المملكة النباتية – Plant kingdom

يسمح للمؤسسات و الأفراد بإعادة نشر الدراسات الموجودة على هذا الموقع شريطة عدم إجراء أي تعديل عليها .

تقنيات الاتصال الفضائية 2

بسم الله الرحمن الرحيم
تقنيات الاتصال الفضائية 2
ترجمة عمار شرقية
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
أدى نجاح تقنيات الاتصال الفضائية إلى استبدال نظام إشارة مورس Morse code الذي كان معمولاً به في السفن بانظمة إنمار سات Inmarsat الفضائية , كما حل البث التلفزيوني الفضائي محل البث التلفزيوني المحلي VHF في كثيرٍ من المواقع و قد بدأ البث الفضائي التلفزيوني منذ العام 1980 باكتساح أنظمة البث التلفزيوني المحلي ففي ذلك العام كان هنالك الملايين من متابعي البث الفضائي التلفزيوني العامل وفق النظام : سي باند C-band في أمريكا الشمالية , وفي أيامنا هذه قل انتشار نظام البث التلفزيوني الفضائي : سي باند في أوروبا و أمريكا ولكن هذا النظام مازال منتشراً بشكلٍ واسعٍ في المناطق الاستوائية لضروراتٍ تقنية قد يكون منها مقدرة نظام البث هذا على مقاومة عامل التخميد الناتج عن الأمطار .
تدور الأقمار الصناعية من النمط ( جيو) GEO في مداراتٍ ثابتة ذات دورانٍ متزامنٍ مع دوران الكرة الأرضية , ويمكن لقمرٍ واحدٍ من أقمار المدارات الثابتة هذه أن يغطي ثلث مساحة الكرة الأرضية تقريباً باستثناء القطبين , أما في حال الأقمار الصناعية التي تتوضع على مداراتٍ أقل ارتفاعاً مثل أقمار المدارات المنخفضة (ليو) Low earth orbit – LEO وأقمار المدارات المتوسطة الارتفاع (ميو) Medium earth orbit – MEO فإننا نحتاج إلى وجود أكثر من قمرٍ صناعيٍ واحد حتى نغطي المساحة ذاتها التي يغطيها قمرٌ صناعيٌ واحدٌ من أقمار المدارات الثابتة المتزامنة مع الأرض GEO .

♥ كلما ارتفع مدار القمر الصناعي ازدادت مساحة الأرض التي يغطيها بخدماته وكلما انخفض مداره قلت مساحة الأرض التي يشملها بتغطيته .
وبالمقابل فإنه كلما بعد القمر الصناعي عن الأرض ازدادت مدة تأخير إشارته أي ازداد الزمن الذي تتطلبه الإشارة حتى تنتقل بينه و بين الأرض .
وبالرغم من أن إشارة الميكروويف الخاصة بالأقمار الصناعية تنتقل بسرعة الضوء فإن هذا التأخير يكون ملحوظاً في في كلٍ من أقمار المدارات المتوسطة MEO و أقمار المدارات البعيدة GEO .
تتوضع أقمار المدارات المنخفضة LEO على ارتفاعٍ يتراوح بين 500 و 900 كيلومتر , أما أقمار المدارات المتوسطة MEO فإنها تتوضع على ارتفاعاتٍ تتراوح بين 5000 و 1200 كيلومتر , و أما أقمار المدارات البعيدة الثابتة المتزامنة مع دوران الكرة الأرضية GEO فإنها تتوضع على ارتفاع 36000 كيلومتر , لذلك فإننا نحتاج إلى عدة أقمارٍ من أقمار المدارات المتوسطة MEO و المنخفضة LEO حتى تؤمن التغطية التي يؤمنها قمرٌ متزامنٌ واحد GEO وحتى تؤمن استمرارية الخدمة .
ومن الممكن أن تكون مدارات الأقمار الثابتة GEO دائريةً تماماً ومن الممكن أن تكون إهليليجية ( بيضاوية) Elliptical و تتوضع مدارات الأقمار الثابتة هذه فوق خط الإستواء و تتطلب أربعةً و عشرين ساعةً حتى تتم دورةً كاملةً حول الكرة الأرضية , أي أن دورانها متزامنٌ مع دوران الأرض و بالتالي فإنها تؤمن تغطيةً مستمرةً على مدار الساعة لمواقع الخدمة , وكما ذكرت سابقاً فإن مدارات الأقمار الثابتة غالباً ما تكون دائريةً تماماً و ليست إهليليجية أو منحرفة inclined , وتدعى هذه المدارات بمدارات الأربعة و العشرين ساعة 24-hour orbits .

ويشكل القمر الصناعي ” أورب كوم” Orb com حالةً خاصةٍ من حيث الترددات التي يعمل عليها حيث أنه يعمل على النطاق VHF بينما تعمل الأقمار الصناعية الأخرى على موجات ميكروويف MICROWAVE ذات تردداتٍ أعلى حيث يتراوح مجال الترددات التي تعمل عليها تلك الأقمار بين 1 و 80 غيغاهرتز GHZ , وكما تعلمون فإن موجات الميكروويف تنتقل في خطوطٍ مستقيمة وفق ما يدعى بخط النظر LINE-OF-SIGHT , أي أنه يتوجب ألا يوجد أي عائقٍ بين القمر الصناعي و بين هوائي الإستقبال , وعلينا أن ندرك أن الاختلاف بين نطاقٍ تردديٍ آخر هو اختلاف كمي وليس اختلافاً نوعياً حيث أن ما يميز نطاق ترددي عن آخر هو مدى ارتفاع و انخفاض ترددات هذا النطاق حيث يحتل كل نطاقٍ ترددي مجالاً معيناً من الترددات و هي على الشكل التالي :
□ النطاق : ل باند L-band تتراوح تردداته بين 1.5 و 1.65 غيغا هرتز GHZ .
□ النطاق : س باند S-band تتراوح تردداته بين 2.4 و 2.8 غيغا هرتز GHZ .
□ النطاق : سي باند C-band تتراوح تردداته بين 3.4 و 7.0 غيغا هرتز GHZ .
□ النطاق : إكس باند X-band تتراوح تردداته بين 7.9 و 9.0 غيغا هرتز GHZ .
□ النطاق : كيو باند Ku-band تتراوح تردداته بين 10.7و 15.0 غيغا هرتز GHZ.
□ النطاق : كا باند Ka-band تتراوح تردداته بين 18.0 و 31.0 غيغا هرتز GHZ .
□ النطاق : كيو باند Q-band تتراوح تردداته بين 40 و 50 غيغا هرتز GHZ .
□ النطاق : في باند V-BAND تتراوح تردداته بين 60 و 80 غيغا هرتز GHZ .

وهنالك محاولاتٌ تجري اليوم لاستخدام أشعة ليزر كوسيط لنقل البيانات و لكن استخدام هذه الأشعة ما زال مقتصراً على نقل البيانات فيما بين الأقمار الصناعية عن طريق ما يدعى بالوصلات الفضائية البينية Intersatellite links أو الوصلات الفضائية المتقاطعة cross links وهي الوصلات التي تمكن الأقمار الصناعية من التواصل مع بعضها البعض بشكلٍ مباشر .

