مَبْدَأُ عَمَلِ مُعَدَّاتِ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّة
تَعْمَلُ مُعَدَّاتُ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ عَلَى مَبْدَأِ ضَغْطِ الإِشَارَاتِ الصَّوْتِيَّةِ، وَذَلِكَ بِاسْتِخْدَامِ عِدَّةِ تَقْنِيَّاتٍ لِتَقْلِيلِ حَجْمِ الْبَيَانَاتِ الْمُرْسَلَةِ. مِنْ بَيْنِ هَذِهِ التَّقْنِيَّاتِ:
- تَقْنِيَّةُ تَشْفِيرِ الْكَلَامِ (Speech Coding): تَقُومُ هَذِهِ التَّقْنِيَّةُ بِتَحْوِيلِ الإِشَارَةِ الصَّوْتِيَّةِ التَّمَاثُلِيَّةِ إِلَى إِشَارَةٍ رَقْمِيَّةٍ، ثُمَّ ضَغْطِهَا لِتَقْلِيلِ حَجْمِهَا. تُسْتَخْدَمُ خَوَارِزْمِيَّاتٌ مُخْتَلِفَةٌ لِهَذَا الْغَرَضِ، مِثْلَ خَوَارِزْمِيَّةِ G.729 وَ G.723.
- تَقْنِيَّةُ إِزَالَةِ الْسُّكُوتِ (Silence Suppression): تَسْتَغِلُّ هَذِهِ التَّقْنِيَّةُ حَقِيقَةَ أَنَّ الْمُحَادَثَاتِ الصَّوْتِيَّةَ تَشْتَمِلُ عَلَى فَتَرَاتٍ مِنَ الصَّمْتِ، وَتَقُومُ بِإِزَالَةِ هَذِهِ الْفَتَرَاتِ مِنَ الْبَثِّ، مِمَّا يُقَلِّلُ مِنْ حَجْمِ الْبَيَانَاتِ الْمُرْسَلَةِ.
- تَقْنِيَّةُ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ (Circuit Multiplication): تَقُومُ هَذِهِ التَّقْنِيَّةُ بِتَجْمِيعِ عَدَدٍ مِنَ الْمُكَالَمَاتِ الصَّوْتِيَّةِ فِي قَنَاةٍ وَاحِدَةٍ، وَتُسْتَخْدَمُ لِزِيَادَةِ كَفَاءَةِ اسْتِخْدَامِ سَعَةِ النَّطَاقِ التَّرَدُّدِيِّ.
بِاسْتِخْدَامِ هَذِهِ التَّقْنِيَّاتِ، يُمْكِنُ لِمُعَدَّاتِ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ ضَغْطُ عَدَدٍ مِنَ الْمُكَالَمَاتِ الصَّوْتِيَّةِ لِتَجْعَلُهَا تَشْغَلُ نَفْسَ سَعَةِ النَّطَاقِ التَّرَدُّدِيِّ الَّتِي كَانَتْ تَشْغَلُهَا مُكَالَمَةٌ وَاحِدَةٌ قَبْلَ الضَّغْطِ. يَتَمُّ تَرْكِيبُ هَذِهِ الْمُعَدَّاتِ فِي طَرَفَيْ خَطِّ الاتِّصَالِ (الإِرْسَالِ وَالِاسْتِقْبَالِ) لِضَمَانِ التَّوَاصُلِ الْفَعَّالِ.
مَزَايَا مُعَدَّاتِ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّة
تَتَمَتَّعُ مُعَدَّاتُ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ بِالْعَدِيدِ مِنَ الْمَزَايَا، مِمَّا يَجْعَلُهَا حَلًّا مُهِمًّا فِي شَبَكَاتِ الاتِّصَالَاتِ. مِنْ بَيْنِ هَذِهِ الْمَزَايَا:
- زِيَادَةُ كَفَاءَةِ اسْتِخْدَامِ سَعَةِ النَّطَاقِ التَّرَدُّدِيِّ: تَعْمَلُ هَذِهِ الْمُعَدَّاتُ عَلَى زِيَادَةِ عَدَدِ الْمُكَالَمَاتِ الَّتِي يُمْكِنُ نَقْلُهَا عَبْرَ نَفْسِ سَعَةِ النَّطَاقِ التَّرَدُّدِيِّ، مِمَّا يُؤَدِّي إِلَى تَقْلِيلِ التَّكَالِيفِ وَتَحْسِينِ كَفَاءَةِ الشَّبَكَةِ.
