وسائط نقل المعلومات السلكية

وسائط نقل المعلومات السلكية

 قد تكون وسائط نقل المعلومات على شكل وسائط نقل سلكية (مادية)، أو لاسلكية موجات كهرومغناطيسية ولا تحتاج وسط مادي.

وسائط النقل السلكية: وفيها تنقل المعلومات عبر وسط مادي محسوس قد يكون اسلاكا نحاسية أو الياف بصرية.

وسائط الاتصالات السلكية: (وسائط نقل المعلومات

السلكية)

أولا : الأسلاك المحورية Coaxial Cable

-       هي عبارة عن سلك نحاسي في المركز محاط بمادة عازلة يليها شبك نحاسي وأخيرا غلاف بلاستيكي لحماية السلك.

-       يستخدم قناة اتصال واحدة.

-       أسلوب الاتصال عليه ثنائي الاتجاه غير متزامن.

-       تصل سرعة النقل فيه إلى 10 ميجا بت في الثانية.

-       يتم ربط أجهزة الحاسوب بشكل تسلسلي، يشكل ما يسمي هيكلية الباص Bus Topology.

-       يستخدم تقنية BNC للتوصيل.

-       لم يعد يستخدم في توصيل شبكات الحاسوب لمحدودية سرعته.

-       تستعمل الأسلاك المحورية لتوصيل البث التلفازي من اللاقط الهوائي إلى التلفاز.

تقسم الأسلاك المحورية إلى قسمين هما:

1.      50 أوم : وهو يستخدم لنقل الإشارات والمعلومات الرقمية (0،1). (الدش الرقمي).

2.      75 أوم: وهو يستخدم لنقل الإشارات والمعلومات التماثلية مثل أمواج التلفاز.

 ثانيا: الأسلاك المجدولة:Twisted Pair

-       عبارة عن أربع ازواج من الاسلاك النحاسية، حيث يجدل كل زوج مع بعضه وتجدل الأربع أزواج على بعضها، ويغطى بمادة عازلة لتقليل التأثيرات الخارجية. وهو ما يعرف بسلك الشبكة Net Cable

-       نستخدم زوج من الاسلاك للإرسال، وزوج للاستقبال. مما يشكل لدينا قناتا اتصال.

-       أسلوب الاتصال ثنائي الاتجاه متزامن.

-       تصل سرعة النقل في الزوج الواحد إلى 100 ميجا بت/ث.

-       قد تصل سرعة النقل في الأزواج الأربعة إلى 1 جيجا بت/ث.

-       تقنية التوصيل فيه تسمى RJ45.

 وتنقسم الأسلاك المجدولة إلى قسمين هما

1. الأسلاك المجدولة المحمية (STP) وتكون محاطة بطبقة عازلة.

2. الأسلاك المجدولة الغير محمية (UTP) وهي غير محاطة بطبقة عازلة ومنتشرة بشكل أكبر.

        تصنف الاسلاك المجدولة حسب عدد الجدلات في المتر الواحد.

        كلما زاد عدد الجدلات كلما كان أداء السلك أفضل.

        يعتبر الصنفان السادس والسابع أفضل من الصنفين الخامس والثالث.

طرق توصيل السلك المجدول:

هناك معيارين عالميين لتوصيل الاسلاك المجدولة، بموصلات ال RJ45، معيار T568A، ومعيار T568B، ويتم التوصيل كما هو موضوح في الشكل

يتم توصيل السلك المجدول باحدى طريقتين:

1- السلك المتناظر straight through cable

يكون ترتيب الاسلاك على طرفي السلك متناظرا، ويستخدم لتوصيل اجهزة الحاسوب بموزعات الشبكة، حيث يكون الموزع نقطة  التقاء جميع الارتباطات.

* يسمى مخطط الشبكة في هذه الحالة بالمخطط النجمي Star Topoplogy

2- التوصيل المتعاكس Crossover Cable

يتم تجميع طرفي هذا السلك المجدول بحيث يكون كل طرف من معيار مختلف (طرف A وطرف B)، بحيث تصبح قناة الاتصال الخاصة بالارسال بالطرف الاول (الخطين 1 و 2 ) متصلة بالطرف الاخر بقناة الاستقبال ( الخطين 3 و6).

وتستخدم طريقة التوصيل هذه لربط جهازي حاسوب ببعضهما مباشرة.

مميزات الأسلاك المجدولة:

          1- قليلة التكلفة.                     2- سهولة صيانتها وتركبيها.

 

عيوب الأسلاك النحاسية (المجدولة، المحورية):

•  يتأثر بالتداخل الكهرومعناطيسي الناتج من اسلاك الطاقة، والمحركات الكهربائية المحيطة، مما يعرض البيانات للضياع والفقدان بسبب التشويش.
• يحتاج إلى تقوية، حيث ان مسافته لا تتعدى 100 متر.
• سرعة محدودة لا تتجاوز 1 جيجا بايت في الثانية.
• يمكن اختراقه والتنصت عليه نتيجة تولد المجال المغناطيسي حول السلك، اثناء مرور التيار الكهربائي داخله.