للبث الفضائي ثلاثة أشكالٍ وهي :
● الاتصال من نقطة إلى نقطة point-to-point ميش ( mesh) الشبكة .
● الاتصال من نقطة واحدة إلى عدة نقاط : point –to – multipoint اتصال البث broadcast .
● بث النقاط المتعددة التفاعلي multipoint interactive ( الانترنت الفضائي VSAT في سات) .
إن المحطات الأرضية EARTH STATIONS و التي تدعى كذلك باسم teleports تستخدم خدمة الإتصال من نقطة إلى نقطة حتى تتواصل مع الأقمار الصناعية , أما خدمة البث من نقطة إلى عدة نقاط فتستخدم في خدمة البث التلفزيوني الفضائي حيث تدعى كل محطةٍ أرضيةٍ ( كأجهزة الريسيفر المنزلية مثلاً ) بطرفٍ مستقبل فقط receive-only terminal و أفضل من يقدم هذه الخدمة هو أقمار المدارات الثابتة المتزامنة GEO .
وتمثل خدمة ” في سات ” VSAT الأنترنت الفضائي التفاعلي Interactive ثنائي الاتجاه two-way الذي تقدمه الأقمار الصناعية بث النقاط المتعددة التفاعلي و خدمة الأنترنت الفضائي هذه تضاهي في جودتها أرقى خدمات الأنترنت العالمية .
ومن ناحية التكلفة فإن الأنترنت الفضائي أقل تكلفة من الأنترنت الأرضي و خصوصاً بعد انتشار محطات ” في سات” المنخفضة التكلفة LOW-COST VSAT المنزلية و انخفاض ثمنها بشكلٍ دراماتيكي منذ العام 2002 , فقد كان سعر المحطة المنزلية الواحدة عشرة آلاف دولار في العام 1995 ثم انخفض إلى ألف و خمسمائة دولار في العام 2003 .

يؤمن النطاقين التردديين لl و س باند S-band عرض حزمة bandwidth لايزيد عن مئة ميغاهرتز 100MHZ , ولكن إشارة هذين النطاقين التردديين تمتاز بمقدرتها على الالتفاف على العقبات و تمتلك كذلك المقدرة على النفاذ عبر العقبات غير المعدنية Non metallic .
لقد كانت الإشارة ترسل في الماضي بشكلها التماثلي ANALOG و ذلك باستخدام تقنية تعديل التردد : ف إم FM / frequency modulation , أما اليوم فيستخدم البث الرقمي الأعلى جودةً و الأكثر قابليةً للضغط , وقد مكنت التقنيات الحديثة من تخفيض تكلفة القناة الفضائية التلفزيونية الواحدة من مليون و نصف مليون دولار سنوياً إلى 250 ألف دولار سنوياً أو أقل من ذلك , و بالرغم من التحول من نظام البث التماثلي analog إلى النظام الرقمي فإن المقاييس التماثلية في البث مثل : بال PAL و سيكام SECAM و إن تي إس سي NTSC ما زالت سائدةً في الدول النامية , و لكن مقاييس البث الرقمي قد بدأت منذ سنواتٍ بالانتشار في الدول الغنية كنظام التلفزيون عالي التمييز High-Definition HD آش دي .
لقد بدأت كثير من الشركات المزودة لخدمة الأنترنت الفضائية بتقديم خدمات الأنترنت على شكلٍ لاسلكي و فق النموذج IEEE 802.116 و الذي يعرف بإسم ( واي فاي ) Wi – Fi على اعتبار أن معظم أجهزة اللابتوب و التابليت ( الكومبيوتر اللوحي ) و أجهزة الاتصال المحمولة تحوي مودم ( واي فاي ) Wi-Fi مدمج .
و بالنسبة للأنترنت الفضائي فإن المرسلات من فئة 36-MHZ ( 36 ميغاهرتز ) السائدة في تظامي البث : سي باند و كيو باند تستطيع أن تؤمن حزمة بيانات يبلغ عرضها 80 MBPS ( 80 ميغا بايت في الثانية ) و هذه الحزم مناسبةٌ للتطبيقات التي تتطلب حزمةً عريضة Wideband كتطبيقات الوسائط المتعددة ( الملتيميديا ) multimedia ( كالفيديو مثلاً ) .
و بخلاف خدمات الأنترنت الأرضية التي تقل سرعتها كلما ازداد عدد مستخدميها فإن الأنترنت الفضائية كخدمة ” في سات ” VSAT مثلاً لاتعاني من هذه المشكلة لأنها لا تعتمد في تقديم خدمتها على الشبكات السلكية , وعلى سبيل المثال فإن دارةً هاتفية يبلغ عرض حزمتها 48kbps أي 48 كيلو بايت في الثانية تتطلب 0.5 ثانية أي 500ms ( 500 ميلي ثانية ) حتى تنقل رزمة بياناتٍ block حجمها 3000 بايت bytes
, ويتم حساب هذا الأمر بتقسيم عدد البيتات bits على معدل البيانات data rate مقاساً بوحدة البت bit في الثانية
, و يضاف إلى ذلك خمسين ميلي ثانية 50ms بتأثير PSTN الأرضي مما يؤدي إلى حدوث تأخيرٍ مقداره 550ms ميلي ثانية و يمكن لنا أن نلمس هذا التأخير عندما نستخدم للوصول إلى الأنترنت مودم طلبٍ هاتفي dial-up modem .
أما بالنسبة لأقمار المدارات الثابتة GEO و التي تمتاز بمداراتها البعيدة عن الأرض فإن هنالك زمن تأخيرٍ قدره 760ms ميلي ثانية أي ضعف زمن التأخير في الوصلات الأرضية .
و تتضمن خدمات الأنترنت الفضائية وصلاتٍ ثنائية الاتجاه bidirectional صاعدةً و هابطة ذات معدل نقل بياناتٍ يتراوح بين 265kbps كيلوبايت في الثانية و بين 155 Mbps ميغابايت في الثانية , كما تؤمن شركاتٌ عملاقة متجاوزةٌ للكيانات السياسية مثل ( الثريا ) Thuraya و إنمارسات Inmarsat 4 خدمات الجيل الثالث 3G للأجهزة المحمولة .
لقد بدأت تقنيات موجات الميكروويف تتسارع بعد الحرب العالمية الثانية حيث كانت موجات الميكروويف MICROWAVE هذه تستخدم في الرادارات RADAR
و الاتصالات العسكرية .

