مقدمة لانظمة و صيانة المحمولmobile repair جوالات الجيل 2G .

جوالات الجيل  2G .

تعتبر جوالات الجيل الثاني2G هي أول جوالات تعمل بالنظام القمي والتي بدأ استخدامها فى التسعينات من القرن الماضي ، ويستخدم جوال الجيل الثاني نفس تكنولوجيا الراديو كما في التليفون الجوال التناظري ( جوال الجيل الأول) ولكن تستخدم بطريقة مختلفة .

ففي النظام التناظري لا تستخدم كل إمكانيات الإشارة المتبادلة بين الجوال والشبكة التابع لها . حيث إنه من غير الممكن أن يتم ضغط وتشفي الإشارة التناظرية مثل الإشارة الرقمية . ولكن في الإشارة الرقمية يتم ضغط وإعادة معالجة الإشارة مما يسمح بزيادة عدد القنوات لنفس المدي الترددي المستخدم.

الجوالات الرقمية تحول الإشارة الصوتية التناظرية الصادرة من المتحدث إلى معلومات رقمية بنظام العدد الثنائي Binary والمكون من الرقمين (0 و 1 ) فتصبح الإشارة الصوتية عبارة عن معلومات مكونة من هذين الرقمين ، ثم يتم تشفير وضغط هذه المعلومات ليسهل إرسالها كفاءة عالية وفى فترة زمنية قصيرة ، كما أن عملية الضغط هذه تجعل من الممكن أن يتم إجراء عدد يصل إلى 10 اتصالات مرة واحدة بالمقارنة مع مكالمة واحدة علي نفس التجهيزات المستخدمة فى النظام التناظري، فيمكن استخدام قناة واحدة لأكثر من مستخدم فى نفس الوقت حيث تقسم الإشارة اللاسلكية إلى شرائح من البيانات تحمل كود عنوان المستخدم للجوال ، وأثناء انتقالها إلى المستقبل تتوزع الشرائح علي نطاق الترددات ثم يعاد تجميعها عند الاستقبال ويسمي هذا بالنظام العالمي للاتصالات اللاسلكية GSM وهو اختصار للعبارة Global System or Mobile Communication .

ولكن قبل أن نشرح نظام GSM سوف نقوم بشرح التقنيات المستخدمة لتشغيل الجيل الثاني لنقل المعلومات الرقمية من الجوال إلى الشبكة والعكس هي:

1 – الوصول المتعدد بالتقسيم الترددي

Frequency division multiple access ( FDMA)

2 – الوصول المتعدد بالتقسيم الزمني

Time division multiple access ( TDMA)

3 – الوصول المتعدد بالنظام الكودي

Code division multiple access (CDMA)

والمصطلح الإنجليزي لكل تقنية من التقنيات الثلاثة يشرح نفسه فهذه التسمية العلمية اشتقت من فكرة عملها . فمثلا لو أخذنا الكلمة الأولي من كل تقنية وهي Frequency و Code فنجد أنها تشير إلى التقنية المستخدمة لطريقة الدخول إلى الشبكة فى تناقل المعلومات ، فالأولي تعتمد علي التردد والثانية تعتمد علي الزمن والثالثة تعتمد علي الشيفرة . أما الكلمة الثانية Division فهي تشير إلى أن طريقة فصل المكالمات يعتمد علي طريقة الدخول إلى الشكة ، ونستنتج من ذلك أننا من خلال فهمنا للمصطلح الانجليزي يمكننا أن نوصف كل تقنية علي النحو التالي:

FDMA : وتعني أنه يمكن تخصيص تردد معين لكل مكالمة .

TDMA : وتعني أن هذه التقنية تعتمد علي الزمن حيث يتم تخصيص جزء زمني صغير التردد لكل مكالمة .

CDMA : وفيه يعطي لكل مكالمة شيفرة وحيدة تنقل علي أى تردد متاح .

كما نلاحظ أن التقنيات الثلاثة تحتوي علي الجملة Multiple Access والتي تعني أنه يمكن لأكثر من مستخدم استخدام الشبكة فى نفس الوقت .

الوصول المتعدد بالتقسيم الترددي FDMA

فى كل محطة اتصال جوال توجد محطة إرسال راديوية ترسل الإشارة بترددات مختلفة خلال النطاق المخصص من المدي الترددي وتعتمد تقنية FDMA علي تقسيم هذا المدي الترددي إلى عدة قنوات ترددية أصغر كما فى الشكل الموضح حيث يتم تخصيص مدي ترددي مقداره 45 ميجا هرتز وكل محطة إرسال تستخدم تردد مختلف لإرسال الإشارات بطريقة تناظرية للاتصال وتدعم نقل البيانات الرقمية ، ولكن لا تعتب هذه التقنية فعالة للاتصالات الرقمية .