 

ثالثا: الألياف البصرية Fiber Optic

هي عبارة عن خيوط رفيعة مصنوعة من الزجاج النقي لا تزيد سماكتها عن 0.1 ملم، يتم من خلالها نقل المعلومات ، حيث تنقل المعلومات في الألياف البصرية عن طريق أشعة ضوئية باستخدام خاصية الانعكاس الكلي الداخلي.

مكونات نظام الألياف البصرية:

1-    مصدر ضوئي: لتحويل الإشارة الكهربائية إلى إشارة ضوئية.

2-    ألياف بصرية: تنقل من خلالها المعلومات. (الشعاع الضوئي)

3-    مجس ضوئي: لتحويل الأشعة الضوئية إلى إشارات كهربية.

 

تستعمل الألياف البصرية بصيغتين وهما:

1-    الصيغة الفردية: وفيها يتم نقل المعلومات باستخدام حزمة شعاع واحدة.

2-    الصيغة المتعددة: وفيها يتم نقل المعلومات باستخدام عدد من الحزم الشعاعية.

                             

مميزات الألياف البصرية:

1-    السرعة العالية في نقل المعلومات وبكميات هائلة.

2-    المحافظة على سرية المعلومات وأمنها.

3-    نقل المعلومات لمسافات بعيدة دون الحاجة إلى تقويتها.

4-    لا تتأثر بالعوامل الخارجية.

5-    خفيفة الوزن.

عيوب الألياف البصرية:

الوسط وجه المقارنة	سرعة النقل	كمية المعلومات	التكلفة	الصيانة	حماية وأمن
الليف البصري	سرعة الضوء	كبيرة جدا	عالية نسبيا	معقدة	آمن جدا
سلك النحاس	سرعة التيار الكهربائي	محدودة	رخيصة نسبيا	بسيطة	غير آمن

1- غالية الثمن.                       2-صعوبة صيانتها وتركيبها.             3- تحتاج إلى معدات خاصة.

  

المخازن الرقمية

 تحتوي برامج قواعد البيانات على أدوات اساسية للتعامل مع البيانات، حسب الحاجة، فلكل أداة وظيفتها الخاصة في قاعدة البيانات وسنتناول هنا هذه الادوات.

مراحل انشاء قاعدة البيانات 

1. مرحلة التصميم "التحليل": وتشمل الخطوات التالية

• تحديد الجداول الرئيسية " الكيانات".
• تحديد الحقول "الصفات".
• تحديد الروابط والعلاقات.

   2. مرحلة الحوسبة التطبيقية "البرمجة"،
         وتُستخدم في هذه المرحلة مجموعة من الادوات وهي:

• الجداول.
• الروابط والعلاقات.
• الاستعلامات.
• النماذج.
• التقارير.

أولا: الجداول: وهي المستودع الرئيسي للبيانات المخزنة بداخلها، ويتم من خلالها:

• تسمية الحقول.
• تحديد أنواع الحقول، وخصائصها.
• تعيين المفاتيح الأساسية والأجنبية.

ثانيا: الروابط والعلاقات: وتسخدم للربط بين الجداول بعلاقات منطقية، من خلال المفتاح الأجنبي، لتحقيق الهدف المراد انجازه، ببناء قاعدة بيانات سليمة.

لإنشاء رابطة بين جدولين، لا بد من وجود حقل مشترك بينهما، يكون في احد الجدولين مفتاحاً اساسياً، وفي الاخر مفتاحاً أجنبياً.

ثالثا: الاستعلامات: وتستخدم للرد والاجابة على الاسئلة التي تلبي متطلبات النظام، ويتم تخزين النتائج في جداول خاصة، ويمكن إجراء العمليات الحسابية والمنطقية المختلفة.

رابعا: النماذج : وهي عبارة عن صور محسنة عن الجداول، ويعطي المستخدم واجهة تسهل عملية استعراض البيانات في السجلات المخزنة داخل الجداول، كما أنها تتيح امكانية ادخال ومعالجة البيانات من خلالها.

ملاحظة : يمكن التعديل على بيانات الجدول من خلال النموذج.

خامسا: التقارير: وهي أداة تستخدم للحصول على المعلومات من قاعدة البيانات، بحيث تكون جاهزة للطباعة.

تكون التقارير قانونية 

• عند اصدارها من الجهة المسئولة.

• وختمها وتوقيعها من الجهة المسئولة.

مجالات استخدام قواعد البيانات في حياتنا

التعليم، والتجارة الالكترونية، والاتصالات، والانترنت، وغيرها.