♥ علينا الانتباه عند استخدام خدمات الأنترنت التي تحسب على أساس حجم الاستهلاك و ليس على أساس زمن الاستهلاك كما هي حال الأنترنت الفضائي و خدمات الجيل الثالث 3G , حيث أن بعض البرامج الخبيثة تقوم بسرقة مقدارٍ كبير من الرصيد على شكل تحديثاتٍ و تقارير و مقدار هذه السرقة في الخدمات ذات السرعات العالية يصل إلى مستوياتٍ لا يمكن السكوت عنها فهذه البرامج الخبيثة تستهلك أضعاف الكمية التي يستهلكها المشترك و تتصرف بطريقة لا أحد يعلم مغزاها فأحياناً يستخدم جهاز الشخص دون علمه من قبل جهاتٍ مشبوهة ليكون هذا الجهاز وسيطاً مغفلاً لتنفيذ عملياتٍ غير مشروعة على الأنترنت , لذلك يتوجب علينا الحذر من أي برنامج يستخدم الأنترنت دون علمنا و بالرغم منا و منع هذا الأمر من الحدوث يتطلب منا تنصيب جدار نارٍ قويٍ على الجهاز .
و أفضل جدران النار Firewall هي تلك التي تضمن و بشكلٍ نهائيٍ و بات منع أي برنامجٍ من الاتصال بالأنترنت دون علمنا أو بالرغم منا و تضمن أن يكون السماح لأي برنامج بالاتصال بالأنترنت في أيدينا بشكلٍ تام و جدار النار الجيد يجب ألا يضطرنا إلى إيقاف اتصال هذه البرامج بالأنترنت بشكلٍ يدوي متكررٍ و مثيرٍ للأعصاب فأمر منع أي برنامج من الاتصال يجب أن يعطى لمرةٍ واحدة و أن ينفذ بشكلٍ دائم .
كما يتوجب علينا أن ننصب برامج لقياس سرعة الاتصال بالأنترنت كبرنامج ( الدو ميتار ) DU Meter حيث أن هذا البرنامج يبين لنا وجود استهلاكٍ غير طبيعي كما أنه يعطينا إشارةً صوتية كلما تجاوز الاستهلاك حداً معيناً خلال مدةٍ محددة و ذلك من تبويبة
Colors and sounds ( الألوان والأصوات ) حيث يتوجب أن نفعل خيار play a sound each time : أصدر صوتاً كلما تجاوز الاستهلاك حداً معيناً و من ثم أن نحدد حجم ذلك الاستهلاك بالميغا بايت MB .
ومن الترويسة DISPLAY MODE ( شكل العرض ) في برنامج الدو ميتار نختار TEXT ONLY ( نص فقط ) حيث يظهر هذا الخيار الاستهلاك الصاعد و الهابط على شكل أرقامٍ واضحة وليس على شكل خطوطٍ بيانيةٍ مبهمة .
الترويسة total and reports (الاستهلاك الكلي و التقارير ) تظهر لنا الاستهلاك الكلي للأنترنت في فترةٍ معينة و يمكننا أن نصفر العداد أي أن نعيد تبدئة العداد من نقطة الصفر من خلال الخيار reset counter ( إعادة تبدئة العداد ) أو تصفير العداد .
الترويسة short period alert ( إنذار الفترة القصيرة ) يعلمنا هذا الخيار بأن الاستهلاك قد تجاوز حداً معيناً و يمكن أن نضع عنوان البريد الكتروني email الخاص بنا ليرسل لنا تقارير عن استهلاك الانترنت في حال كان هنالك أشخاص يستخدمون جهازنا .
من الترويسة general ( خيارات عامة ) نحدد وحدة قياس سرعة الاتصال و معدل تدفق البيانات بوحدة البايت Bytes per seconds بايت في الثانية , لأن التعامل مع وحدة القياس هذه أسهل و أكثر عمليةً من التعامل مع وحدة البت bit .
من الترويسة traffic monitor windows نافذة عرض حركة البيانات , البند Display mode شكل الإظهار , نختار Numeric display : إظهار رقمي ليظهر لنا معدل تدفق البيانات على شكلٍ رقمي .
من الترويسة short period alert إنذار المدة القصيرة , نفعل الخيار alert me when أنذرني عندما يتجاوز الاستهلاك حداً معيناً تقوم أنت بتحديده و هنالك عدة أشكال للإنذار منها إن يقوم الرنامج بإرسال بريدٍ ألكتروني يعلمك بحدوث هذا الأمر و منها أن يقطع البرنامج اتصال الأنترنت عن الجهاز .
وكذلك هي الحال مع الترويسة long period alert إنذار المدى البعيد حيث يتيح لنا هذا عدة خيارات عندما يتجاوز الاستهلاك حداً معيناً منها :
Display notification message أظهر رسالة تنبيه
Send email أرسل بريداً ألكترونياً
Terminate all dial up and VPN Connection قم بإنهاء كافة إتصالات الطلب الهاتفي و اتصالات VPN .
Block all incoming and outgoing network connections قم بإغلاق كافة الإتصالات الواردة إلى الجهاز و الصادرة عنه .
Shut the computer down أطفئ الكومبيوتر .
ومن الخيار E-mail notification ( التنبيه عن طريق البريد الألكتروني ) نضع عنوان بريدنا الألكتروني و نضع اسم مستحدم و كلمة سر خاصة بنا .
■ برنامج الدو ميتار DU meter هو من البرامج الحساسة جداً للفيروسات و عندما لا يعمل هذا البرنامج بشكل طبيعي فهذا يعني غالباً بأن هنالك فيروس ما على الجهاز .
وهنالك برنامج ( النت ليمتر) Net limiter الذي يظهر لنا البرامج التي تتصل بالأنترنت من دون رغبتنا و لكن هذا البرنامج لايمتلك القوة لمنع هذه البرامج من الاتصال بالأنترنت بشكلٍ دائم .
وعلينا أن نعلم بأن البرامج و البرمجيات التي تتصل بالأنترنت بشكلٍ خفي و بالرغم منا هي برامج شديدة الخبث حيث أنها تنشط عندما تنشط حركة المتصفح أو حركة برامج التحميل و تدخل في حالة خمول و كمون عندما يكون المتصفح في حالة كمون حتى لا نلحظ نشاطها و حتى نعتقد بأن استهلاك هذه البرامج هو جزءٌ من استهلاك المتصفح .
وعلينا عدم استخدام المتصفحات التي تحوي الإضافات غير الهامة مثل أشرطة حالة الطقس و أشرطة الراديو لأنها تستهلك الانترنت من وراء ظهرنا .
كما أن منع المتصفح من القيام بتحميل و عرض الصور بشكلٍ آلي يساعد على تخفيض استهلاك الأنترنت وهنالك متصفح مثالي لغرضنا هذا و هو متصفح أوبرا OPERA قديم ( الإصدار 9.64 ) حيث يحوي هذا المتصفح إيقونة سفلية تجعلنا نحدد متى يجب منع عرض الصور ومتى يسمح بعرضها , وعلى أجهزة الهاتف المحمول فإن متصفحات الأوبرا هي الأكثر اقتصادية و توفيراً في النفقات .
□ من البرامج التي يتوجب الحذر منها برنامج : هوت سبوت شيلد Hot spot shield المعد لكسر البروكسي ( اختراق الحجب ) .

إن التخميد الذي تتعرض له إشارة البث الفضائي يخضع للقانون القائل بأن الاستطاعة التي يتم استقبالها تتناسب بشكلٍ عكسي inversely proportional مع مربع المسافة the square of the distance , وينطبق هذا القانون الفيزيائي على كمية الضوء التي تصل إلى أعيننا من نقطةٍ بعيدةٍ كضوء النجوم و مصابيح السيارات , وتخضع إشارات البث لأشكالٍ كثيرةٍ من الضياع و التخميد الناتج عن الأمطار و امتصاص الأشجار و الجدران للإشارة .
ويرتاح العاملون في مجال الاتصالات لاستخدام وحدة الديسيبل decibel (dB ) لقياس ضجيج الإشارة وذلك لأن أي استطاعة يعبر عنها بالوات watt يمكن تحويلها إلى ديسيبل وهذا يستدعي استخدام خوارزمية ( لوغاريتم ) logarithm الأساس عشرة كالآتي :
10 log (p2/p1) (2.1)
حيث p1 هو الإشارة الداخلة إلى الجهاز , و p2 هو الإشارة الخارجة من الجهاز .
فإذا كان الدخل عشرة و كان الخرج واحداً فإن النسبة تكون بينهما 0.10. و تكون القيمة بالديسيبل.10 dB
فإذا تضاعفت قوة المرسل فهذا يعني بأنها قد ازدادت بمقدار 3dB أي ثلاثة ديسيبل .
وإذا كان قمرٌ صناعيٌ ما يرسل إشارةً مقدار قوتها مئة وات 100watts و أردنا أن نضاعف قوة إشارة هذا القمر الصناعي لتبلغ 200w مئتي وات فهذا يعني بأنه يتوجب علينا أن نجد طريقةً لزيادة قوة البث بمعدل ثلاثة ديسيبل 3dB .
وإذا رغبنا في مضاعفة قوة البث لتصل إلى ألفي وات 2000w أي إذا رغبنا في مضاعفة قوة البث عشر مرات فإن علينا أن نضيف زيادةً قدرها عشرة ديسيبل 10dB .
إن الإشارة التي تصل إلى القمر الصناعي من الأرض و يبلغ ترددها ستة غيغاهرتز 6GHZ تمثل 1/1020 من قوة البث وهذا الضياع في قوة الإشارة يدعى بضياعات العبور Path loss وهي بحدود مئتي ديسيبل 200dB .
ويجب أن نضع إشارة سالبة (-) أمام القيمة التي تمثل ضياعات الإشارة , ومن الممكن في بعض الحالات أأن نعبر عن فاقد الإشارة بقيمةٍ موجبة ليتم طرحها من قوة الإشارة .

