أنواع الشبكات

الموضوع الثاني

أنواع شبكات الحاسب الآلي
= = شبكة محلية (LAN) = =
الشبكات المحلية (بالإنجليزية: Local Area Network) اختصار (LAN)؛ هي شبكات تستخدم لتغطية أماكن محدودة وصغيرة مثل المنزل أو المكتب.
هناك طريقتان لتوصيل الشبكات المحلية : ايثرنت Ethernet وتوكن رينغ Token Ring. عند توصيل الحواسيب بطريقة الايثرنت فإنه يتم توصيلها بالعادة إلى مجمع أو مبدل.
يمكن توصيل الشبكات المحلية مع بعضها عن طريق موصلات من الشبكات الواسعة، وذلك باستخدام الموجهات Router.
تعريف آخر
ما هي الشبكة المحلية ( Lan )....؟
الشبكة المحلية "LAN"هي شبكة كمبيوتر (Computer Network) تنقل المعلومات بسرعة عالية ضمن مساحة جغرافية محدوده ( مثلا: بناية واحده او عدة بنايات).

و يربط هذه الشبكة مجموعة من محطات العمل (Warkstations) مع بعضها, وذلك بما يتيح لهذه المحطاتتشارك موارد الشبكة من عتاد (Hardware) و برمجيات (Software), إضافة الى تمكين مستخدمي الشبكة من تبادل الملفات و الإتصال فيما بينهم عبر البريد الإلكتروني (E-Mail) و الجلسات الحوارية (Chat).

ولكي تتمكت الأجهزة الموجوده في الشبكة المحلية من تبادل المعلومات فيما بينها, لا بد لها من مجموعة من القواعد الإتصال المعيارية المتفق عليها مسبقاً, و تدعى هذه القواعد بروتوكول (Protocol), فمن أجل ارسال رسالة من جهاز الى آخر عبر الشبكة, تجزأ الرسالة في الطرف المرسل الى وحدات بيانات تدعى الحزم (Packets), و ترسل هذه الحزم عبر خطوط الإتصال ليعاد تجميعها في الطرف المستقبل.

و هناك بروتوكولات عدة تستخدم لحل مشكلة تشارك وسط النقل (Transmission Medium) في الشبكات المحلية.
= = الشبكة الواسعة = =ما هي الشبكة الواسعة(WAN)

الشبكة الواسعة (WAN) هي شبكة كمبيوتر لِتبادُل المعلومات الرقمية ضمن مساحة جغرافية واسعة (قد تشمل عدة دول)؛ وهي أكبر من الشبكة المحلية (LAN)، وقد تستخدِم خطوط الهاتف والأقمار الصناعية وغيرها من وسائط نقل البيانات. وفي بعض الأحوال، قد تتكوَّن الشبكة الواسعة من ربط عدة شبكات محلية معا.
ما أهميتها وفوائدها؟
تكمن فائدة الشبكات الواسعة في أنها تُتيح نقلا آمنا وسريعا للمعلومات بين العُقَد المختلفة، ناهيك عمّا يمتاز به نقل المعلومات عبر الشبكة الواسعة من موثوقية عالية، وانخفاض الكُلفة.

ولعلّ المنظمات والشركات الكبيرة التي تنتشر فروعها في أرجاء العالم المختلفة- هي من يُحقِّق الاستفادة الكُبرى من الشبكات الواسعة؛ لأن هذه الشبكات تُتيح لها الاتصال مع موظفيها وزبائنها وشركائها عبر العالم. وللشبكات الواسعة دور كبير في تشجيع وحفز الأعمال الإلكترونية (e-business) التي انتشرت في عصر الإنترنت.

وفي الغالب، تقوم شركات الاتصالات الحكومية (public telecommunications companies- PTT) في البلاد المختلفة بالإشراف على الشبكات الواسعة وصيانتها؛ كما تقدِّم هذه الشركات خدمات معيَّنة لمستخدِمي الشبكات الواسعة مثل خدمة الخط المستأجَر (leased line).

