إن طيف الترددات الراديوية هو من المصادر المحدودة التي يتزايد عليها الطلب كل يوم . وقد تضاعفت الجهود لاستخدام هذا الطيف الاستخدام الأمثل فتطورت تقنيات مختلفة مكنت من استخدام نفس الطيف في آن واحد وسميت هذه التقنيات بـ, methods Multiple access وتقسم الى ثلاثة طرق:
- النفاذ المتعدد بتقسيم التردد FDMA
- النفاذ المتعدد بتقسيم الزمن TDMA
- النفاذ المتعدد بتقسيم الترميز CDMA
وسنعطي فكرة بسيطة عن كل نوع من الأنواع .
FDMA:Frequency Division Multiple Access
وهي تستخدم في شبكات الأمن العامة والشبكات اللاسلكية التجارية لاستغلا ل الطيف الترددي بالشكل الأمثل حيت يتم تقسيم الحزمة الترددية إلى حيزات ترددية صغيرة , كل حيز ترددي(channel) يمنح لمشترك واحد وبين هذه الحيزات الترددية يوجد مايسمى بحزمة أمان (Guard band) لمنع تقليل التداخل بين الحيزات المتجاورة . وهذا يتطلب وجود مرشحات عالية الجودة والدقة في النظام لتحقيق هذا العزل.
إن حجم الحيز الترددي يتعلق بنوع الإشارة التي سترسل على هذا الحيز و عند استخدام المحطة اللاسلكية لحيز ما لا يمكن لمحطة ثانية في نفس المنطقة استخدام نفس الحيز.
ميزات تقنية FDMA :
· إمكانية استخدام الـ FDMA في الأماكن المطلوب فيها تغطية واسعة لحركية اتصال قليلة .
· إمكانية توافقه مع التجهيزات اللاسلكية التي تعمل على أنظمة FM (Conventional) .
· يعتبر التزامن من البارامترات الغير حرجة في الأنظمة التي تستخدم هذه التقنية .
· سهولة في بناء تخطيط الشبكات التي تستخدم FDMA .
مساؤى تقنية الـ FDMA:
· ارتفاع ثمن الطرفيات االتي تستخدم هذه التقنية نظراً لوجود مرشحات عالية الجودة.
· عرض المجال المنخفض المستخدم (6.25 KHz or 12.5 KHz) يؤثر على جودة الصوت وسرعة المعلومات المنقولة.
وأخيراً من أهم الأنظمة التي تستخدم تقنية الـ FDMA هي
- الأنظمة التماثلية الهاتفية النقالة مثل(TACS,AMPS)
- الأنظمة الرقمية النقالة مثل (P25, TETRAPOL,EDACS).
TDMA:Time Division Multiple Access
وتستخدم هذه التقنية في الأنظمة التشاركية الرقمية (TETRA) وفي شبكات الـهواتف النقالة( (GSM , حيث تقسم القناة (channel) إلى حيزات زمنية (time slots) , فعند تسجيل المشترك في المحطة اللاسلكية فإن المحطة تعطي المشترك قناتين واحدة للإرسال والأخرى للاستقبال وعندها يأخذ المشترك حيز زمني واحد حسب ما هو متوفر في القناة فالطرفية لا ترسل كل الوقت , وإنما ترسل وتستقبل في حيز زمني محدد من القناة ضمن ما يسمى بالرشقات وهذه الرشقات يعاد تجميعها في المستقبل فنحصل على صوت متواصل لان هذه العملية سريعة .
ميزات تقنية الـ TDMA :
· ان نظام الـ TDMA ملائم للمناطق التي فيها حركية اتصال عالية .
· الاستخدام الأمثل للطيف الترددي بالمقارنة مع تقنية الـ FDMA .
· إمكانية نقل المعطيات بمعدل نقل عالي وذلك عند استعمال عدة حيزات زمنية معاً من قبل نفس المستخدم وهذا يمكن من
تشغيل كافة خدمات نقل المعطيات مثل الفاكس , SMS ,وخدمات الملتي ميديا .. بالإضافة إلى الاتصالات الصوتية.
· الاستخدام الفعال للتصميم الهرمي للخلايا.
· لا يوجد تداخل اثناء الإرسال في نفس الوقت.
· زيادة عمر بطارية جهاز المشترك وفترة الاتصال لان الإرسال يتم في جزء من الوقت خلال المكالمة.