- تَقْلِيلُ التَّكَالِيفِ: بِسَبَبِ الْقُدْرَةِ عَلَى نَقْلِ عَدَدٍ أَكْبَرَ مِنَ الْمُكَالَمَاتِ عَبْرَ نَفْسِ النَّطَاقِ، تَقُومُ هَذِهِ الْمُعَدَّاتُ بِتَقْلِيلِ الْحَاجَةِ إِلَى شِرَاءِ أَوْ اسْتِئْجَارِ سَعَةِ نَطَاقٍ تَرَدُّدِيٍّ إِضَافِيَّةٍ، مِمَّا يُقَلِّلُ مِنَ التَّكَالِيفِ الإِجْمَالِيَّةِ.
- تَحْسِينُ جَوْدَةِ الْخِدْمَةِ: عَلَى الرَّغْمِ مِنْ أَنَّ الضَّغْطَ قَدْ يُؤَثِّرُ عَلَى جَوْدَةِ الصَّوْتِ، إِلَّا أَنَّ التَّقْنِيَّاتِ الْمُسْتَخْدَمَةَ فِي مُعَدَّاتِ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ تَهْدِفُ إِلَى الْحِفَاظِ عَلَى جَوْدَةِ الصَّوْتِ بِأَقْصَى دَرَجَةٍ مُمْكِنَةٍ.
- تَطْبِيقٌ مُرِنٌ: يُمْكِنُ تَطْبِيقُ هَذِهِ الْمُعَدَّاتِ فِي أَنْوَاعٍ مُخْتَلِفَةٍ مِنَ الشَّبَكَاتِ، بِمَا فِي ذَلِكَ شَبَكَاتُ الْخَطِّ الرَّقْمِيِّ لِلْمُشْتَرِكِ (DSL) وَشَبَكَاتُ الْأَلْيَافِ الضَّوْئِيَّةِ.
تَطْبِيقَاتُ مُعَدَّاتِ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّة
تُسْتَخْدَمُ مُعَدَّاتُ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ فِي مَجَالَاتٍ مُخْتَلِفَةٍ مِنَ الاتِّصَالَاتِ، مِمَّا يَجْعَلُهَا تَقْنِيَّةً مُتَعَدِّدَةَ الِاسْتِخْدَامَاتِ. بَعْضُ أَمْثِلَةِ التَّطْبِيقَاتِ هِيَ:
- شَبَكَاتُ الاتِّصَالَاتِ الثَّابِتَةِ: تُسْتَخْدَمُ هَذِهِ الْمُعَدَّاتُ فِي شَبَكَاتِ الْهَوَاتِفِ الثَّابِتَةِ لِتَحْسِينِ كَفَاءَةِ اسْتِخْدَامِ الْخُطُوطِ الْمَادِّيَّةِ.
- شَبَكَاتُ الاتِّصَالَاتِ الْمُتَنَقِّلَةِ: تُسْتَخْدَمُ هَذِهِ الْمُعَدَّاتُ فِي شَبَكَاتِ الْهَوَاتِفِ الْمُتَنَقِّلَةِ (الْخَلَوِيَّةِ) لِزِيَادَةِ قُدْرَةِ الشَّبَكَةِ وَتَقْلِيلِ التَّكَالِيفِ.
- شَبَكَاتُ الاتِّصَالَاتِ الدَّوْلِيَّةِ: تُسْتَخْدَمُ هَذِهِ الْمُعَدَّاتُ فِي شَبَكَاتِ الاتِّصَالَاتِ الدَّوْلِيَّةِ لِتَمْكِينِ نَقْلِ عَدَدٍ أَكْبَرَ مِنَ الْمُكَالَمَاتِ عَبْرَ الْخُطُوطِ الْبَحْرِيَّةِ وَالْأَقْمَارِ الصِّنَاعِيَّةِ.
- شَبَكَاتُ الْبَيَانَاتِ: عَلَى الرَّغْمِ مِنْ أَنَّهَا تُرَكِّزُ عَلَى الصَّوْتِ، يُمْكِنُ أَيْضًا اسْتِخْدَامُ هَذِهِ الْمُعَدَّاتِ لِضَغْطِ بَيَانَاتِ الْصَّوْتِ الْمُتَدَفِّقَةِ عَبْرَ الشَّبَكَاتِ.
