االتصاالت قنواتCommunications

channels حسن محمد المهندسسنان تقديم

االلكترونيات عالم في قصيرة نبذةاألولى المرحلة

الثانية المرحلةالموصالت أشباه مرحلة

P N دايو د

ترانزس تور

P N P

الثالثة المرحلةالرقمية الدوائر

الرقمية األنظمةالعشري decimalالنظام

حياتنا في بها نتعامل التي األرقام من يتكونالعشري بالنظام هي وهذه 6 5 4 3 2 1اليومية

بالشكل التي األرقام أما العربية األرقام 2 1هيالهندية . 6 5 4 3 األرقام هي

الثنائي فقط binaryالنظام رقمين من يتكون[ 1[ ]0هما ]

إلى العشري النظام من األرقام تحويل ويتمالحاسوب في الثنائي

101(2) = 5(10الرقم )6 111 = 7الرقم مثال

االتصاالت قناة

. عليه المعلومات تنتقل طريق يربط فيزيائي سلك االتصال قناة تكون أن يمكن

المتصلة ( . Communicating devices)الوسائل مشعة طاقة االتصال قناة تكون أن يمكن

فيزيائي . وجود لها ليس ليزرية أو راديويةلها االتصال قناة خالل ترسل التي المعلومات

المعلومات . فيه تتشكل حيث مصدرالمعلومات . إليه ترسل وهدف

من تنشأ واحد المعلومات مصدر هناك يكون أن يمكن هدف ولكن من أكثر

على باالعتمادالقناة إلى مربوطة تكون التي المحطات عدد

االتصال قنوات في المعلومات تمثيل يتمتشكل بالتالي والتي فردية ببتات الرقمية

رسالة البتات وحدات من عدد من تتكونmulti bits . هو البايت فالبايت الرسالة لتجميع مثال هو

بتات 8تجمع فريمات الى يصنف الرسالة بتات تج6مع

(frames )أعلى . بمستوى رسالة وحدة الى أو

االتصاالت قنوات أنواعهو مصدر هو الهدفو transmitter المرسلالرسالة

receiver المستلم

واحد باتجاه الراديو simplexاإلرسال محطةمن simplexتعتبر تستلم وال المستمع الى اإلشارة ترسل ألنها

المستمع .

half – duplex channelقناة تمشي الرسالة قناة اتجاهين هي الوقت ولكن في نفس في ليس

احد األمنية األجهزة في يستخدم الذي االتصال جهاز ذلك مثالينصت واآلخر يتكلم فيتكلم pauseالطرفين األول ينتهي أن الى

بالتناوب المحادثة تكون وهكذا الثاني

نوع االتصال full – duplex channelقناةنوع قناة هي بالحقيقة والعملية الطرفين بين الرسائل تبادل يتم

half – duplex لالستالم . 2عدد وقناة لإلرسال قناةالطرفان يتكلم العادي بالتلفون اثنان يتكلم عندما يحدث كما 6 تماما

الوقت . بنفس

المتوالية serialاالتصاالتcommunications

كونها رغم 6 جدا طويلة تكون الرقمية الرسائل أكثرنفس في البتات نقل وعملية البتات من عدد

اقتصادية وال سهلة عملية ليست الوقتوترسل صغيرة أجزاء إلى الرسالة تقسم لذلك

بالتتابعللبيات المتوالي bit- serial transmissionاإلرسال

خالل مرة كل واحد بت الرسالة بإرسال يقومالرسالة القناة من جزء يمثل بت ذلك وكل بعد

الهدف عند تجميعها يتم المفردة البتات هذهالرسالة إلنشاء

الضروري من يكون واحدة قناة لدينا يكون عندماالمتوالي اإلرسال bit serialاستخدام

transmission ويسمىSerial transmission

استخدمنا نرسل قنوات 8إذا أن بتات 8فيمكننامرة كل في

العملية ولكن متوازي إرسال لدينا وسيتشكلإلى وسنحتاج . 8مكلفة قنوات

استخدام في مالئمة الطريقة هذه تكون أن يمكنتكون عندما المتوازية قصيرة القنوات . المسافة