♥ الصادع (المفرق ) السبليتر splitter و الدايسك Diseqc :
إن كلاً من السبليتر (المفرق ) و الدايسك عبارة عن دارتين كهربائيتين صغيرتي الحجم و منخفضتي الثمن توضعان بين إبرة الإستقبال و بين الريسيفر و لكن هاتين الدارتين تؤديان مهمتين مختلفتين تماماً عن بعضهما البعض ووجه الاختلاف بينهما كالآتي :
□ المفرق splitter يأخذ الإشارة من إبرةٍ واحدة و يفرقها إلى جزئين , فإذا كانت لدينا إبرة استقبالٍ واحدة و كان لدينا جهازي ريسيفر و أردنا تغذية هذين الجهازين من إبرةٍ واحدة فإننا نصل الإبرة بالسبليتر و نأخذ وصلتين من السبليتر فيعمل هذين الجهازين على إشارة إبرةٍ واحدة , و لكن أداء المفرقات قد يتباين من نوعيةٍ لأخرى فبعض المفرقات لا يمكن أن تسمح لأحد الريسيفرات بأن يشغل قناةً فضائيةً ذات استقطابٍ أفقي و أن تسمح للريسيفر الثاني بأن يشغل قناة ذات استقطابٍ عمودي في الوقت ذاته .
□ الدايسك Diseqc : يستخدم الدايسك عندما تكون لدينا عدة إبر استقبال و يكون لدينا جهاز ريسيفر واحد حيث يقوم هذا الدايسك بمزج الإشارات الآتية من تلك الإبر مع بعضها البعض ومن ثم يقوم بإرسالها إلى الريسيفر و كأنها إشارةٌ واحدة آتيةٌ من إبرةٍ واحدة , ولكن تشغيل الدايسك يتطلب منا أن نمكن استخدام هذا الدايسك من برمجة الريسيفر .

تتعرض إشارة الميكروويف للامتصاص الناجم عن الهواء و بخار الماء و يمكن تجاهل ضياعات الإشارة هذه في الترددات الأعلى من 15GHZ غيغاهرتز , كما تتعرض الإشارة للإنحناء الإنكساري REFRACTIVE BENDING , كما تتعرض كذلك للتقلب السريع لاستطاعة الحامل ( الوميض scintillation ) في زوايا الارتفاع المنخفضة ( الزاوية بين المحطة الأرضية و القمر الصناعي) , و يعتبر هذا الوميض شكلاً من أشكال التخميد ATTENUATION الذي تتعرض له إشارة الميكروويف وينجم عن امتزاج الإشارة الآتية بشكلٍ مباشر مع الإشارة المنكسرة refracted في هوائي الاستقبال.

التخميد الناجم عن الأمطار : rain attenuation : يزداد تأثير تخميد الأمطار على موجات الميكروويف كلما ارتفع تردد هذه الموجات و لذلك فإن نظامي البث : كيو باند ku-band و كا باند Ka-band يتعرضان لقدرٍ أكبر من تخميد الأمطار من القدر الذي يتعرض له نظام البث : سي باند C-band , كما تنتج الأمطار وميضاً scintillation وذلك بسبب تشتت الموجات الكهرومغناطيسية بقطرات المطر كما أن قطرات المطر تشع ضجيجاً حرارياً thermal noise .
التأثيرات الأيونوسفيرية Ionospheric : تقوم حقول فارادي Faraday بتدوير و لي موجات الميكروويف ذات الاستقطاب الخطي linear polarization ( الأفقية و العمودية) و يكون هذا التأثير أكثر وضوحاً في نظامي البث S-band و L-band و سي باند C-band ,حيث يكون تأثير حقول فاراداي على أشده خلال نشاط البقعة الشمسية Sunspot وهذا العامل يكون غير ملحوظاً في نظامي البث : كيو باند و كاباند .
□ البقعة الشمسية Sunspot : بقعة داكنة صغيرة تظهر على سطح الشمس ولا يمكن مشاهدتها إلا بالتيليسكوب .
الوميض الأيونوسفيري Ionosphere scintillation : و هذا الوميض الأيونوسفيري يكون واضحاً في المناطق الاستوائية و بشكلٍ خاص على طول خط الاستواء الجيومغناطيسي Geomagnetic equator ,وكما هو حال عامل ( تدوير فاراداي) Faraday rotation فإن هذا الشكل من أشكال التشويش يتضائل كلما ازداد التردد , لذلك فإنه يكون أكثر وضوحاً في الترددات المنخفضة مثل إل – باند L-band و س باند S-band و : سي باند C-band .
و عند الترددات الأكثر ارتفاعاً من 7GHZ غيغاهرتز فإن الأمطار تتسبب في حدوث ضياعاتٍ ملحوظة وخصوصاً في الأماكن المعرضة للعواصف الرعدية THUNDERSTORM وخصوصاً في المناطق الاستوائية و يكون تأثيرها أشد في النطاق : كيوباند و النطاقات ذات التردد الأعلى .
إن تحسين استقبال الإشارة الفضائية يتم إما بزيادة الكسب gain أو بمضائلة الضجيج الحراري noise temperature .
يتم حساب ميزانية دخل و خرج الإشارة باستخدام برامج spreadshit مثل برنامج : ميكروسوفت إكسل Microsoft Excel الموجود في حزمة أوفيس أو برنامج لوتس Lotus 1-2-3 , وهنالك برامج متخصصة في إدارة ميزانية الإشارة الداخلة و الخارجة مثل برنامج : سات ماستر SatMaster من شركة ” آرو للخدمات التقنية” Arrowe Technical Services .
وتبقى الضياعات الناشئة عن عبور إشارة الميكروويف في الفضاء الضياعات الأكبر فقد تصل هذه الضياعات إلى ما بين 180 و 210 ديسبل dB
في الترددات التي تراوح بين 1 و 30 GHZ غيغاهرتز في الأقمار الصناعية ذات المدارات الثابتة و الدوران المتزامن مع دوران الأرض GEO .
وقبل استخدام البرامج الكومبيوترية كان يتم حساب ضياعات الإشارة من نقطة ما تحت القمر الصناعي subsatellite point وهذه الحسابات تتطلب منا معرفة زاوية الارتفاع من الأرض باتجاه القمر الصناعي , وعلى سبيل المثال فإن زاوية ارتفاع elevation angle لقمر التيليستار في Telestar V من مدينة لوس أنجلوس الأمريكية هي 30 درجة تقريباً ( الزاوية الافتراضية التي تقع عند التقاء الخط الوهمي الواصل من القمر الصناعي تيليستار مع أرض لوس أنجلوس ) .
إن موجات الميكروويف تتعرض للامتصاص عند مرورها في الفضاء حيث يزداد الضياع في الإشارة كلما قلت زاوية الارتفاع بين المحطة الأرضية و القمر الصناعي .
□ لماذا ؟
لأنه كلما قلت زاوية الارتفاع بين المحطة الأرضية و القمر الصناعي كلما ازدادت المسافة و ازدادت كمية الهواء التي يتوجب على الإشارة أن تعبر من خلالها .
كما تزداد الضياعات كلما ازداد محتوى الرطوبة في الهواء و أعني هنا الأمطار بشكلٍ خاص .
إن ضياعات الكبل وضياعات موجه الموجة WAVEGUIDE التي تقع بين الهوائي و المضخم ذو الضجيج المنخفض low-noise- amplifier LNA أو محول الكتلة ذو الضجيج المنخفض ( الإبرة) low – noise block converter LNB تضائل من الإشارة المستقبلة و تزيد من الضجيج بذات النسبة وهذه الضياعات تعادل تقريباً 0.5dB .
أما الضياعات التي تقع في الكبل المحوري الذي يصل بين بين إبرة الاستقبال LNB وبين جهاز الاستقبال فإنها لاتؤثر على أداء جهاز الريسيفر .
□ لماذا ؟
لأن هذه الضياعات تقع بعد أن يصبح كسب الإشارة أكبر من 50dB خمسين ديسيبل بعد مرورها في مرحلة التضخيم وذلك بعد مرورها في المضخم الأولي المنخفض الضجيج low noise preamplifier -LNP –حيث تقوم إبرة الاستقبال LNB بتضخيم الإشارة إلى درجةٍ لاتؤثر فيها ضياعات الكبل المحوري الذي يصل بين الإبرة و الريسيفر .
ويتم تصنيف أداء إبر الاستقبال وفقاً لحرارة الضجيج noise temperature الخاص بكل إبرة , و غالباً ما يكون ضجيج الإبرة بين 20k أي عشرين كالفن kelven و 75k ( 75 كالفن ) في نظام البث سي باند C-band .
□ يبدأ مقياس كالفن عند درجة الصفر المطلق absolute zero وهي درجة الحرارة التي تكون فيها طاقة الألكترونات الحركية electron kinetic معدومة ومساوية للصفر و بالتالي يكون الضجيج معدوماً على اعتبار أن كلاً من الضجيج و الحرارة ما هما إلا حركةً عشوائية للألكترونات .

