ستتعرف في هذا الدرس على شبكات النقال وتطورها واستخدامها في الحياة اليومية. وستتعرف أيضا على شبكات الأقمار الصناعية وتأثيرها على الحياة اليومية، كما ستتعرف على نظام تحديد المواقع العالمي ( GPS ) والطرق المختلفة لإستخدامه.

شبكات النقال :

شبكة النقال هي شبكة خلوية تتكون من محطات مركزية (هوائيات) وهواتف نقالة ومراكز تحويل رقمية

المحطة المركزية :

توفر الإتصال بين الأجهزة النقالة وشبكة الهواتف العامة. وتتكون من :

• هوائيات الميكروويف.
• برج الإرسال.
• محطة التجهيزات .

أجيال شبكات النقال :

• الجيل الأول (1G)

اعتمد الجيل الأول على ما يسمى بمعيار نظام الهاتف النقال التناظري تم استخدام معايير مختلفة من الجيل الأول في جميع أنحاء العالم، مما أدى إلى ظهور نظام اتصالات يسمح بالمكالمات الصوتية بين المشتركين داخل نفس البلد فقط، ويقدم سرعة بيانات (صوتية) بمعدل نقل يصل إلى 24 كيلو بت في الثانية. لم تعد هذه التقنية التناظرية قيد الإستخدام حاليا وتم استبدالها بمعايير رقمية جديدة

• الجيل الثاني ( 2G) :

تم تطوير معيار رقمي جديد وهو النظام العالمي للإتصالات المتنقلة (GSM)في فنلندا عام .1991 تم تمكين العديد من الخدمات بواسطة التقنية الرقمية المستخدمة هذه مثل الرسائل النصية القصيرة (SMS )ورسائل الوسائط المتعددة ( MMS )والرسائل المصورة. تميزت تقنية الجيل الثاني بوجود عملية تشفير البيانات التي ساهمت بشكل كبير في خصوصية البيانات. وصل معدل نقل البيانات إلى 64كيلو بت في الثانية

• الجيل الثالث (3G)

تدمج تقنية الجيل الثالث بين ميزات الجيل الثاني مع بعض التقنيات والبروتوكولات الجديدة، وتمكنت من تقديم وصول عالي السرعة إلى البيانات وخدمات صوتية متنوعة. ازدادت سرعة نقل البيانات لتصل إلى 2ميجابت في الثانية كحد أقصى وتم إضافة ميزات جديدة كإمكانية الوصول إلى الأنترنت عبر الهاتف النقال ومكالمات الفيديو والتلفزة النقالة .

• الجيل الرابع ( 4G) :

توفر خدمات الجيل الرابع سرعات أعلى من الجيل الثالث نظرا لإنخفاض زمن الوصول، مما يمكن مستخدمي شبكة الجيل الرابع من الأستمتاع بالسرعة الفائقة للبيانات والتي قد تصل إلى 1جيجابت في الثانية وذلك دون انقطاع، وكذلك الحصول على جودة صوت عالية في المكالمات الهاتفية. يمكن للسرعة التي توفرها هذه التقنية تحويل الهاتف الذكي إلى جهاز حاسب

• دمج ( تجسير ) الشبكات Bridge mod :

يمكن من خلال تقنية الجيل الرابع دمج البنية التحتية للشبكة الحالية مع التقنية اللاسلكية وتوفير اتصال عالي السرعة في المناطق التي يكون فيها اتصال النطاق العريض بطيئا، حيث يمكن استخدام أجهزة توجيه الجيل الرابع كبوابة للوصول إلى الأنترنت، كما يمكن استخدامه كاتصال احتياطي في حالة فشل اتصال النطاق العريض الأساسي .

• الجيل الخامس ( 5G) :

هي أحدث جيل من شبكات النقال يستخدم الجيل الخامس نوعاً جديداً من شبكات الهاتف النقال بتصميمات مختلفة للهوائيات. تم إنشاء هذه التقنية بناء على ثلاث ركائز : سرعات أعلى، شبكة واسعة، وزمن وصول أقل. يمكن للشبكات الجديدة نقل البيانات بسرعة كبيرة (بسرعات قصوى تصل إلى 10 أو 20 جيجابت في الثانية) لعدة مستخدمين وبدقة عالية وتأخير زمني قليل وقد بدأت بعض شركات التقنية ومختبرات الأبحاث تختبر نماذج الجيل السادس فمسلسل الأبتكار لا يتوقف

الأقمار الصناعية :

• شبكات الأقمار الصناعية :

ولديها عرض نطاق ترددي مشترك مختلف تماماً، وتصميم الشبكة، وإعدادها، وتشغيلها، فضلاً عن تكاليف التشغيل والتطبيقات التي تدعمها. وأهم وظيفة لشبكات الأقمار الصناعية هي توسيع إمكانية الوصول إلى تطبيقات الأتصالات الهاتفية والتلفزيون والوصول السريع إلى الأنترنت في الأماكن التي يصعب فيها تركيب شبكات الكابلات ودعمها. يمكن لهذه الشبكات أيضا تقديم هذه الخدمات للسفن والطائرات و المركبات والأماكن التي تتجاوز قدرات الشبكات الأرضية .