قديمة ذلك مثال طابعة إدخال واجهة استخدام centronicsنوع

. serial byteتستخدم

في الطابع ة

اإلرسال سرعة baud rateنسبةترسل عندما اإلشارة إرسال نسبة إلى تشير

بـ وتحسب قناة خالل الكهربائية المعلومات المقاطعثانية . electrical transitions per secondلكل

القناة التي كفاءة المفيدة المعلومات بتات عدد هوتنظيم . تتضمن ال وهي القناة خالل إرسالها تم

تضاف سوف التي الخطأ كشف وبتات الفريماتالرسالة . إرسال قبل المعلومات بتات إلى

البتات بنسبة تحدد القناة في المعلومات نسبةمن تقاسكفاءة أكثر البروتوكول بكفاءة القناة

الرقمية المادية األجزاء اعتبارات

البروتوكولوعملية الرسالة في البتات عدد كم بتعريف يقوم

الرسالة في البتات وبتات formatting bitsتنظيمالتي المعلومات وبقية تضاف التي الخطأ كشف

المادية . األجزاء على السيطرة تحكممابين تبادل واعتمادية هناك القناة كفاءة

أكبر البروتوكوالت تجهز البروتوكوالت أن حيثخطأ كشف بإضافة الضوضاء ضد حصانة

تصحيح . وكودات

المتزامن غير Asynchronous vsاإلرسالالمتزامن Synchronous transmissionاإلرسال

6 دائما ليس توالي بشكل إرسالها يتم التي المعلوماتالقناة . خالل منتظمة بنسبة إرسالها يكون

الثنائية البيانات لبتات اندفاع هناك binary data bitولكنبتوقف متغيرة pauseتتبع توقفات المحتمل ومن

بالكامل . الرسالة إرسال يتم حتى الطولتكون المستلم متى يعرف أن المناسبة عليه اللحظةالقناة . لقراءة من المفردة الثنائية البتات

يعرف أن الرزم عليه تبدأ ما وكم متى المطلوب الزمنالبتات بين

أن نقول أن فيمكن معروف البتات بين التزامن يكون عندماالمرسل مع متزامن المستلم

يسبب سوف اإلرسال خالل التزامن احتواء في الفشلالمعلومات . في فقدان أو خسارة

الصحيح التزامن لضمانالصحيح التزامن لضمان يستخدمان أساسيتان تقنيتان هناك

تقوم – 1 تزامن ساعة إلى بإرسالاستخدام نبضاتالبث receiverالمستلم متجه يثبت أن عليه والمستلم

المعلومات قناة على تلك data channelالموجود فياللحظة .

الثانية النبضة تبدأ حتى ثانية مرة تقرأ ال المعلومات قناةللساعة .

وتزامن المرسل البيانات كال بتنظيم يقومالنبضات بذلك المستلم إخباره يتم عندما فقط القناة يقرأ

المرسل . قبل منحاضران . يكونان أن يجب والمستقبل المرسل

مذبذب المستلم ضمن يقوم oscillatorيوجدالجزء مع تتزامن داخلية زمن إشارة بتوليد

% . 100األمامي بروتوكوالت استخدام إرسال التواليعند يتم

من تتكون صغيرة رزم في 11 – 10البياناتو الرسالة 8بت منشأ من

المعلومات بالمنطق ]رزم إشارة [ 0تبدأ إلعطاءالمستلم إلى

بدأ . قد اإلرسال بأن

المستلم الفتح في للمزامن trigger bitبتالمطلوبة . الزمن نبضات بتوليد يقوم الداخلي

حيث البدء بت بإتباع الرسالة 8نقوم بتات من بتسرعة على التنسيق بعد بت بعد بت إرسالها يتم

baud rateاإلرسال

توقف وبت تكافؤ ببت تنتهي الرزمةواحدة كاملة رزمة اآلتي الشكل

الرزمة غير packet lengthطول األنظمة في قصيرالمحلي المذبذب مهمة لتصغير localالمتزامنة

oscillator سوف والمستقبل المرسل فيلوحده . يتصرف

كريستال مذبذب استخدام crystal oscillatorعندمانسبة فوف تزامن نضمن أن فيمكن عالية نوعية

( . bit period 11بت )11جديدة رزمة إرسال فيه يتم وقت البدء كل بت

التزامن ولذلك يعيدتحكمي يكون الرزم بين التوقف أن نقول أن يمكن

.