يقوم هوائي الاستقبال الفضائي بالتقاط الضجبج الخلفي background noise من الفضاء الخارجي ومن التضاريس الطبيعية المحيطة وبذلك فإنه يضيف 40k أربعين كالفن من الضجيج إلى نظام البث : سي باند أي ما يعادل 25MHZ ميغاهرتز في تقنية (تحويل الطور الرباعي القطع ) quaternary phase shift keying
الكيو بي إس كي QPSK وهي تعادل رمزاً نسبياً Symbol rate S/R قدره 20Msps لأن الكيو بي إس كي تقوم بنقل 2 بت bits في كل رمز , حيث أن هذه التقنية تسمح بمضاعفة عدد البيتات في الثانية الراحدة bits per seconds , وتحوي الهواتف الخليوية cellular phone مودم كيو بي إس كي مدمج QPSK modem .

تتراوح قوة الإشارة التي تصل إلى الأرض في نظامي البث : كيوباند و سي باند بين صفر و خمسة ديسيبل وات في المتر المربع الواحد 5dBw/m2
و يؤمن مضخم الاستطاعة العالية ( مضخم البث ) في المحطات الأرضية استطاعةً قدرها 850W وات , وهي استطاعةٌ كافية للتواصل مع الأقمار الصناعية على مستوىً تجاري أي على مستوىٍ يؤمن تدفق بيانات وفق حزمةٍ عريضة و يكون هنالك فاقدٌ قدره 2dB ديسيبل بين مضخم الاستطاعة العالية High-power amplifier
HPA و بين هوائي المحطة الأرضية و تقع خسارة الإشارة بشكلٍ خاص في موجه الموجة WAVEGUIDE وهو عبارة عن أنبوبٍ يحدد بشكل ميكانيكي استقطاب الإشارة عند بثها , وتكون الضياعات الواقعة عند ترددٍ قدره 6GHZ أعلى من الضياعات الواقعة عند ترددٍ أدنى و لنقل مثلاً 4GHZ .
و يتعرض نظام البث : سي باند C-band لتشويشٍ و تداخل من شبكات الاتصال الأرضية حيث أن كثيراً من شبكات الاتصال الأرضية تستخدم هذا الشكل من أشكال البث .

يستخدم نظام النفاذ المتعدد Multiple Access System للسماح لأكثر من محطةٍ واحدة بأن تتشارك في الوقت ذاته على مرسلٍ واحد في قمرٍ صناعيٍ ما و أن تتعامل معه في الوقت ذاته , وبعض أنظمة المشاركة في التردد لا تعتبر أنظمة نفاذٍ متعددٍ بمعنى الكلمة و إنما تعتبر كتقنيات إعادة استخدام التردد frequency reuse وذلك من خلال ما يدعى بالاستقطاب المتقاطع cross polarization , حيث تمكننا هذه التقنيات من إعادة استخدام التردد الواحد مرةً ثانية وذلك بأن يكون هنالك مثلاً استقطابٌ أفقي و استقطابٌ عمودي للتردد ذاته فتستخدم إحدى الجهات الاستقطاب الأفقي و تستخدم الجهة الثانية الاستقطاب العمودي , ونحن نجد هذا الأمر في البث الفضائي التلفزيوني حيث نجد باقتي ترددات عاملتين على التردد ذاته ولكن إحداهما ذات استقطابٍ أفقي H و الثانية ذات استقطابٍ عموديV .

تقوم المحطات الفضائية بتخزين سيل البيانات stream of data في ذاكرة تخزينٍ مخبئيٍ مؤقت Buffer memory وبعد ذلك تقوم ببث سيل البيانات هذا إلى القمر الصناعي حسب مقدرتها على البث ويتم ذلك بعد تحويل البيانات إلى رزم و مزامنتها synchronize أي أن يتم بثها وفق إطارٍ زمنيٍ متناسب ٍ بين المحطة الأرضية و القمر الصناعي حتى لا يحدث تراكبٌ للبيانات overlap في القمر الصناعي .
إن عملية المزامنة synchronization هذه تستدعي أن يتم وضع البيانات ضمن فجواتٍ زمنية time slots وهذه الفجوات الزمنية تتكرر وفق معدلٍ زمنيٍ ثابت .
ويمثل بروتوكول ( ألوها ) ALOHA تقنيةً زهيدة التكاليف لنقل البيانات عبر الشبكات و منع حدوث التراكب الزمني TIME OVERLAP أي اصطدام رزم البيانات مع بعضها البعض collision و تلفها جراء ذلك .
وباختصارٍ فإن عملية مزامنة البيانات تعني وضع هذه البيانات ضمن إطارٍ زمنيٍ قياسي تم التفاهم عليه بشكلٍ مسبق بحيث يمكن نقل هذه البيانات من جهازٍ لآخر دون أن تتعرض للتلف و الضياع و تتم هذه المزامنة بوضع البيانات ضمن فجواتٍ زمنيةٍ موجودة ضمن ذلك الإطارٍ الزمني .
بعد تلقي البيانات بشكلٍ صحيح يقوم بروتوكول ( ألوها) بإرسال إقرارٍ ( إشعار) إيجابي acknowledgement positive بتلقي هذه المعلومات من الطرف المرسل و في حال لم يتلقى الطرف المرسل للبيانات ذلك الإقرار خلال مدةٍ معينةٍ من الزمن فإنه يتوقف عن إرسال البيانات لفترةٍ من الزمن لمنع حدوث اصطدامٍ للبيانات collision ومن ثم يعيد إرسال تلك البيانات وهذه العملية تؤدي إلى وقوع زمن تأخير time delay .
وهنالك حيز وقايةٍ زمني guard time بين دفقات البيانات ويفيد هذا الحيز الزمني في تأمين تزامن البيانات .
ويعادل زمن التأخير time delay نصف الإطار الزمني frame time وهذا الإطار الزمني متناسبٌ مع عدد المحطات الأرضية التي تشترك في استخدام القناة ذاتها , حيث يتوجب على كل محطةٍ أرضية أن تنتظر دورها حتى تستعمل هذه القناة المشتركة .