تَحَدِّيَاتُ مُعَدَّاتِ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّة
عَلَى الرَّغْمِ مِنْ فَوَائِدِهَا الْكَثِيرَةِ، تُوَاجِهُ مُعَدَّاتُ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ بَعْضَ التَّحَدِّيَاتِ. مِنْ بَيْنِ هَذِهِ التَّحَدِّيَاتِ:
- تَأْثِيرُ الضَّغْطِ عَلَى جَوْدَةِ الصَّوْتِ: قَدْ يُؤَدِّي الضَّغْطُ الشَّدِيدُ إِلَى تَأْثِيرٍ سَلْبِيٍّ عَلَى جَوْدَةِ الصَّوْتِ، مِمَّا قَدْ يُسَبِّبُ التَّشَوُّهَ أَوِ الضَّوْضَاءَ. يَتَطَلَّبُ ذَلِكَ اسْتِخْدَامَ خَوَارِزْمِيَّاتِ ضَغْطٍ مُتَطَوِّرَةٍ لِلْحِفَاظِ عَلَى جَوْدَةِ الصَّوْتِ بِأَفْضَلِ شَكْلٍ مُمْكِنٍ.
- تَأَخُّرُ الرَّدِّ (Latency): قَدْ يُسَبِّبُ الضَّغْطُ وَفَكُّ الضَّغْطِ تَأَخُّرًا طَفِيفًا فِي الرَّدِّ، وَهُوَ مُشْكِلَةٌ قَدْ تَكُونُ مُلَاحَظَةً فِي بَعْضِ الْمُحَادَثَاتِ، خَاصَّةً فِي حَالَةِ اسْتِخْدَامِ ضَغْطٍ شَدِيدٍ.
- التَّعَامُلُ مَعَ ظُرُوفِ الشَّبَكَةِ الْمُتَغَيِّرَةِ: يَجِبُ عَلَى الْمُعَدَّاتِ التَّعَامُلُ مَعَ ظُرُوفِ الشَّبَكَةِ الْمُتَغَيِّرَةِ، مِثْلَ ضَيَاعِ الْحُزَمِ وَتَأَخُّرِ الرَّدِّ، وَذَلِكَ لِضَمَانِ الْحِفَاظِ عَلَى جَوْدَةِ الْخِدْمَةِ.
- التَّوَافُقِيَّةُ مَعَ الْمُعَدَّاتِ الْأُخْرَى: قَدْ تَكُونُ هُنَاكَ مُشْكِلَاتٌ فِي التَّوَافُقِيَّةِ مَعَ الْمُعَدَّاتِ الْأُخْرَى، خَاصَّةً إِذَا كَانَتِ الْمُعَدَّاتُ مِنَ شَرِكَاتٍ مُصَنِّعَةٍ مُخْتَلِفَةٍ. يَتَطَلَّبُ ذَلِكَ الْحَاجَةَ إِلَى مَعَايِيرَ وَنُظُمَ تَشْغِيلٍ مُتَوَافِقَةٍ.
التَّطَوُّرَاتُ الْحَدِيثَةُ فِي مُعَدَّاتِ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّة
تَشْهَدُ مُعَدَّاتُ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ تَطَوُّرَاتٍ مُسْتَمِرَّةً، خَاصَّةً فِي مَجَالِ تَحْسِينِ جَوْدَةِ الصَّوْتِ وَزِيَادَةِ كَفَاءَةِ الضَّغْطِ. مِنْ بَيْنِ هَذِهِ التَّطَوُّرَاتِ:
- اسْتِخْدَامُ خَوَارِزْمِيَّاتِ ضَغْطٍ أَكْثَرَ تَقَدُّمًا: يَتِمُّ تَطْوِيرُ خَوَارِزْمِيَّاتٍ جَدِيدَةٍ لِضَغْطِ الصَّوْتِ بِجَوْدَةٍ أَعْلَى وَبِأَقَلِّ تَأْثِيرٍ عَلَى جَوْدَةِ الصَّوْتِ.
- دَعْمُ التَّقْنِيَّاتِ الْجَدِيدَةِ لِشَبَكَاتِ الاتِّصَالَاتِ: تَدْعَمُ الْمُعَدَّاتُ الْحَدِيثَةُ تَقْنِيَّاتٍ جَدِيدَةً لِلشَّبَكَاتِ، مِثْلَ شَبَكَاتِ الْجِيلِ الْخَامِسِ (5G)، وَذَلِكَ لِتَوفِيرِ خِدْمَاتٍ أَفْضَلَ لِلْمُسْتَخْدِمِينَ.