ASCII Character Set حروف مجموعةASCII = American Standard Code for Information

Interchange

توالي إدخال واجهة منافذ خالل ترسل البياناتinterface الحروف ثابت وهذا ASCIIبإتباع

قابلة لحروف ثنائية بشفرات متعلق الثابت printable characterللطباعة

ونسبة سيطرة حروف% 25وشفرات مجموع منقابلة غير سيطرة شفرات تمثل االسكي

. non printable control codesللطباعة LF: line feedو CR : carriage returnمثل

6 رياضيا الخطأ ومعالج المكافئ Parity and Checksums

سوف Noiseالضوضاء الكهربائي واالضطرابقناة خالل مرورها خالل البيانات تغير يسبب

االتصال . المستلم فشل فإن receiverإذا كشفها من

صحيحة غير ستكون المستلمة الرسالةincorrect . مختلفة عواقب احتمال في وتسبب

الخط يجب في الخطأ أو الضوضاء تكتشف أنيمنع أن يمكن الحالة هذه وفي للكشف األول

اإلرسال . يعاد األقل على أو مرورها

المستلم على receiverعند متطفلة معلومات هناك كان إذاالمرسلة األصلية sufficient redundantاإلشارة

information المادية األجزاء قبل من تصليحها فيتمhardware. هدفها إلى تصل أن قبل

مكافئ يضاف تصحيح بت لغرض المعلومات رزمة إلى . error correctionالخطأ

البيانات . مع المستلم المكافئ البت مع المكافئ البت يقارنوالخطأ يتوافق ال سوف المكافئ فإن حالته يغير بت أي

اكتشافه . يتم سوفهي الخطأ لمعالجة أخرى الخطأ checksumطريقة لمعالجة

. 6 رياضياهبوط ويسبب القناة كفاءة يقلل الخطأ تصحيح كود تضمين

القناة قوة إخراج في . channel throughالمالحظة

Data Compressionكبسالبيانات قد تتكرر حروف إيجاد سيتم رسالة تحليل عند

مرة . من أكثر استخدمتقصيرة ثنائية كودات هناك الرسالة إرسال قبل

لترميز تستخدم . . 6 نادرا تستخدم طويلة وكودات المتكررة الحروفالمرسلة للحروف الكلي الرقم بتقليل العملية وتتم

الرسالة . في البيانات تعديل بدونيتم حيث مناسب ترميز هناك سيكون المستلم عند

اإلجراء . هذا األولى صيغتها إلى الرسالة خزن إعادةالبيانات بكبس نسبة يعرف في يسبب % 50وسوف

البيانات كمية خزن في أكثر أو

بيانات من أكثر تكبس أن يمكن البيانات بعضبنسبة تكبس أن يمكن فالصور بينما% 80أخرى

تقل ربما الحاسوب برامج تمثل التي البياناتإلى الكبس % . 20أو% 15نسبة

الرسالة تحليل سيكون زمن اإلرسال قبلكلي زمن على للحصول الكفاية فيه بما كبير

أقل . الكبس وفك واإلرسال للكبسفإن أعمال لورقة البيانات صورة إرسال عند

تمثل% ) 5نسبة المكتوبة المساحة تمثل فقطالبيضاء (. . الورقة هي تبقى وما األسود الحبر

نرسل أن الورقة فيمكن تمثل واحدة شفرةالرسالة. . البيضاء حجم يقل وبهذا

الرقمية الدوائر في البيانات in digital circuits Data Transferنقلإما بطول تكون الرزم وهذه رزم إلى البيانات بت 32أو 16أو 8تصنف

وتمر سجالت تسمى مؤقتة حمل وحدات بين . registersما

موصل على يخرج بت كل الن التوازي على تكون السجل ضمن البياناتمنفصل .

