books wired transmission channels

تعد قنوات الإرسال السلكية الوسيلة المادية للوصل بين طرفي الاتصال: المصدر والجهة المقصودة، وهي أقدم وسائل نقل المعلومات وأهمها. وتتألف قنوات الإرسال السلكية فيزيائياً من خطوط النقل transmission lines بأنواعها كافة وأشكالها المختلفة، وأبسط هذه الأنواع خط النقل الذي يتألف من سلكين ناقلين معزولين أحدهما عن الآخر ومتوازيين أو مجدولين.

تطبق الإشارة المراد نقلها عند بداية الخط فتنتشر فيه على شكل موجة جهد وموجة تيار كهربائيتين تتغير قيم محدديهما الرئيسين المطال والطور تبعاً لكل من المسافة والزمن. وتكون سرعة انتشار الموجتين مساوية تقريباً لسرعة الضوء، وتتعلق تغيرات محددات الإشارة المنقولة بالخواص العامة لخط النقل، التي تتحدد هي أيضاً بثوابته الأولية والثانوية.

تتوقف الثوابت الأولية لخط النقل على تركيبه الفيزيائي (المادة المصنوع منها وقطر الأسلاك المستخدمة والبعد بينها وأشكالها ونوع العازل المستخدم). وتتوقف ثوابته الثانوية على كل الثوابت الأولية وتردد العمل. ويبين الشكل 2 الدارة الكهربائية المكافئة لجزء من خط نقل طوله ΔX بدلالة ثوابته الأولية.

أما الثوابت الثانوية للخط فهي: الممانعة المميزة ZO وثابت الانتشار (γ).

ويعتمد حساب الثوابت الأولية على تطبيق نظريات التيار الكهربائي والحقول الكهرمغنطيسية. وتعطى هذه الثوابت في العادة من الصانع أو بجداول خاصة ضمن شروط محددة. ويلجأ في التطبيقات العملية إلى إجراء بعض التقريبات الحسابية مع مراعاة قيمة تردد العمل وأثره عند حساب الثوابت الأولية والثانوية مما يسمح بالحصول على علاقات بسيطة تعطي نتائج جيدة.

أما تصنيف خطوط النقل فيكون بحسب أشكالها واستخداماتها وأنواعها على النحو التالي:

الخطوط الهوائية: وهي من أقدم الخطوط المستخدمة لنقل المعلومات وتتألف من ناقلين نحاسيين عاريين ومثبتين بوساطة عوازل مناسبة على أعمدة خشبية أو حديدية أو أسمنتية، ويكون البعد بين كل عمودين متتاليين نحو 50 متراً وارتفاع مكان تثبيت النواقل على الأعمدة من 4 إلى 12متراً. وتستخدم هذه الخطوط لنقل القنوات الهاتفية المنضدة بالتقسيم الترددي FDM ذات السعات الصغيرة أو القنوات الهاتفية المفردة.

الكبلات الهاتفية: وهي خطوط نقل شفعية مفردة أو متعددة الأزواج مصنوعة من نواقل نحاسية معزول بعضها عن بعض بعازل مناسب وموجودة ضمن غلاف عازل خارجي وتختلف فيما بينها بحسب أسلوب جدلها، فتكون زوجية أو رباعية نجمية أو رباعية زوجية كما تختلف بحسب نوع العازل ورقياً كان أم من اللدائن المحقونة، أو بحسب نوع الشبكة فتكون شبكة بعيدة المدى أو متوسطة المدى أو كبلات مباشرة مع المشتركين.

الكبلات المحورية: وتتألف من ناقل نحاسي يخترق أنبوباً ناقلاً شبكياً أو أسطوانياً، ويفصل بينهما مادة عازلة مناسبة ويحيط بالأنبوب الخارجي كذلك عازل مناسب آخر. ويوجد نوعان رئيسان من الكبلات المحورية: الكبلات المرنة flexible coaxial cable والكبلات الصلبة solid coaxial cable أما من حيث عدد الأنابيب المستخدمة فيها فهناك الكبلات ذات الأنبوب الواحد، وهي أبسط أشكال الكبلات المحورية، والكبلات ذات الأنابيب المتعددة (ثنائية أو رباعية أو أكثر). كما قد يوجد ضمن الكبلات متعددة الأنابيب عدة أزواج من النواقل المعزول بعضها عن بعض تستخدم لأغراض خاصة أو لخدمة بعض خطوط الاتصال الفرعية على طول مسار الكبل الرئيسي.

الكبلات ذات الألياف الضوئية: fibre optic cables ظهرت هذه الكبلات نتيجة تزايد الحاجة إلى خطوط ذات سعات (عدد قنوات) كبيرة جداً، وارتفاع كلفة المواد الأولية، وثقل الكبلات التقليدية، وقد أمكن ذلك بفضل تطور علم الضوء ولاسيما الليزر واستخدام الألياف الزجاجية وسطاً لانتشار الأمواج الضوئية وتتميز هذه الكبلات بقدرتها على نقل كمية كبيرة من المعلومات في آن واحد، وقلة الضجيج بالموازنة مع الكبلات التقليدية إذ تختفي هنا مشاكل التداخل والإشعاع على طول الكبل ويختفي تأثير المجال الكهرمغنطيسي. ومن ميزاتها كذلك ضآلة التخامد الذي تتعرض له الموجة الضوئية الحاملة للمعلومات في أثناء النقل مما يسمح بزيادة المسافة بين المقويات، وكبر عرض المجال الذي قد يصل إلى بضع مئات من الميغاهرتز، إضافة إلى خفة الوزن والمرونة العالية.