فيديو // شرح عن أنواع الشبكات //

الموضوع الثالث

((الوسائط الناقلة للبيانات عبر الشبكة ))

وسائط الربط و نقل المعلومات داخل شبكات الحاسب :

= 1- الكابل المتحد المحور Coaxial cable

موصل كهربائي يتكون من سلك توصيل مركزي معزول يحيط به درع موصل مرن أنبوبي الشكل. ويطلق على هذا النوع من الكبلات اسم الكبل المتحد المحور، لأن كلاً من الموصل المركزي والدرع الخارجي لهما نفس المحور. وللكبلات المتحدة المحور القدرة على توصيل الإشارات ذوات التردد العالي بشكل أفضل من الأسلاك العادية المجدولة. ولهذا فهي تُستخدم استخداماً واسعاً في توصيل الهوائي إلى مستقبل التلفاز. ولقدرتها على إرسال إشارات ذوات تردد عال، فإن كبلاً واحداً منها يستطيع نقل عدد كبير من قنوات الاتصال في وقت واحد عبر مسافات بعيدة. وتحتل كل قناة من قنوات الاتصال نطاق تردد ضيقًا خاصًا بها في الإشارة ذات التردد العالي المرسلة عبر الكبل . وتستخدم الكبلات المتحدة المحور في شبكات الهاتف بعيدة المدى لإرسال آلاف المحادثات الهاتفية في آن واحد. كما يتم استخدامها في بث عدة برامج تلفازية في وقت واحد على الأنظمة التلفازية الكبلية، وفي إرسال إشارات رقمية بسرعة عالية بين أجهزة الحواسيب ونهاياتها الطرفية.
ولأن الدرع الخارجي يحمي الموصل المركزي من التداخل الكهرومغنطيسي الخارجي عند توصيله بالطرف الأرضي من الأجهزة الإلكترونية، فإن هذه الكبلات تستخدم في الأجهزة السمعية. فالأقراص الدوارة لمكبرات الصوت (الميكروفونات) أو أجهزة الحاكي توصل بمُدخل مضخم عبر كبل متحد المحور. ذلك لأن استخدام السلك العادي، قد يؤدي إلى التقاط تداخل تسببه خطوط الكهرباء الرئيسية، ويمكن سماعه في شكل تشويش يشبه الطنين العالي. وللسبب نفسه، يُستخدم هذا النوع من الكبلات في توصيل الكاشفات الحساسة، مثل مواسير مضاعفة الصورة الضوئية، بالأجهزة العلمية.

= 2-  أسلاك مزدوجة ملتفة Twisted pair cable

ال utp غير المحمية Unshielded Twisted Pair ) UTP) و يتكون من أسلاك ملتوية داخل غطاء بلاستيكي بسيط،



تعتبر UTP عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي و
تداخل الإشارات المجاورة ،كما في الشكل :
ولحل هذه المشكلة تستخدم الحماية Shielding ،
و من هنا ظهرت الأسلاك ذات الأزواج المجدولة المحمية Shielded-twisted pair (STP) و

التي يكون فيها كل زوج من الأسلاك ذات الأزواج المجدولة محمية بطبقة من القصدير ثم بغلاف بلاستيكي خارجي.



و تتفوق STP على UTP في أمرين:
1- أقل عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي.
2- تستطيع دعم الإرسال لمسافات أبعد.
3- في بعض الظروف توفر سرعات بثّ أكبر.

مثل مدنشوف عدنا ثمانية وايرات داخل الكيبل مقسمة الى الوان والالوان طبعا راح ناخذ شي قياسي
برتقالي وبرتقالي مقطع بابيض
اخضر واخر مقطع بابيض
ازرق وازرق مقطع بابيض
بني وبني مقطع بازرق
تدخل هذه الوايرات الثمانية وحسب ترتيب قياسي ايظا وهنا راح نعتمد النظام البريطاني
تدخل الى فيشة قياسية والي هية rj 45 كما في الصورة التالية



-----------------------------------------------------------------------------------------------


يتم ادخال الالوان الى هذه الفيشة حسب نوع الربط الي نريده اذا كلن عدنا مثلا الرابط يكون من نوع الستريت
'Straight Through'

نبداء من اليسار بعد ان نفلش البرم بالجزء الي نقشطه من الكيبل لتسهيل الترتيب
نحاول ان نرتب الاسلاك بشكل يسهل دخولها للفيشة ويمنع التراكب او الحركة
طبعا راح ينشل حاللك بالبداية علما تضبط اللزمة مالتها بس هية اكيد بالممارسة تسهل