البروتوكولات ، تنسيقات الصور، التقنيات المستخدمة لربط اجهزة الشبكة

البروتوكولات:

مجموعة من القوانين والاجراءات التي تنظم عملية نقل وتبادل البيانات بين الاجهزة المختلفة عبر الشبكات.

تختلف البروتوكولات من حيث وظيفتها، ومن حيث الاتصال.وأيضا حسب الطبقة التي توجد بها.

- بعض البروتوكولات المستخدمة في الطبقات في نموذج OSI:

    * في الطبقة الثالثة نستخدم بروتوكول IP، وهو بروتوكول الاتصال الأساسي في حزمة بروتوكولات الانترنت ويشكل الاسلاسي الذي تعتمد عليه في توجيه الرزم "الرسائل"داخل الشبكة.

    * في الطبقة الرابعة، اهم البروتوكولات المستخدمة:

            - بروتوكول بيانات المستخدم. UDP.

            - بروتوكول التحكم بالنقل TCP.

    * في الطبقة السادسة من أهم البروتوكولات فيها: 

            - Remote Desktop Protocol RDP,RDP

            - أسكي ASCII

            - شبكة تمثيل البيانات NDR

            - تمثيل البيانات الخارجية XDR

    * يجب أن نفرق بين البروتوكولات والتقنيات المستخدمة في توصيل وعمل الشبكة.

* كذلك يجب التفريق بين البروتوكولات المستخدمة وطرق تنسيق "تشفير" الصور والفيديو المستخدمة.

من بين تنسيقات الصور المعروفة والتي تستخدم عبر الانترنت وبين الطبقة السادسة والسابعة، لتنسيق وتبادل الرسومات (GIF)، ومجموعة خبراء التصوير المتحدين (JPEG)، ورسومات الشبكة المحمولة (PNG).

يعد التنسيقان GIF و JPEG معياري ضعط وترميز "تشفير" للصور الرسومية.

التقنيات المستخدمة للتوصيل بين الشبكات:

أولا: الشبكات المحلية LAN: هناك تقنيتان اساسيتان في تعملان في هذه الشبكات وهما:

        - تقنية الايثرنت Ethernet: وهي تقنية التوصيل السلكي بين أجهزة الشبكة.

        - تقنية الواي فاي Wi-Fi: وهي تقنية التوصيل اللاسلكي بين أجهزة الشبكة.

ثانياً: الشبكات الواسعة WAN: هناك العديد من التقنيات المستخدمة في التوصيل في الشبكات الواسعة سنذكر هنا ثلاث منها فقط:

        - الطلب الهاتفي Dial-up: هي خدمة تتيح الاتصال بالانترنت من خلال خط الهاتف العادي ويتم ذلك بربط خط الهاتف إلى المودم في جهاز الحاسوب."قديمة غير مستخدمة الان"

        - الخطوط المؤجرة Leased Line:خط اتصالات متماثل السرعة في الاستقبال والارسال، مخصص لربط موقيعن. 

        - خط المشترك الرقمي DSL: وهي وسيلة اتصال تستخدم لنقل الاشارات الرقمية عبر خطوط الهاتف القياسية مع كابل الانترنت DSL، وهي واحدة من الكثر الطرق الأكثر شعبية التي يوفرها مزودي خدمات الانترنت للوصول إلى الانترنت العريض.

فيما يلي توضيح لعنوان IP "Internet Protocol".

عنوان الـــ IPv4

-         يتكون من 32 بت "خانة ثنائية" مقسمة إلى أربع خانات "مجموعات"، في كل خانة 8 بت.

-         عدد العناوين التي يدعهما IPv4 هي 2³² » 4.3 مليار عنوان.

-         يتم تمثيله بالنظام العشري، بقيم تتراوح من 0 إلى 255، حيث أصغر قيمة في الـ 8 بت (00000000)₂ هي صفر، وأعلى قيمة (11111111)₂ هي 255.

عنوان الـــــ IPv6

- لكثرة عدد الأجهزة المرتبطة بالانترنت بشكل مطرد وفي ازدياد مستمر وجيل IPv4 يوفر 2³²  عنوانا، ولازدياد عدد المرتبطين بالانترنت بشكل مطرد فقد تظهر مشكلة عدم القدرة على استيعاب عناوين جديدة مما أدي إلى تطوير جيل بروتوكول IPv6 الذي يتكون من 16 مجموعة والتي توفر 2¹²⁸.

مميزات الجيل القادم من بروتوكولات الانترنت IPv6

-        توفير أعداد كبيرة جداً من العناوين.

-        إتاحة فرصة لربط كل الأجهزة الموجودة في العالم بشبكة واحدة.

عيوب الجيل القادم من بروتوكولات الانترنت IPv6

-        كبر حجم الحزمة.

-        مما يؤدي بطيء الشبكات الضعيفة.