نشرت تحت تصنيف Wireless Design

مسببات الفقد في الإشارة


 

مسببات الفقد في الإشارة 

كما نعلم ان الإشارة التي تنتقل داخل الكابل ما هي الا الكترونات متراصة ومتحركة بشكل تسلسلي وتعتمد قوة الإشارة علي نجاحها في الإنتقال بين طرفي الكابل بكامل الكتروناتها وبدون ان تفقد منها شيء او تحتوي علي مكونات اخري غير مرغوب فيها

ويكون الفقد في الإشارة ناشيء عن احدي ثلاث او جميعها

اولا attinuation التشتت

وينشيء التشتت في الإشارة نتيجة الأتي

– مقاومة مادة الكابل conductor resistance

– ظاهرة السعوية mutual capacitance

– الفقد المرتجع في الإشارة return loss

– المعاوقة impedence

ثانيا فقد ناشيء عن وجود شوشرة في الإشارة

– عدم استقرار مقاومة الكابل resistance unbalance

– عدم استقرار سعة التكثف في الكابل capacitance unbalance

– ظواهر التداخل في الإشارة near end and far end crosstalk

– power sum بأنواعه

ثالثا انواع اخري
-ACR نسبة التشتت الي التداخل
– التأخير الناتج عن الإنحراف
– التأخير النتج عن الإنتشار

وهذا مخطط يبين قيم الفقد مع التردد


وسنتكلم بإذن الله عن كل نوع علي حده واعلموا ان هذه النواع مهمة جدا لكل من له اهتمام بإنتقال الإشارات داخل الكابلات وغيرها من الوسائط اللاسلكية و انتقال الإشارة كهربيا او ضوئيا

الشوشرة

NOISE

ارفع صوتك قليلا انا لا أسمعك بوضوح

اغلق الأن وسأتصل بك لاحقا

المحادثة السابقة بالتأكيد حدثت معك كثيرا اليس كذلك خاصة في مكالماتك علي الماسنجر

هل تعلم ان السبب في ذلك ان الإشارة التي تصل اليك قد اختلط بها اشياء اخري غير مرغوب فيها

بالنسبة لموضوعنا عن الكابلات فإن الإشارة غالبا ما تختلط بما لايرغب فيه بسبب طبيعة الكابل نفسه او بسبب العيوب التصنيعية في الكابل

فكما هو معلوم ان الإشارة تنتقل ايابا وذهابا دخل الكابل في مسارات متوازية ولأن الإشارة ذات طبيعة كهربية فانه عند مرورها بالكابل تبث مجال مغناطيس حول الكابل المارة فيه ولابد ان تكون جميع المجالات الكهربية الناشئة في اسلاك الكابل الواحد متساوية

لعلنا لا نجد هذه المشكلة في الكابلات المجدولة والتي تتشابه أسلاك الكابل الواحد فيها سمكا وحجما وطبيعة ولكن يحدث القصور عند التعامل مع الكابلات المحورية

فكما رأينا من قبل ان الكابل المحوري يتكون من موصلين احدهما مركزي والأخر علي هيئة شبكة تحيط بهذا المركزي ومن هنا يحدث الإختلاف في المجال المغناطيسي مما يسبب الشوشرة

يبقي ان الكابلات المجدولة لا ينشأ عنها شوشرة الا حين يرتبط الأمر بالمصنع او الصناعة الرديئة للكابل التي لا تعير اهتماما بالموازنة في سمك الكابل وكتلته وكثافته علي طول امتداده والتي تنشأ عنها عدم الإتزان في المقاومة
resistance unbalance

وهناك بعضهم لا يهتم كثيرا ب طريقة التغليف الداخلي لأسلاك الكابلات التي ينشأ عنها عدم الموازنة او الإتزان في القيمة السعوية بين الأسلاك capacitance unbalance


Crosstalk (NEXT & FEXT) 

التداخل الذي يطلق عليه near end crosstalk (NEXT) و far end crosstalk (FEXT)يحدث نتيجة أن التيار المتردد للإشارة المارة في احد أسلاك الكابل يحدث مجال مغناطيسي علي طول الكابل و هذا المجال المغناطيسي بدوره يحدث تيار مساو لتيار اشارة السلك الأصلي و ذلك في الأسلاك المجاورة للسلك هذا مما يعطي انطباع بأن الإشارة قد انتقلت من سلك الي اخر محدثة تداخل مع اشارة الأسلاك الأخري

وتزداد قوة هذا المجال المغناطيسي بزيادة تردد الإشارة ويكون في اوج قوته مع وصلات RJ45

وقد أخذ هذا الإسم cross Talk من المشاكل التي حدثت مسبقا ايام عصور الهواتف الكلاسيكية و التي كان من البديهي ان تستمع لمكالمات الأخرين وانت تهاتف شخص ما

و أما المسمي FAR End فهذا يعني ان التداخل يحدث في النهاية الأخري للكابل التي تستقبل الإشارة اي ان التداخل من هذا النوع لا ينتج الا عند اقتراب الإشارة من المستقبل

و الأخر Near end فيحدث عند انطلاق الإشارة من مصدرها بمجرد تحميلها علي الكابل

وقد استطاع المصنعون من تلافي هذه المشكلة بجدل السلاك و ذلك للإلغاء أثر المجالات المغناطيسية حيث ينتج مع كل سلكين مجدولين مجالين مغناطيسين متساويين ومتعاكسين مما يلغي كل منهما الأخر