1-برتقالي ابيض -2- برتقالي -3- اخضر ابيض-4- ازرق -5- ازرق ابيض -6- اخضر -7- بني ابيض -8- بني


بالنسبة للفيشتين بنفس الترتيب



من تربط تكمش الفيشة بحيث يكون المشط مال الاسنان اللى الاسفل
وللعلم انه اربعة فقط من هذه الوايرات هية المهمة والي هية
1 و 2 و 3 و 6 وحسب الوان كل رقم كما في الترتيب
________________________________________________

= 3- كابلات الألياف الضوئية مبدأ عملها ومجالات استخدامها   

كابلات الألياف الضوئية هي عبارة عن أسلاك مصنوعة من الزجاج النقي رقيقة جدا - بمثل رقة شعر الإنسان - تستخدم لنقل ألإشارات الرقمية إلى مسافات طويلة.

تركيب الألياف الضوئية ذكرنا أن الألياف الضوئية هي أسلاك رقيقة وطويلة من الزجاج النقي ترتب وتجمع على شكل حزم , تسمى بكابلات الألياف الضوئية (Optical Cables) , تستخدم لنقل الإشارات الرقمية لمسافات كبيرة. إذا قمنا بعمل مقطع عرضي لأحد كابلات الألياف الضوئية سنرى أنه يتكون من الأجزاء التالية 1- القلب أو اللب (Core): وهو النسيج الزجاجي (fiber) الذي ينتقل الضوء ( الحامل للإشارات ) عبره. 2- الغلاف (Cladding): وهي المادة الخارجية للنسيج والتي تحيط بالليف الزجاجي ومهمتها أن تعكس الضوء الخارج من القلب وتعيده إليه. 3- غطاء الحماية (Buffer Coating): وهو عباره عن غطاء من البلاستيك, ومهمته حماية النسيج الضوئي من الضرر والرطوبة ومئات الآلاف من هذه الألياف الضوئية ترتب في حزم لتشكل الكابلات الضوئية. وهذه الحِزَم تحمى بواسطة الغلاف الخارجي للكابل وتسمى الغلاف (Jacket).

تقسم الألياف الضوئية إلى نوعين أساسيين - الألياف ذات النمط المفرد (Single-Mode Fiber):وتكون ذات قلب صغير يصل قطره إلى 9 ميكرون, وينقل إشارات الليزر والأشعة تحت الحمراء ذات طول موجي يتراوح مابين (1300 إلى 1550 نانوميتر). - الألياف متعددة النمط (Multi-Mode Fiber): وهذا النوع يكون القلب فيه ذا قطر أكبر يصل إلى 62.5 ميكرون, ويقوم بحمل ونقل الإشارات تحت الحمراء التي يتراوح قطرها مابين 850 إلى 1300 نانوميتر والصادرة من الصمامات الالكترونية الباعثة للضوء Light Emitting Diodes LED بعض الألياف يمكن أن تصنع من البلاستيك ولكن الجزء الأساس فيها (Core) ذو قطر كبير نسبياً (1 مليمتر), وتصلح لنقل الضوء الذي يمكن رؤيته فقط والذي طوله الموجي أكبر من 650 نانوميتر, وهو الضوء المنبعث من الصمام الإلكتروني (LED) ولا يصلح هذا النوع من الألياف لنقل الضوء الليزري ( المنبعث من جهاز إطلاق الليزر). وهنا يمكن أن نتساءل كيف يمكن لهذه الألياف أن تنقل الضوء والمعلومات الرقمية