يتراوح تردد موجات الميكروويف المستثمرة في مجال الاتصالات الفضائية بين 1 و 30GHZ غيغاهرتز وهنالك مبدأ يخص تردد موجات الميكرويف يجب ألا يغيب عنا أبداً فكلما انخفض تردد موجات الميكروويف كانت طريقة انتشارها و انتقالها أفضل , وكلما ارتفع تردد موجات الميكروويف هذه كان عرض الحزمة bandwidth فيها أكبر و بالتالي كانت قادرةً على نقل كميةٍ أكبر من البيانات .
يؤمن النطاقين ل باند L-band و س باند S-band عمل الخدمات الفضائية المحمولة MSS الذي تعمل عليه شركاتٌ عملاقة من أمثال : إنمار سات و الثريا حيث تؤمن هذه الخدمة التي تعمل على ترددات ميكروويف منخفضة نسبياً عرض حزمة bandwidth يتراوح بين 1 و 2.5 غيغاهرتز .
أما الأقمار الصناعية العاملة على النطاق UHF فإنها تستخدم في بثها استقطاباً دائرياً circular polarization – cp وذلك حتى تتجنب تأثيرات فارادي Faraday المغناطيسية حيث أن طبقة الغلاف المتأين ( الأيونوسفير ) ionosphere تقوم بتدوير و لي الموجات ذات الاستقطاب الخطي linear-polarization و يقصد بالموجة ذات الاستقطاب الخطي الموجة التي تتحرك في خطوط مستقيمة سواءً أكانت تلك الخطوط عمودية V أو أفقية H .
ويتراوح تردد المجال UHF بين 300MHZ ميغاهرتز و 1GHZ غيغاهرتز و لكن كلاً من المجال UHF و المجال VHF و المجال FM هي مجالاتٌ ذات تردداتٍ منخفضة و بالتالي فإنها مجالاتٌ ذات عرض حزمةٍ ضيقة narrow bandwidth , و بالنتيجة فإنها مجالاتٌ بطيئةٌ في نقل البيانات حيث لا تتجاوز سرعتها بضعة آلاف هرتز أي ما يعادل بضعة كيلوبايتات kilobytes في الثانية .
لقد كان القمر الصناعي ” تاسكات ” Tascat أول قمرٍ صناعي يؤمن خدماتٍ صوتيةٍ ذات حزمةٍ ضيقة كخدمات الاتصال الهاتفي , أما القمر الصناعي أورب كوم Orb comm فقد كان و ربما ما يزال القمر الصناعي الأوحد الذي يعمل وفق المجال VHF وهذا القمر الصناعي هو من أقمار المدارات المنخفضة LEO .

□ طبقة ( الغلاف المتأين) الأيونوسفير ionosphere : هي الطبقة التي تمكن من إنتشار الإشارة اللاسلكية حول الكرة الأرضية و تعتبر هذه الطبقة جزءاً من الغلاف الجوي للكرة الأرضية earth’s atmosphere وتبدأ هذه الطبقة ابتداءً من بعد 50 كيلومتر عن سطح الكرة الأرضية و قد دعيت هذه الطبقة بهذا الاسم لأن الغازات الموجودة فيها هي غازاتٌ متأينة ionization وهذه الغازات المتأينة هي التي تساعد على انتشار موجات الميكروويف .
□ التأين ionize هو تحول المادة إلى أيونات ions والأيونات هي عبارة عن ذرة أو مجموعة من الذرات تغيرت شحنتها الأصلية ( كانت سالبة و أصبحت موجبة أو كانت موجبة و أصبحت سالبة ) وذلك بسبب فقداتها أو اكتسابها لإلكترونٍ electron واحدٍ أو أكثر .
□ ميكائيل فاراداي Faraday Michael 1791-1867 : عالم إنكليزي اكتشف العلاقة بين الكهرباء و الظواهر المغناطيسية magnetism .

يشار إلى المجال الذي تتتراوح تردداته بين 1 و 2GHZ غيغاهرتز بالنطاق : ل باند L-band وقد استخدمت القوات البحرية الأمريكية هذا النطاق في اتصالاتها و ابتداءً من العام 1970 بدأ استثمار هذا المجال على شكلٍ تجاري و بدأ هذا النطاق يحل مكان الاتصالات ذات الترددات العالية ( الغير فضائية) و إشارات مورس Morse code , كما بدأت شبكة إنمارسات Inmarsat في تقديم الخدمات الفضائية المحمولة MSS وقد كانت هذه الخدمات في بداياتها تتطلب وجود هوائيٍ قطره متر واحد موجهٌ بشكلٍ دقيق نحو القمر الصناعي , أما في أيامنا هذه فقد أصبحت هوائيات الأجهزة التي تقدم الخدمات الفضائية المحمولة صغيرةً جداً و لا تحتاج إلى أن يتم توجيهها نحو القمر الصناعي وهذا مانراه في هوائيات النطاق : ل باند L-band و يحوي هوائي النطاق ل باند L-band على ملفٍ سلكي مؤلفٍ من سلكين حلزونيين bifilar helix , و هذا النطاق يتم بثه وفق استقطابٍ دائري circular polarization .
لماذا ؟
لأن حقول فارادي المغناطيسية تقوم بتدوير الاستقطاب الخطي في موجات الميكروويف ذات الترددات المنخفضة و بما أن هذا المجال هو مجالٌ ذو ترددٍ منخفض لذلك فإنه سيكون عرضةً لمؤثرات فاراداي لذلك يتم بثه وفق استقطابٍ دائري حتى لا تؤثر فيه حقول فاراداي المغناطيسية .
وبما أن النطاق : ل باند L-band يمتاز بتردداته المنخفضة لذلك فإنه لا يتأثر بعامل تخميد الأمطار rain attenuation ,ولكن طبقة الأيونوسفير ( الغلاف المتأين ) تتسبب في حدوث شكلٍ من أشكال التخميد يدعى بوميض الغلاف المتأين أو الوميض الأيونوسفيري ionospheric scintillation و ينتج هذا الشكل من أشكال الوميض عن انشطار إشارة التردد الراديوي RF إلى جزئين هما :
□ الإشارة التي تصل بشكلٍ مباشرٍ إلى جهاز الاستقبال .
□ الإشارة المنعكسة التي تصل إلى جهاز الاستقبال بشكلٍ غير مباشر بعد اصطدامها بالعوائق المختلفة .
حيث تنضم هاتين الإشارتين إلى بعضهما البعض بشكلٍ عشوائي في جهاز الاستقبال و يكون هذا الشكل من أشكال الوميض ملحوظاً في المناطق الاستوائية في أوقات الاعتدال Equinoxes أو الاستواء التي يتساوى فيها طول النهار مع طول الليل وهنالك اعتدالٌ ربيعي يحدث في 21 مارس ( آذار) و الاعتدال الخريفي الذي يحدث في 23 سبتمبر ( أيلول) .
إن كلاً من وميض الغلاف المتأين و دوران فارادي Faraday rotation المسبب لاستدارة الاستقطاب الخطي يتضائلان كلما ارتفع التردد إلى درجةٍ يصبح فيها تأثيرهما شبه معدوم في النطاق الترددي : كيوباند Ku-band و النطاقات ذات الترددات الأعلى .