قياس cross talk
يتم معرفة الأسلاك التي تسبب التداخل عمليا و لدينا الأن طريقتين للكابلات المجدولة twisted pair
pair to pair cross talk

الأولي هي قياس الأزواج المتناظرة و يتم فيها حقن الإشارة في احدي الأزواج ثم قياس التغير في الأزواج الأخري تباعا
Pair 1 to pair 2
Pair 1 to pair 3
Pair 1 to pair 4
Pair 2 to pair 3
Pair 2 to pair 4
Pair 3 to pair 4
و بعد عدة اختبارات يتبين لك أي الأزواج أكثر تأثيرا علي الأخرين و هنا تم معرفة أن الزوج الرابع هو مصدر التداخل في الكابل

power sum cross talk

الطريقة الثانية يتم حقن كل الأزواج عدا زوجين بالإشارة ثم قياس التأثير علي هذا الزوج الذي لم يتم ادخال الإشارة به ثم تكرر العملية مع كل الأزواج
و في احدي المرات تم معرفة أن الزوج الثاني و الثالث و الرابع أكثر تأثيرا علي الزوج الأول أي ان الأول هو أكثرهم مثالية كما بالشكل

 

 

التداخلات الخارجية
External Interfernces

عند بداية حديثنا عن الكابلات ذكرنا قواعد ذهبية و شروط منها أنه يجب أن تبتعد قدر الإمكان عن مصادر اطلاق الإشارات مثل الموتورات و الأسلاك الكهربائية و أماكن تواجد الألات و المحركات و أجهزة الميكروويف و الأجهزة الطبية الحساسة التي تستخدم اشعاعات مثل أشعة اكس أو المسح الذري و ذلك لأنها تطلق موجات كهرومغناطيسية تستقبلها أسلاك الكابل و كأنها هوائي لاقط مما يجعلها تتداخل مع الإشارات المحمولة داخل الكابل مكونة مزيج “هارمونيك” يضر بالإشارة المحمولة و يفسدها
و ربما لا تعلم أن بعض هذه الموجات – مثل الموجات الصادرة عن الأجهزة الطبية – قادرة علي تهيئة “فورمات” شريط تسجيل ممغنط لو عرضت لها لفترة كافية أو علي الأقل اضطراب البيانات به
النسبة بين الإضمحلال و التداخل

ACR
Attinuation to Crosstalk Ratio

النسبة بين الإضمحلال و التداخل قيمة حسابية تبين مدي مقدرة الإشارة علي الوصول و هي تشبه النسبة بين قيمة الإشارة و الشوشرة الحادثة فيها و التي نطلق عليها Signal to Noise Ratio أو SNR و يكمن الإختلاف الوحيد بينهما في أن SNR تدخل في حساباتها مصادر الشوشرة الخارجية مثل EMI علي عكس ACR التي تبين فقط قيم الشوشرة من داخل الكابل
و يبين الشكل التالي العلاقة بين التردد و قيم الإضمحلال الخاصة بالتشتت و التداخل
و لك أن تحدد من مجرد النظر القيمة الترددية التي تستطيع أن تصنع عندها الكابل و تحدد اي القيمتين تستطيع ان تتقبلها كي تلغي الأخري التشتت أم التداخل أو ربما تختار حلا يتساوي عنده القيمتين كما هو مبين بالشكل

تأخر الإشارة
Propagation Delay

من المفترض أن تكون سرعة الإشارة داخل الكابل تساوي نسبة من سرعة الضوء تتراوح بين 60 الي 90 بالمائة من قيمة سرعة الضوء و تسمي Nominal Velocity of Propagation أو NVP و لكن نظرا لعدة عوامل أهمها وجود شوائب من مواد غير موصلة داخل الكابل فإن سرعة الإشارة تقل مما ينشأ عنها تأخير يسمي Propagation Delay

فروق تأخر الإشارة
Dely Skew

في الكابلات المجدولة التي تستخدم في الشبكات فإن الإشارة تستخدم أربعة أسلاك في الكابل و هناك منظزمات تحكم تستخدم كابلات عدد الأسلاك بها قد يزيد عن العشرين دعنا لا نبتعد بعيدا فإن الكابلات الشريطية المستخدمة في الحاسب من نوع IDE تحتوي علي عدة أسلاك متجاورة تستخدم غالبها لنقل البيانات
و حينما تختلف طول بعض تلك الأسلاك عن مجاورتها داخل الكابل فإن ذلك يعني فروق في وقت وصول الإشارة مما يسبب Dely Skew
و أقصي تأخر اشارة مسموح به داخل كابلات الإيثرنت هو 50 نانو ثانية اي جزء من مليار جزء من الثانية

و الشكل السابق يبين بعض قيم Dely Skew لبعض أزواج أسلاك كابل ايثرنت

 

نادر المنسي

المعلق:

مهندس عربي يطمح و يساعد في الرقي بالمحتوي العربي للتكنولوجيا عبر ترجمة و اعداد مقالات و كتب علمية في مجال الشبكات و الإتصالات السلكية و اللاسلكية

رأيان على “مسببات الفقد في الإشارة

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

شعار وردبرس.كوم

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

Connecting to %s