-58
• معياري RG-8 وRG-11

الافياش المستخدمة في الكيبل المحوري

يستخدم المعيارين السابقين افياش تسمى BNC لربط أي منهما بكرت الشبكة الموجودة داخل الحاسب الالي. هناك عدد من الأنواع داخل عائلة BNC منها ما يلي :

• الفيش BNC يستخدم في نهاية الكابل المحوري.
• الفيش BNC-T يستخدم لربط كرت الشبكة.
• فيش Barrel BNC يستخدم لربط طابلين محوريين مع بعضهما.
• فيش BNC Terminator يستخدم لإغلاق نهاية الكابل المحوري.

مميزاته

• سهل الهجريب.
• يدعم سرعة إرسال أكبر من السلك المجدول( سرعة الإرسال المشهورة عليه هيعشرة ميغا بت بالثانية).
• يقاوم ظاهرة التداخل المغناطيسي أفضل من السلك المجدول.
• يمكن استخدامه لإرسال البيانات أوالصوت أوالصوت والصورة.
• يقاوم ظاهرة الاضمحلال افصل من السلك المجدول وبالتالي يمكن استخدامه لمسافة أكبر.

عيوبه

• يعاني من ظاهرة الاضمحلال ولكنه أقل من TP.
• يعاني من ظاهرة التداخل المغناطيسي ولكن بصورة أقل بكثير من UTP.
• يمكن التنصت عليه وسرقة البيانات.

الألياف البصرية

في هذا النوع من الكيابل يتم نقل البيانات فيه رقميا على شكل نبضات ضوئية وبالتالي ظاهرة الاضمحلال والتداخل الكهرومغناطيسي معدومة لعدم وجود تيار كهربائي هذه الخاصية لها تأثير كبير على عدم تأثر الألياف بالشوشرة وبعدم القدرة على التنصت على الكيبل وسرقة البيانات ويتكون الكيبل البشري من سلك مركزي مصنوع من الزجاج أوالبلاستيك موصل للضوء. محاط بطبقة كاسية من الزجاج تقوم بعكس الضوء داخل السلك وتمنعه من مغادرة السلك هناك غلاف بلاستيكي خارجي يحيط بالسلك المركزي والطبقة الكاسية يسير الضوء باتجاه واحد فقط وبالتالي يتم أيضا اريال البيانات باتجاه واحد فقط داخل الليف البصري يمكن استعمال الألياف البصرية لمسافات بعيدة لأنه لا يستخدم سلك نحاسي وبالتالي ظاهرة الاضمحلال تكون تقريبا معدومة

انواع الالياف البصرية

1. أحادي النمط.
2. متعدد النمط.

معايير الالياف البصرية

ومن أشهرها ما يلي:

• 8.3 ميكرون سلك مركزي \ 125 ميكرون طبقة كاسية يعمل بطريقة SM.
• 62.5 ميكرون سلك مركزي\ 125 ميكرون طبقة كاسية يعمل بطريقة MM( هذا النوع هوأكثر انتشار).
• 50 ميكرون سلك مركزي \125 ميكرون طبقة كاسية يعمل بطريقة MM
• 100 ميكرون سلك مركزي\ 140 ميكرون طبقة كاسية يعمل بطريقة MM.

مميزاته

• خفيف الوزن صغير الحجم.
• يدعم سرعة إرسال عالية جدا تعتمد اعتماد كلي على المسافة.
• مقاوم كبير لظاهرة الاضمحلال لأنه لا يستخدم السلك النحاسي وبالتالي يمكن استخدامه لمئات الكيلومترات.
• ظاهرة التداخل المغناطيسي تكاد تكون معدومة.
• لا يمكن التنصت عليه وسرقة المعلومات.

عيوبه

• غالي الثمن بالمقارنة بالأنواع الاخرى من وسائط الاتصال.
• قابل للبتر والثني والشد وبالتالي يحتاج إلى صيانة دورية.
• صعب الهجريب حيث يحتاج إلى أدوات خاصة.
• وسائط نقل البيانات اللاسلكية
• المايكرويف بنوعيه الأرضي والأقمار الصناعية.
• الأشعة دون الحمراء
• موجات الراديو

الميكروويف

يستخدم الميكروويف الموجات الكهرومغناطيسية لنقل الإشارات هناك نوعان من المايكرويف المايكرويف الأرضي والأقمار الصناعية كلاهما نفس التردد ولكن امكانيتهما متردده.

مميزات المايكرويف الارضي

• يدعم سرعات إرسال عالية.
• في حالات معينة قد يحدث استخدام المايكرويف الأرضي أرخص بكثير من استخدام كيبل مثل توصيل مبنيين داخل منطقة تجارية.
• يستطيع المرور بالمناطق النائية يصعب تمديد كيابل فيها.
• يمكن استخدامه في مناطق أومباني معزولة.

عيوبه

• صعوبة كبيرة في الهجريب.
• يحتاج تصريح للجهات المختصة لاستخدام التردد.
• يعاني من ظاهرة التداخل الكهرومغناطيسي.

مميزات الأقمار الصناعية

• يدعم سرعات عالية جدا.
• يمكن حتى تكون المحطة الارضية ثابتة أومتحركة وبالتالي يمكن نقلها لأي مكان.

عيوبه

• صعوبة كبيرة في الهجريب.
• تعتمد مقاومته لظاهرة الاضمحلال على تردد المستخدم وحجم الهوائي.
• يعاني من ظاهرة التداخل الكهرومغناطيسي.

مميزات الأشعة دون الحمراء

• يمكن الإرسال بسرعات عالية جداً ولكن التقنية الحالية محدودة بسرعة 16 ميغابت بالثانية
• لا يمكن التنصت على البيانات ولا سرقتها.

عيوبه

• تحتاج إلى إرسال بشكل خط مستقيم.
• تتأثر كثيراً بالظروف المحيطة بالبيئة.
• يعتمد تأثرها بظاهرة الاضمحلال
• لا يمكن الإرسال لمسافات بعيدة.

موجات الراديو

انواعه

• موجات مرخصة.
• موجات غير مرخصة.

أهم التحديات في الاتصالات اللاسلكية

1. إمكانية التنصت على الاتصالات اللاسلكية.
2. التشويش.
3. الفيروسات اللاسلكية.
4. التزييف أوالتنكر.

مراجع