وبما أن ترددات النطاق كيوباند Ku-bandهي أعلى من ترددات النطاق سي باند C-band وبما أن خدمات الأنترنت الفضائي المنزلي : في سات VSAT و خدمات تقنية DTH تعتمد في عملها على هذا التردد فإنها تكون أكثر عرضةً لعامل التخميد بفعل الأمطار rain attenuation , ولكن من الممكن التقليل من تأثيرات هذا العامل بزيادة قوة البث و تحسين شكل تضمين البيانات في الموجة الحاملة modulation و تحسين عامل التصحيح المسبق للخطأ forward error correction .

□ النطاق : كا باند Ka-band :
يتوفر لهذا النطاق 2 غيغا هرتز GHz مخصصة للوصلة الصاعدة uplink و الوصلة الهابطة downlink و هنالك من هذا الطيف الترددي المخصص لهذا النطاق 500 MHz ميغا هرتز مخصصة للأقمار الصناعية ذات المدارات المنخفضة و غير المتزامنة مع دوران الأرض non-GEO satellites , و هنالك 500 MHz ميغا هرتز أخرى من هذا النطاق الترددي مخصصة للاتصالات اللاسلكية الثابتة wireless access fixed .
ويمكن استقبال هذا النطاق الترددي باستخدام هوائي استقبال صغير الحجم , كما أن هذا النطاق الترددي يسمح بتوضع الأقمار الصناعية على بعد درجتين من بعضها البعض 2° دون أن يحدث تداخلٌ أو تشويشٌ بينها , كما يتميز هذا النطاق الترددي بأن بقعة أشعته spot beams صغيرة الحجم و بهذا كله فإنه يشابه النطاق الترددي كيو باند Ku-band .
وثمة تشابه آهر بين هذين النطاقين يتمثل في أن النطاق : كا باند , ونظراً لتردداته المرتفعة فإنه معرض إلى عامل التخميد بفعل الأمطار rain attenuation
و لكن من الممكن التغلب على هذه المشكلة إما بزيادة قوة البث أو بزيادة حساسية الاستقبال بزيادة قطر هوائي الاستقبال ومن الممكن كذلك التغلب على هذه المشكلة بتقليل معدل تدفق البيانات data rate خلال أثناء سقوط الأمطار أو العمل على تردداتٍ منخفضة كترددات النطاق : كيو باند Ku و النطاق : سي باند C-bands أثناء هطول الأمطار .

يسمح النطاق الترددي : كا باند Ka-band بتأمين خدمة الأنترنت من النمط : دي إس إل DSL و نمط مودم الكابل modems cable , حيث تسمح الطرفيات ذات الفجوة المتناهية في الصغر Ultra-small aperture terminals (USATs) بتأمين تدفق بياناتٍ ثنائية الاتجاه two-way و بسرعاتٍ عالية جداً تتراوح بين 384 Kbps كيلو بايت في الثانية و بين 20 Mbps عشرين ميغا بايت في الثانية .
وهنالك اليوم مشروع تقوده مجموعة تيليديسك Teledesic و هذا المشروع المتجاوز للكيانات والحدود يعتمد على مجموعة من الأقمار الصناعية التي تدور في مداراتٍ منخفضة LEO و تعمل على النطاق الترددي : كا باند Ka-band و يهدف هذا المشروع إلى تأمين خدمة أنترنت عالمية متجاوزة للكيانات بحيث تؤدي الخدمات التي تؤديها االيوم خدمة غلوب ستار التي تستخدم أقمار صناعية ذات مدارات غير مرتفعة و غير متزامنةٍ مع دوران الكرة الأرضية non-GEO Globalstar
والتي تعمل على النطاقين التردديين : ل باند و س باند L/S-band .
وفي المجال العسكري فإن البحرية الأمريكية تستخدم النطاق الترددي : كا باند Ka-band , كما أن القوات الجوية الأمريكية بدأت باستخدام النطاقين الترددين : إكس باند X- and و كا باند Ka-band .

□ النطاقين التردديين : كيو و في باند Q- and V-Bands :
مازالت النطاقات الترددية الأعلى من 30 GHz غيغاهرتز مثل النطاقين الترددين : كيو باند و في باند Q- and V-bands نطاقات تجريبية وذلك بسبب تعرض هذه النطاقات الترددية المرتفعة لقدرٍ كبيرٍ من تخميد الإشارة الناجم عن الأمطار و امتصاص الفضاء لهذه الترددات , وفي الوقت الحالي فإن هذه التردددات قد تصلح لعمل الوصلات المتقاطعة cross links أو ما يدعى بالتسمية : آي إس إل ISLs وهي الوصلات اللاسلكية التي تمكن الأقمار الصناعية ذات المدارات البعيدة الثابتة المتزامنة مع دوران الأرض GEO من التواصل مع الأقمار الصناعية غير المتزامنة مع الأرض non-GEO satellites و في أيامنا هذه تستخدم هذه الوصلات الفضائية البينية في نظام : إيريديوم Iridium للأقمار الصناعية فقط و تعمل على النطاق الترددي : كا باند Ka-band .
كما تمت تجربة استعمال أشعة ليزر lasers لتشغيل الوصلات الفضائية البينية ISL التي تمكن الأقمار الصناعية من التواصل مع بعضها البعض , وتختلف أشعة ليزر من نواحي متعددة عن موجات الميكروويف microwave المستخدمة في الاتصالات الفضائية , حيث يكون المنفذ aperture في حال أشعة ليزر أضيق من منفذ موجات الميكروويف , كما أن الوصلات الليزرية laser links تكون أكثر تعقيداً بسبب ضيق عرض الإشعاع beamwidths في أشعة ليزر .
وعلى كل حالٍ فقد استخدمت الوصلات البينية اليزرية laser ISL في المركبة الفضائية : أرتيميس Artemis حيث دعيت هذه الوصلات الليزرية بتسمية : سيليكس
SILEX .