• الوصول إلى الأنترنت عبر الأقمار الصناعية :

يستهدف الأنترنت عبر الأقمار الصناعية الأشخاص الذين لا يستطيعون الوصول إلى نظام مزود الخدمة على الأرض، حيث يمكنهم من الأتصال بالأنترنت عبر الأقمار الصناعية، ويحتاج ذلك إلى وجود طبق الأقمار الصناعية على الأرض ووجود اتصال مستمر بالقمر الصناعي. يكون هذا النوع من الأتصالات أكثر تكلفة من الأتصال الأرضي وأبطأ في بعض الأحيان. توجد سمة مهمة أخرى في هذا الأتصال وهي فترة الأنتظار (Latency) حيث يعد الأنتظار مصطلحا شائع الأستخدام في عالم الأقمار الصناعية ويشير إلى المدة التي تستغرقها المعلومات في إجراء رحلة ذهاب وإياب عبر اتصال القمر الصناعي

• نظام تحديد المواقع العالمي GPS :

هو نظام للملاحة عبر الأقمار الصناعية تم تطويره من قبل وزارة الدفاع الأمريكية في السبعينيات من القرن الماضي، وقد خصص في بداياته للأغراض العسكرية، ثم سمح به للأستخدام المدني في الثمانينات تتكون شبكة نظام تحديد المواقع (GPS) من حوالي 30قمراً صناعيا تدور حول الأرض مرتين في اليوم. تم تصميم مدارات الأقمار ليكون ستة أقمار صناعية في مجال رؤية معظم الأماكن على الأرض. تبث الأقمار الصناعية الخاصة بنظام تحديد المواقع العالمي ( GPS ) إشارات راديو لاسلكية بموقعها وحالتها ووقتها الدقيق من الساعات الذرية الموجودة على متنها. يستقبل جهاز (GPS)إشارات الراديو ويستخدمها لحساب المسافة بينه وبين كل قمر صناعي في مجاله رؤيته. بمجرد أن يحدد جهاز (GPS) المسافة بينه وبين أربعة أقمار صناعية على الأقل، يمكنه استخدام الحسابات الهندسية لتحديد موقعه على الأرض بثلاثة أبعاد، وللتصوير ثنائي الأبعاد يجب توافر ثلاثة أقمار صناعية على الأقل. تسمى العملية المستخدمة لتحديد الموضع بالتثليث المساحي وهي طريقة رياضية لقياس المسافات

• تقنية التعقب باستخدام GPS :

نظام تحديد المواقع العالمي GPS هو طريقة لتحديد موقع شيء ما بدقة. تم تضمين هذا النظام في العديد من الأجهزة كالهواتف النقالة والمركبات، ومن أمثلة استخدامه تحديد مواقع المركبات للشركات المالكة لها، ومعرفة مسارات سيرها عبر الدولة أو عبر العالم، وتتبع البشر مثل الأطفال أو كبار السن وإلخ و يوجد تصنيفان لأجهزة التعقب: الأجهزة النشطة والأجهزة غير النشطة. إن أجهزة التعقب غير النشطة تستخدم لقياس المسافات أثناء التزلج، أو العدو، أو ركوب الدراجة. وعلى الجانب الأخر فإن أجهزة التعقب النشطة تستخدم لأغراض الأمان والحماية

• نظام تحديد المواقع غاليلو (Galileo) :

طور الأتحاد الأوروبي من خلال وكالة الفضاء الأوروبية نظام تحديد المواقع الجغرافي الجديد غاليلو للأغراض المدنية على وجه الخصوص , فإن نظام غاليليو المنتشر بأكمله سيتألف من 24قمراً صناعياً فاعلا بالإضافة إلى ستة أقمار صناعية احتياطية في مدار الأرض، توضع في ثلاثة مدارات أرضية متوسطة ( MEO )وعلى ارتفاع 2322كم فوق الأرض. يتم استخدام مركزين للعمليات الأرضية لهذا النظام، أحدهما في ألمانيا والأخر في إيطاليا، وذلك للتحكم في هذه الأقمار الصناعية. يهدف نظام غاليلو إلى تمكين المستخدمين الأوروبيين من الأستقلال عن أنظمة الملاحة الأخرى مثل أنظمة (GPS)الأمريكي أو ( GLONASS )الروسي.يوفر هذا النظام الجديد إمكانية تحديد الموقع في حدود متر واحد في ظل أفضل الظروف الممكنة، وتتوفر أغلب خدماته بشكل مجاني

• التعقب (التتبع) الألكتروني :

لقد تطورت صناعة التعقب الألكتروني بشكل مثير ومخيف في ذات الوقت. من الطبيعي ألا يرغب أي شخص في أن يتم تعقبه أو مراقبة بياناته كالمواقع الألكترونية التي قام بزيارتها أو رسائل البريد الألكتروني أو أجهزته الخاصة الأخرى. يقوم مطورو متصفحات المواقع الألكترونية بملاحقة بعض أساليب مراقبة البيانات المخادعة، وكذلك تضع بعض الحكومات سياسات صارمة ضد التعقب الألكتروني. تتضمن المعلومات الرئيسة التي تجمعها خدمات التعقب ما يطلق عليه "بيانات الضغط بالفأرة"، والخاصة بجمع المعلومات المتعلقة بعادات وأنماط تصفح الأنترنت وما يضغط عليه المستخدم والبيانات الأساسية التي يقوم بجمعها

رابط تحميل ملف الدرس من نوع PDF للطباعة : 

انقر هنا

رابط معاينة ملف الدرس في المتصفح : 

انقر هنا

رابط شرح الدرس عبر قناتنا على اليوتيوب : 

انقر هنا للمشاهدة