هي الخارجية الموصالت فان آخر إلى سجل من البيانات لنقلاألسالك من . bussesقنوات

الهدف سجالت في إنتاجها يعاد المصدر سجالت محتوياتالهدف سجالت إلى المصدر سجالت من البيانات كل نقل بعد

متساوية . والهدف المصدر سجالت تكونالرسالة . إرسال بعد مسحه يتم ال المصدر سجل

6 سابقا المبين الشكل في المعلومات واستالم إرسالالصادرة لألوامر باستجابة ويعمل الكتروني تبادل هو

المركزية . السيطرة وحدة من الهدف سجالت من أكثر أو اثنان يتناوب أن يمكن

واحد . مصدر من البيانات الستالم ذلك في الناقل على البيانات يرسل واحد مصدر فقط

الوقت . الوقت عندما بنفس اإلرسال تحاول مصادر عدة

كهربائي يحدث معكوسة تضارب قيمة من بت عندماالموصل الناقل نفس على bus connectionيساق

6 أيضا ربما بل البيانات خسارة يسبب فقط ليس وهذاااللكترونية . الدوائر يدمر

السجالت كل سيطرة عليه إلى تربط النظام فيعلى تنافس يحدث ال وسوف واحدة مركزية

جيدة . بصورة مصممة الدوائر كانت إذا الناقلالواحد:- مالحظة المعالج ضمن القنوات كل إن

هي half-duplex .

قصيرة مسافات على اإلرسالTransmission Over Short Circuit

دائرة من جزء والهدف المصدر سجالت تكون عندما ICمتكاملة

اإلرسال ) ( فيكون المعالج رقاقة ضمن المثال سبيل علىتكون وبهذا مغلقة دائرة ضمن

قدرة - . 1 مستوى أوطأ عند اإلشارة نواقلقصير – . 2 بزمن المسافة تقطعبالضوضاء – 3 تتحسس ال الخارجي NOISEسوف

) لالتصاالت ) النقي الفارغ المحيط هو وهذا والتشويشالرقمية .

دائرة إلى رقاقة من إشارة إرسال عند هذا أخرى ICمعأن يجب الناقل إشارات أن تكبرفإن يجب والموصالت

خارجية بنات المصدر توسع سجالت إلى مكبر . ويضاف

وبقية المعالج رقاقة من تخرج التي اإلشاراتالجتياز كهربائية قابلية لها األساسية الدوائر

دائرة لوح على الموصل من واحد قدم 6 تقريباالكترونية .

اللوح . ذلك على وسائل عدة ربط تم إذا أقل أوبفر كـ تعمل خاصة دوائر إضافتها bufferهناك يتم

على النقل كفاءة لزيادة الناقل إشارة لتدعمإلى للتوزيع أو الموصل طول من قنوات عدة

رقاقات . عدة

والتشويشالكهربائي Noise and ElectricalالضوضاءDistortion

على 6 نسبيا الواطئ اإلشارة وقوة العالية البيانات تبادل نسبةوالتوسع الحاسوب ضمن النواقل وبقية والعنوان البياناتالرئيسية الدائرة لوحة حدود بعد ما إلى للنواقل المباشر

إلى النظر سيلفت أخرى بوردات إلى المباشر والربطمختلفة مشاكل

اللوحة- 1 على إما الكهربائية الموصالت من طويل مساركهوائيات المسارات هذه تعمل الكيبالت خالل أو الرئيسية

االلكترونية . الدوائر إشعاع نتيجة الكهربائي الضوضاء تستلمالناقل – 2 طول بزيادة تزداد للضوضاء الحالة هذه مثل

ناقل على مقبولة غير خطأ نسبة 6 زائدا تطفل يحدث وسوفاإلشارات .