إن الجيل الأخير من أقمار البي إس إس BSS satellites الصناعية تميز بمقدرته على بث موجاتٍ راديوية RF شديدة القوة وهذا الأمر مكننا من استقبال إشارة هذه الأقمار الصناعية باستخدام هوائياتٍ صغيرة الحجم و لكن هذه الأقمار الصناعية تناسب أغراض البث الفضائي وحيد الاتجاه أكثر مما تناسب الخدمات التفاعلية الثنائية الاتجاه two-way كخدمة الأنترنت : في سات VSATs .
أما الخدمات الفضائية الجوالة : إم إس إس MSS فإنها تمكننا من التواصل المباشر مع الأقمار الصناعية باستخدام هاتفٍ محمول مشابهٍ للهاتف الخليوي cellular .
وتتعلق قوة بث القمر الصناعي بأعداد مستقبلي بث هذا القمر فإذا كان قمر صناعيٌ ما يتوجه ببثه نحو عشرة ملايين جهاز استقبالٍ منزلي فيجب عندها أن تكون قوة بث هذا القمر الصناعي dBW 50 ( خمسين ديسيبل وات ) وذلك للحصول على جودة التقاطٍ مثالية , وكلما انخفضت قوة بث القمر الصناعي تطلب الأمر استخدام هوائياتٍ أكبر حجماً لالتقاط بث هذه الأقمار الصناعية و لكن زيادة قوة بث القمر الصناعي ليست بالأمر السهل فهي مسألةٌ مكلفةٌ جداً .
ويمكن زيادة قوة بث القمر الصناعي إلى درجةٍ تمكننا من التقاط بثه باستخدام هوائياتٍ لا يتجاوز قطرها 45 سنتيمتر وهذه الهوائيات هي من فئة هوائيات dBW 55
( خمسةٌ و خمسين ديسيبل وات ) .

وثمة أقمار صناعية تعمل على نطاقٍ تردديٍ واحد و تدعى هذه الأقمار الصناعية بالأقمار ذات النطاق الواحد single-band satellite و هنالك أقمار صناعية تعمل على نطاقين ترددين و تدعى بالأقمار الهجينة ثنائية التردد a dual-frequency hybrid satellite و قد كان القمر الصناعي إنتلسات INTELSAT أول قمرٍ صناعيٍ هجين Hybrid satellite حيث كان يعمل على النطاقين التردديين : سي C- و كيو باند Ku-band ومن ثم أضيف نطاق ترددي ثالث هو النطاق : ل باند L-band
بتم استثماره من قبل إنمارسات Inmarsat .

□ معادلة حساب كسب منطقة التغطية لإشارة القمر الصناعي :
G = 27000 / 2Ф
حيث G هو كسب الإشارة Gain و Ф هو قطر منطقة التغطية الدائرية مقاسة بالدرجة من قمرٍ صناعي متوضع في مدارٍ ثابت ذو دورانٍ متزامن مع دوران الأرض GEO جيو .
وتبلغ التغطية الأرضية للقمر الصناعي بالدرجة عندما تقاس من قمر : جيو GEO غالباً سبعة عشر درجة 17° .
27000 / 172 = 93.4
أو ما يعادل 19.7 dBi
وتقاس مساحة منطقة التغطية بالدرجة المربعة square degrees أي أنها تقاس برقم مرفوع للقوة 2 .

□ يطلق مصطلح : المكرر Repeater على الجزء الذي ينقل الإشارة ما بين الوصلة الصاعدة و الوصلة الهابطة
ومن الشائع في نظامي البث : سي باند C- و كيو باند Ku-band أن تتم تجزئة هذا المكرر repeater إلى عدة أجزاءٍ يدعى كل جزءٍ منها بالمرسل transponder
حيث يحمل كل مرسلٍ من هذه المرسلات جزءاً مخصصاً من عرض الحزمة bandwidth الكلي .
ويحدث أحياناً أن تطلق تسمية : المرسل transponder على المكرر repeater وهذا شكلٌ من أشكال الخلط لأن مصطلح ” المكرر ” أعم و أشمل , فالمرسل Transponder هو جزءٌ من المكرر .

ويدعى الشكل السائد من أشكال المرسلات بالأنبوب المنحرف Bent-Pipe وهي المرسلات الشائعة غالباً في نظام البث التماثلي وهنالك شكل أحدث يدعى بمكررات المعالجات الرقمية الداخلية digital onboard processing (OBP ) – OBP repeater .
ويقوم كل مرسل transponder في مكررات الأنبوب المنحرف bent-pipe repeater بالتعامل مع عرض حزمةٍ ثابتٍ و مخصص من عرض الحزمة الكلي أي عرض حزمة ” المكرر ” ويقوم المرسل باستقبال و بث عرض الحزمة المخصص هذا .
وهنالك علاقةٌ رياضيةٌ ما بين عدد المرسلات transponders المتاحة و بين عرض الحزمة الكلي bandwidth حيث أن عدد المرسلات يساوي عرض الحزمة الكلي مقسوماً على عرض الحزمة المخصص لكل مرسل .
مع الانتباه إلى أنه سيكون هنالك ما نسبته 10 إلى 15% مخصصة لنطاق الحماية guard band الذي يتوضع على هوامش كل مرسل أو كل حزمةٍ ترددية و الغاية منه منع حدوث تداخلٍ بين المرسلات أو الحزم الترددية المختلفة .

ينقل مكرر الأنبوب المنحرف bent-pipe satellite repeater الإشارة من هوائي الاستقبال إلى هوائي البث و يحوي هذا المكرر على عدة مسارات يكون كل مسارٍ منها مخصصاً لمعالجة قناةٍ محددة , و يتألف المسار المخصص لكل قناةٍ من مرشح تمرير حزمة Bandpass filter – F يستلم الإشارة من هوائي الاستقبال و يمررها إلى مضخم قائد / محدد Driver/limiter/amplifier DLA – وهذا المضخم يقوم بدوره بتمرير الإشارة إلى مضخمٍ ذو استطاعةٍ عالية A
High-power amplifier وذلك لتهيئة الإشارة للبث و بعد ذلك تمرر الأشارة إلى مرشح تمريرٍ منخفض LPF – Lowpass filter ومنه إلى هوائي البث .
وتعتبر المرسلات من فئة الستة و ثلاثون ميغا هرتز -MHz transponder 36 مرسلات نمطية في الأقمار الصناعية ذات الأنبوب المنحرف و التي تقدم خدماتها للتجهيزات التماثلية analog و الرقمية .
تعتبر محولات فورير السريعة ( fast Fourier transform (FFT من أشهر معالجات الإشارة الرقمية (digital signal processing (DSP وهذه المحولات تأخذ الإشارة في نطاقها الزمني time domain أي تأخذ الإشارة على شكل موجة waveform و تحولها إلى مجموعة من الترددات أي أنها تحول الإشارة إلى طيفٍ ترددي a frequency spectrum .
وعندما تكون الإشارة ذات شكل رقمي digital format يمكننا عندئذٍ مضاعفتها و ترشيحها ( فلترتها ) و تعديلها و معالجتها بشكلٍ تام باستخدام معالجٍ رقمي digital processor و برمجيات مخصصة أي باستخدام جهاز كومبيوترٍ اعتيادي علماً أن القيام بهذه العمليات كان يتطلب وجود عناصر و دارات الكترونية مخصصة لهذه الغايات مثل المازج mixer و المرشحات filters و المضمنات modulators .
وبالأمس القريب كان تحويل صوت الإنسان إلى صوت البطة المشهورة في مسلسلات والت ديزني مثلاً يستدعي وجود دارة الكترونية معدة خصيصاً لهذه الغاية أما اليوم فإن بإمكاننا القيام بهذه العملية على أي جهاز كومبيوتر باستخدام برمجيات تحرير الصوت فقط .
□ ربي لك الحمد كما ينبغي لجلال وجهك و عظيم سلطانك .

ammarsharkia@hotmail.com

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

WordPress.com Logo

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

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

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

Connecting to %s