مبدءا عمل الألياف الضوئية لنفترض أننا نريد أن نرسل حزم من الأشعة الضوئية عبر مسار ما, يمكننا ذلك بأن نوجه الضوء عبر هذا المسار بما أن الضوء يسير عبر خطوط مستقيمة. المشكلة التي يمكن أن تصادفنا هي إذا كان هذا المسار يحتوي على نقطة انعطاف, فما العمل في مثل هذه الحالة؟ الحل أن نضع مرآة عاكسة عند نقطة الانعطاف (Bending) تلك لكي تعكس الضوء عند هذه الزاوية وتعيده إلى المسار. و كيف إذا كان المسار يحتوي على العديد من نقاط الانعطاف؟ في هذه الحالة يلزمنا وضع مرآة عند كل انعطاف, وتوضع المرآة بزاوية معينة لكي تسمح بإعادة الضوء إلى القلب عند كل زاوية على طول المسار. هذا بالضبط ما يحدث داخل الألياف الضوئية. فالضوء يسافر خلال اللب ( المسار) مع قفزات منتظمة من الغلاف (المرآة) عند نقاط الانعطاف حسب ما يسمى بالانعكاس الداخلي الكلي (Total Internal Reflection), ولأن الغلاف لا يمتص أي من الإشارات الضوئية المتنقلة داخل القلب, فإن الإشارات الضوئية يمكن أن تنتقل لمسافات بعيدة. لكن بعض هذه الإشارات تضعف داخل الألياف بسبب عدم نقاوة الزجاج وتلوثه مثلا والمدى الذي يمكن أن تضعف فيه هذه الإشارات يعتمد على درجة نقاوة الزجاج الذي تصنع منه الألياف وأيضاً يعتمد على الطول الموجي للضوء المرسل خلاله ( مثلاً 850 نانوميتر يضعف بمقدار يتراوح بين 60 إلى 75 بالمائة لكل كيلو متر) و بعض الألياف تضعف الإشارة فيها بمقدار أقل من ( 10% لكل كيلومتر عند الطول ألموجي 1550 نانوميتر).

يتكون نظام الاتصال عبر الألياف الضوئية من العناصر والمكونات التالية:

1- جهاز الإرسال (Transmitter): يقوم بالتحكم والتوجيه بمصدر الضوء (LASER or LED) وتشغيله وإيقافه حسب التسلسل الصحيح, و توليد الإشارات الضوئية. و يحتوي على عدسات تركيز ( focused lens) لتجمع وتركيز الضوء بؤرياً داخل النسيج الضوئي. إن ضوء الليزر يمتلك قوة أكبر من التي يمتلكها الضوء الصادر من الصمام الباعث ولكنه حساس أكثر ويتأثر بالتغير في درجات الحرارة, كما أنه مكِلفٌ أكثر.

2- الألياف الضوئية (Fiber Optics) : وهي بيئة التواصل بين المرسل والمستقبل و جهاز إعادة توليد الإشارة (Optical Regenerator ): تم ألإشارة في سبق إلى حدوث بعض الفقد في الإشارة (Signal Loss) عند تنتقل الضوء داخل الألياف لمسافات طويلة . ولحل هذه المشكلة تستخدم المقويات وأجهزة إعادة توليد الإشارة على طول الكابل, لكي تعزز الإشارات الضعيفة. , ويعمل هذا الجزء كمضخة ليزرية (pump)؛ فعندما تصل الإشارة الضعيفة إلى هذا القسم فإن طاقة الليزر هنا تجعل جزيئات الإشارة الضوئية تعمل كما لو أنها مصدر ليزر, فتقوم بإطلاق إشارات ضوئية جديدة وقوية ولكن بنفس خصائص الإشارة الضعيفة القادمة.

3- جهاز الاستقبال (Optical Receiver): يأخذ الإشارة الضوئية الرقمية ويفك تشفيرها ويرسلها كإشارة كهربائية إلى المستخدم سواء كان جهاز حاسب أو تلفزيون الكابل أو جهاز هاتف. ويحتوى جهاز الاستقبال الضوئي على خلايا ضوئية (photocells) أو صمامات الكترونية ضوئية (photodiode) لكي تتحسس وتلاحظ الإشارة الضوئية.