- الْتَّكَامُلُ مَعَ التَّقْنِيَّاتِ الْأُخْرَى: تَتَكَامَلُ الْمُعَدَّاتُ مَعَ تَقْنِيَّاتٍ أُخْرَى، مِثْلَ تَقْنِيَّةِ الْبُثِّ عَبْرَ الْإِنْتَرْنِت (VoIP)، لِتَوفِيرِ حُلُولٍ مُتَكَامِلَةٍ لِلِاتِّصَالَاتِ.
- الِاسْتِخْدَامُ الْمُتَزَايِدُ لِلْخَوَارِزْمِيَّاتِ الْقَائِمَةِ عَلَى الذَّكَاءِ الِاصْطِنَاعِيِّ: يَتِمُّ الِاسْتِفَادَةُ مِنَ الذَّكَاءِ الِاصْطِنَاعِيِّ فِي تَحْسِينِ عَمَلِيَّةِ الضَّغْطِ وَإِدَارَةِ الشَّبَكَةِ، مِمَّا يُؤَدِّي إِلَى تَحْسِينِ الْجَوْدَةِ وَالْكَفَاءَةِ.
مُسْتَقْبَلُ مُعَدَّاتِ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّة
مَعَ تَطَوُّرِ شَبَكَاتِ الاتِّصَالَاتِ، مِنْ الْمُتَوَقَّعِ أَنْ تَلْعَبَ مُعَدَّاتُ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ دَوْرًا مُهِمًّا فِي الْمُسْتَقْبَلِ. سَتُسْتَخْدَمُ هَذِهِ الْمُعَدَّاتُ لِتَمْكِينِ نَقْلِ عَدَدٍ أَكْبَرَ مِنَ الْمُكَالَمَاتِ وَالْبَيَانَاتِ عَبْرَ سَعَةِ نَطَاقٍ تَرَدُّدِيٍّ مَحْدُودٍ. وَمِنْ الْمُتَوَقَّعِ أَيْضًا:
- تَزَايُدُ الِعَتَامِ بِالتَّقْنِيَّاتِ الْحَدِيثَةِ: سَتُدْعَمُ الْمُعَدَّاتُ بِتَقْنِيَّاتٍ أَحْدَثَ، مِثْلَ الذَّكَاءِ الِاصْطِنَاعِيِّ وَتَعَلُّمِ الْآلَاتِ، لِتَحْسِينِ كَفَاءَةِ الضَّغْطِ وَإِدَارَةِ الشَّبَكَةِ.
- الِانْتِقَالُ إِلَى شَبَكَاتِ IP: سَتَتَّجِهُ الشَّبَكَاتُ إِلَى الْاعْتِمَادِ عَلَى بْرُوتُوكُولِ الْإِنْتَرْنِت (IP)، وَسَتَعْمَلُ مُعَدَّاتُ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ عَلَى دَعْمِ هَذَا الِانْتِقَالِ.
- تَكَامُلٌ أَوْسَعُ مَعَ الْخِدْمَاتِ الْمُتَنَوِّعَةِ: سَتَتَكَامَلُ الْمُعَدَّاتُ مَعَ خِدْمَاتٍ مُتَنَوِّعَةٍ، مِثْلَ خِدْمَاتِ الْفِيدْيُو وَالْبَيَانَاتِ، لِتَوفِيرِ تَجْرِبَةِ مُسْتَخْدِمٍ أَفْضَلَ.
خاتمة
تُعَدُّ مُعَدَّاتُ مُضَاعَفَةِ الدَّوَائِرِ الرَّقْمِيَّةِ تَقْنِيَّةً حَاسِمَةً فِي عَالَمِ الاتِّصَالَاتِ، حَيْثُ تَمَكَّنُ مِنْ تَحْسِينِ كَفَاءَةِ اسْتِخْدَامِ النَّطَاقِ التَّرَدُّدِيِّ وَتَقْلِيلِ التَّكَالِيفِ. عَلَى الرَّغْمِ مِنْ بَعْضِ التَّحَدِّيَاتِ، إِلَّا أَنَّ التَّطَوُّرَاتِ الْمُسْتَمِرَّةَ وَالْأَهَمِّيَّةَ الْمُتَزَايِدَةَ لِهَذِهِ التَّقْنِيَّةِ تَجْعَلُهَا ضَرُورِيَّةً لِشَبَكَاتِ الاتِّصَالَاتِ الْمُعَاصِرَةِ وَالْمُسْتَقْبَلِيَّةِ.