· إن تقنية الـ TDMA من أفضل التقنيات من ناحية التكلفة للتحويل بين الأنظمة التماثلية والرقمية.
مساؤى الـ TDMA :
· إن عملية الانتقال من محطة إلى أخرى (Hand over) قد تؤدي إلى سقوط المكالمة .
· يعتبر التزامن من البارامترات الحرجة جداً في الأنظمة التي تستخدم هذه التقنية .
· أن هذه التقنية معرضة للتشويه متعدد المسارات مما يؤثر على جودة المكالمة.
· هناك تكلفة عالية مع تجهيزات معقدة.
· مساحة التغطية للمحطة اللاسلكية التي تستخدم هذه التقنية أقل بالمقارنة مع التي تستخدم تقنية الـ FDMA .
CDMA:Code Division Multiple Access
وهي أحدى أنواع تقنيات الطيف المنثور وتستخدم لزيادة كفاءة الطيف الترددي باستخدام أنظمة الـTDMA و FDMA , وتعتمد على دخول كافة المشتركين بنفس الوقت وبتردد مشترك ولكن لكل مشترك ترميز (Random Walsh CODE) خاص به, وهذا الترميز يكون مشترك بين الطرفية والمحطة اللاسلكية .
تعمل هذه التقنية على حزمتين من الطيف الترددي :
- عريضة المجال WCDMA :تعمل بعرض مجال 5MHz .
- ضيقة المجال: وتعمل بعرض مجال 1.25MHz .
إن أهم استخدامات هذه التقنية هي في الجيل الثالث للهواتف النقالةUMTS وكذلك في التطبيقات العسكرية حيث تمتاز أنها ذات ممانعة عالية للتعرض للتشويش والتداخل , إلا أنها تتطلب دقة كبيرة جداً في ضبط استطاعة أجهزة المشتركين حسب بعدها عن المحطة اللاسلكية.
ميزات الـ CDMA :
· تحتاج إلى تنظيم بسيط وأقل للترددات.
· تستخدم في تغطية المناطق الريفية .
· يمكن أن تخدم عدد من المشتركين أكبر ضمن حزمة معينة من الطيف وبالتالي تستخدم أيضاً في الأماكن التي فيها حركية اتصال عالية .
· سهولة الانتقال من محطة إلى أخرى(Handover) دون سقوط المكالمة .
· إن طرفيات ومحطات الـ CDMA تحتاج إلى كمية دنيا من الطاقة (Power) للاتصال فيما بينها.
· إن تقنية الـ CDMA تحسن من جودة المكالمة وذلك بترشيح الضجيج والإشارات المتداخلة.
· إن الترميز Random Walsh Code المستخدم يزيد من خصوصية وعزلة المستخدم وهي أحدى ميزات الطيف المنثور.
مساؤى تقنية الـ CDMA :
· نقص في توفر إمكانية الجوال الدولي .
· التنوع المحدود في إنتاج الطرفيات التي تعمل وفق هذه التقنية.
· تجهيزات المحطة اللاسلكية غالية الثمن.
· صعوبة التكامل مع الأنظمة الأخرى.
· استخدامها غير فعال في الأماكن التي لا تحتوي حركية اتصال عالية من ناحية استهلاك الموارد.
وأخيراً: يمكن تشبيه هذه التقنيات الثلاثة كمايلي:
يوجد غرفة كبيرة (الطيف الترددي) وفيها مجموعة من الأشخاص وتقسم هذه المجموعة إلى أزواج ,يجري كل زوج مكالمته وعندها يكون:
- FDMA: تقسم الغرفة الكبيرة إلى غرف صغيرة بحيث يجلس كل زوج في غرفة لإجراء المكالمة وتكون محجوزة لهما حتى انتهاء المكالمة ولا يمكن لأي شخص أخر دخول هذه الغرفة.
- TDMA :يتم إدخال ثلاثة أزواج إلى كل غرفة صغيرة (3 Time slots) بحيث يتكلم كل زوج ضمن فترة زمنية محددة.
- CDMA: المجموعة تستعمل كامل الغرفة الكبيرة بحيث يتكلم كل زوج بلغة خاصة به (Code) وبذلك فإن ضبط شدة الصوت ( استطاعة الطرفية) يمكن من إدخال عدد أكبر من المشتركين.