أفضلية الألياف الضوئية (Advantages ): أحدثت تكنولوجيا الألياف الضوئية ثورة في عالم الاتصالات مقارنة مع الأسلاك التقليدية الأخرى – أسلاك النحاس مثلاَ ,نظرا للمميزات والخصائص التالية: -القدرة والسعة العالية على النقل(Higher carrying capacity) :بسبب رقة الألياف وقطرها الصغير , فإن الكثير منها يمكن أن تحزم داخل كابل ذو قطر معين أكثر مما لو كانت أسلاك نحاسية في كابل له نفس القطر, مما يعني عدد أكبر من خطوط الهاتف الموصلة أو قنوات التلفزيون المتاحة. - فقد أقل في الإشارة: - إمكانية حمل ونقل الإشارات الرقمية الضوئية: بعكس الأسلاك النحاسية التي تحمل وتنقل إشارات كهربائية, علماً بأن الإشارات الضوئية لا تتداخل (interference) فيما بينها, مما يعني مكالمات هاتفية أكثر وأوضح. - قدرة إرسال أقل(Low Power): - نقلها للإشارات الرقمية (Digital Signal):صممت أساساَ لنقل الإشارات الرقمية, وهي مفيدة خاصة في شبكات المعلومات وشيكات الانترنت المختلفة. - غير قابل للاشتعال: نظراً لعدم مرور تيار كهربائي فيه, لا توجد مخاطر للاحتراق. - خفة الوزن (lightweight):مقارنة مع أسلاك النحاس. وتشغل حيزاً أقل عند تمريرها تحت سطح الأرض. - المرونة (flexible):وبسبب مرونتها العالية وإرسالها واستقبالها للضوء فإنها تستخدم في العديد من الكاميرات الرقمية المستخدمة لأغراض التشخيص الطبي (Medical Imaging), فحص وعمل اللحام داخل الأنابيب ومحركات الطائرات التي يصعب الوصول إليها,ومحركات الصواريخ, كما تستخدم في سباكة ولحام الأنابيب الضيقة وتفحصها.

مراحل صناعة الألياف الضوئية: في البداية يتم عمل أسطوانة زجاجية بواسطة عملية الترسيب البخاري الكيميائي المعدل (Modified Chemical Vapor Deposition) وهي عملية معقدة تتم تحت درجة حرارة عالية وظروف كيميائية خاصة, ويتم فيها تفاعل كلوريد السيلكون (Sicl4) و كلوريد ألجرمانيوم (Gecl4) مع فقاعات الأوكسجين, لإنتاج أكسيد السيلكون (Sio2 ) و أكسيد الجرمانيوم (Geo2) اللذان يجمعان معاً ويذابان داخل الأنابيب لتشكيل الزجاج أو مادة الألياف . ومن ثم يتم سحبها على شكل أسلاك رفيعة وطويلة في آلات خاصة ودقيقه جداً تشبه ألمخارط (Lathe), تسمى أبراج سحب الألياف (Fiber Drawing Tower) ويتم تغطية الألياف بطبقة من البلاستيك لحمايتها. بعد ذلك يتم فحص الألياف الضوئية من جوانب عدة مثل: قوة الشد, انتظام قطر القلب وأبعاد أغلفة الحماية, مدى فقد الإشارة نسبة إلى الطول, عرض الحزمة (bandwidth), درجة حرارة التشغيل ومدى الرطوبة وارتباطهما بضعف الإشارة, وأخيراً قابلية التوصيل تحت الماء.

أنواع مكونات وتوابع كابلات الألياف الضوئية : بعد تصنيع الألياف وسحبها على البكر، فإنها تحتاج إلى طبقات حماية إضافية، حتى يمكن تداولها بسلامة؛ ولذلك يتم تجميعها في كابلات. وعدد الألياف في الكابلات، يختلف باختلاف استخدام الكابل؛ فقد تكون شعيرة واحدة، أو عدة آلاف من الشعيرات. وكابلات الألياف الضوئية، تتشابه مع الكابلات المعدنية التقليدية؛ إلا أنها لا تحتاج إلى عزل كهربائي بين الألياف والكابلات لانها غير موصلة كهربائياً. وكذلك، هي أصغر حجماً من الكابلات المعدنية، ذات السعة نفسها من قنوات الاتصال؛ نظراً إلى قدرتها الفائقة على حمل ونقل العديد من القنوات مجتمعة في وقت واحد. ويمكن تلخيص أسباب تصنيع الألياف في صورة كابلات، في الآتي: أ. لسهولة الاستخدام إذ أن: (1) صغر حجم الألياف، يجعلها صعبة التداول وسريعة التلف. (2) الألياف شفافة، يصعب رؤيتها على معظم الأسطح. ب. للحماية، من الآتي: (1) الإجهاد، على طول الألياف. (2) أي احتمالات للسحق، بالأقدام أو عجلات المركبات أو ضغط المياه، وخلافه. (3) تآكل الألياف وتعريتها.