موصل خالل مرورها عند لإلشارة تشويش هناك سيكونمعدني

مستطيلة ونبضات نظيف مصدر من تظهر اإلشارةالشكل في كما شكلها يتغير تشويش عليها يحصل وعندما

اآلتي

زيادة يجب التشويش اإلشارة لمواجهة أوقدرةاإلرسال نسبة تقليل

رقمية إشارات إلرسال خاصة مكبرات دوائر صممتالكيبالت . خالل محملة غير مباشرة

لوح على المواد بين ما القصيرة للمسافات بالنسبةااللكترونية الدائرة

رقائق في المكبرات قدرة ICsتكون من وتعمل بسيطة+5V .

للمنطق ] المكبر من الخارجة الطبيعية تكون[ 1الفولتيةالمنطق عتبة إلمرار حاجة أصغر من أعلى 6 logicقياسيا

1 threshold[ للمنطق أقل[ . 0وبالنسبة 6 قياسيا يكون

العتبة فولتية وقيمة اإلخراج فولتية بين الفرقأن يمكن التي الضوضاء فولتية كمية إلى تشير

خطأ . تحدث أن بدون اإلشارة إلى تضاف

Amplifier gate

input output

ضوضاء

متوسط بعد على اإلرسالTransmission Over Medium Distance

تتضمن الضوئي والماسح الطابعة مثل الحاسوب طرفياتميكانيكيات

الطرفي . الجزء وهذا نفسه الحاسوب ضمن تكون أن يمكن المسافة على يوضع أن تضاف 20 يمكن وسوف قدم

مناسب . كيبل خالل البيانات نقل النجاز بسيطة الكترونيات

إدخال واجهة دائرة كيبل interfaceيستخدم لربطالضوئي . والماسح الطابعة مثل الطرفيات

الطرفيات مع االتصال الضروري من يكون وعندماالبياناتفإن

o المعالج قبل من حامل سجل 6في أوال . توضعo كشف شفرات مع وترسل البيانات تنظم ذلك بعد

في رقمية مادية بأجزاء بطيئة بنسبة وترسل الخطأال interface ـدائرة

o . الكيبل خالل اإلرسال قبل اإلشارة قدرة رفع يتمللتلف تتعرض ال سوف البيانات أن تكفل الخطوات هذه

في مرورها خالل والتشويش الضوضاء قبل منلدينا . كان إذا سنحتاج 8الكيبل البيانات لنقل قنوات

بصيغة لالرسال موصالت عشرة إلى األقل -halfعلىduplex .

بعيدة مسافات خالل Transmission Over Long Distanceاإلرسالوسيلة إلى للوصول ومعقدة طويلة 6 نسبيا المسافة تكون عندما

مشغالت دوائر إضافة يجب واجهة driver circuitالطرفيات بعد تحشرالطويلة .interfaceاإلدخال الكيبالت على الكهربائية المؤثرات ليكافئ

واحدة طرفية استخدمنا إذا المطلوب البسيط التغيير هو هذامحلية شبكة إلى فسنحتاج طرفيات عدة ربط تم إذا وسيكون . LANأما

المستخدمة والبروتوكوالت الكهربائية المشغالت تغيير الضروري منالرسائل . إلرسال

على القناة خالل الرقمية اإلشارة نقل يمكنواحد قناة لكل الموجب سلكين من للنصف

واآلخر السالب الموجة الموجة . للنصف منالمعلومات نقل كيبل في ذلك SATAمثال

فإن كهربائي إشعاع من ضوضاء إلى معرض الكيبل كان وإذاالكيبل في األسالك كال إلى تضاف القطبية نفس من الفولتية

طرح summing amplifierوباستخدام ويتم اإلشارات طرح يتم . ضوضاء بدون الكيبل خالل اإلشارة وتنبثق الضوضاء

Q جدا بعيدة مسافات على اإلرسال Transmission Over Very Long Distance

الحاسوب شبكات موضوع في ندخل

آخر موضوع في اللقاء إلىالتمنيات أطيب مع