الوصول المتعدد بالتقسيم الزمني TDMA

فى هذه التقنية يمكن استخدام نفس التردد لإجراء ثلاثة اتصالات لاسلكية من خلال توزيع التردد علي ثلاث فترات زمنية ، فمثلا عند إجراء ثلاثة مكالمات في نفس الوقت علي نفس التردد تقوم هذه التقنية بتحويل الإشارة الصوتية التناظرية إلى إشارة رقمية وتضغطها ثم تقوم بإرسالها كمجموعة خلال ثلث الفترة الزمنية للتردد والثلث الثاني يخصص للمكالمة الثانية والثالث الثالث للمكالمة الثالثة ثم تكرر الدورة وعلي هذا النحو يتم علي نفس التردد إجراء ثلاثة مكالمات مختلفة .

ويوضح الشكل التالي النطاقات الزمنية المستخدمة لكل جوال لإرسال البيانات الصوتية من خلال تخصيص فترة زمنية تقدر بـ 6.7 ملي ثانية وبمدي تددي قدره 30 كيلو هيرتز ترسل علي نفس قناة اتصال واحدة تعمل علي تردد محدد.

وللمميزات العديدة التي وفرتها تقنية TDMA للاتصالات اللاسلكية فإن أنظمة الاتصالات الجوالة التي تعمل بنظام GSM تستخدم هذه التقنية كنظام تشغيل لها ولتوضيح هذه الفكرة افترض أنك حصلت علي جهاز كمبيوتر من نوع بنتيوم فيمكنك أن تشغله إما بنظام الويندوز أو بنظام اللينكس ، وهكذا الحال فى جوالات من نوع GSM فهي إما تعمل بنظام تشغيل TDMA أو نظام CDMA .

الوصول المتعدد بالنظام الكودي CDMA .

تستخدم تقنية CDMA وسيلة مختلفة تماما عن تقنية TDMA فهذه التقنية تقوم بعد عملية التحويل ( من التناظري إلى الرقمي ) بنشر البيانات الرقمية المضغوطة علي ما هو متوفر فى النطاق الترددي ، أى أن البيانات ترسل في صورة حزم أو رزم علي ترددات متفرقة متاحة للاستخدام خلال أى فتة زمنية . فبدلا من إرسال البيانات علي قنوات مخصصة وترددات محددة فإنه هذه التقنية تقوم بتقسيم المعلومات والبيانات إلى حزم ( زم ) ثم ترسلها علي أحد القنوات المتاحة . كما هو موضح بالشكل وكل درجة لون من المربعات يعود إلى حزم صادرة من جوال محدد ترسل علي نطاقات ترددية مختلفة ثم يعاد تجميعها عند الاستقبال ،وبهذه الطريقة يمكن إجراء عدد كبير من المكالمات علي نفس النطاق الترددي فى نفس اللحظة .

والشكل التالي يوضح كيف أن البيانات الصوتية الصادرة من جوالين أحدهما يستخدم شيفرة مختلفة عن الشيفرة الأخري وتحمل البيانات علي نفس القناة حيث كل مستخدم يرسل بياناته علي كل النطاق الترددي للقناة علي شكل رزم ترتبط مع بعضها البعض بشيفرة مميزة لكل مكالمة . وعند الطرف المستلم فإن الشيفرة المميزة تقوم بجمع هذه الرزم وفكها . ويمكن بهذه التقنية أن تجري عدة اتصالات علي نفس القناة .

النظام العالمي للاتصالات GSM

النظام العالمي للاتصالات Global System for Mobile Communication أو GSM هو نظام معتمد لتشغيل شبكات الاتصالات اللاسلكية ويعمل علي الميكروبروسيسور الخاص بأجهزة الجوال التي تعمل علي نظام GSM كما أن هناك نظام تشغيل أخر هو IS – 136 ، ويمكن تشبيه أنظمة تشغيل الجوال بأنظمة تشغيل الكمبيوتر مثل الويندوز واللينكس .

حيث يقوم نظام الـ GSM علي تشفير البيانات المرسلة بواسطة الجوال لتحقيق أقصي درجة من الأمان وتعمل علي ترددات من 900 ميجاهرتز إلى 1800 ميجاهرتز فى كل من أوربا وأسيا بينما تعمل علي ترددات من 850 إلى 1900 فى الولايات المتحدة وتسمي في الحالتين موجة الـ 1.9 جيجا هرتز ( الجيجا هرتز = 10 هرتز = 10 ميجا هرتز ) .