عندما نقوم بالاتصال بالانترنت، فانه من الممكن أن يكون ذلك من خلال استخدام المودم أو من خلال الاتصال بشبكة محلية بواسطة كوابل خاصة أو من خلال خطوط اشتراك رقمية والتي تعرف باسم digital subscriber line وتختصر (DSL).  تمتاز خطوط الاتصال الرقمية DSL بسرعة اتصال عالية تستخدم نفس خطوط الهاتف.

ومن مزايا الـ DSL إنها تزودك باتصال مستمر بالانترنت باستخدام خطوط الهاتف المنزلي وفي نفس الوقت يمكنك إجراء اتصالاتك أو استقبال اتصالات دون الحاجة إلى فصل الاتصال بالانترنت. كذلك يوفر لك سرعة اتصال عالية بالمقارنة مع المودم العادي.  هذا بالإضافة إلى أن خطوط الاتصال الرقمية DSL لا تتطلب تمديد أسلاك وكوابل خاصة بل تستخدم نفس خطوط الهاتف المتوفرة لديك، كما إن الشركة المزودة باشتراك DSL تقوم بتزويدك بالمودم الخاص والتركيب اللازم

إلا أن هناك بعض العيوب المتعلقة بهذا النوع من الاتصال بالانترنت وهو أن جودة الأداء تعتمد كثيرا على مدى قربك من المكتب الرئيسي المزود بخدمة الاشتراك بخدمة DSL وكلما زادت المسافة تضعف الإشارة.  وكذلك فان سرعة استقبال المعلومات كبيرة بينما سرعة إرسالها عبر الانترنت تكون ضعيفة، كما أن هذه الخدمة قد لا تكون متوفرة في كل مكان.

خطوط الهاتف

في مقال سابق تحدثنا عن موضع كيف يعمل الهاتف، ووضحنا أن خدمة الهاتف تعمل من خلال تمديدات لأسلاك نحاسية تصل بينك وبين الشركة المزودة لخدمة الاتصالات الهاتفية.  هذه الأسلاك النحاسية تقوم بنقل المحادثة الصوتية كما إنها تمتاز بقدرة على تحمل المزيد من نقل المعلومات حيث أن لها نطاق واسع من الترددات bandwidth المطلوبة لنقل الصوت.  تقنية الـ DSL تقوم بالاستفادة من هذه القدرة لنقل البيانات على نفس السلك دون أن تشوش على قدرة السلك على نقل المحادثة الصوتية.  ومن هنا نستطيع أن نقول أن تقنية الـ DSL تعتمد على تخصيص ترددات معينة للقيام بمهمة محددة.

لفهم فكرة عمل تقنية DSL، فإنه في البداية يجب أن نعرف خاصية هامة لخط الهاتف العادي وهي أن خدمة الهاتف تعتمد على خطوط سلكية من مصنوعة من النحاس وتنقل الإشارات الصوتية معتمدة على ترددات تتراوح بين 0 و 3400Hz.  في حين أن هذه خطوط الهاتف يمكنها أن تنقل المزيد من الترددات تصل إلى عدة ملايين هرتز.

أن استخدام جزء صغير من قدرة خطوط الهاتف وكذلك توفر هذه الخطوط في معظم المنازل والمؤسسات جعل من الممكن استخدام أجزاء أخرى من الترددات التي لا تستخدم لنقل الإشارات الصوتية في نقل البيانات بدون خشية أن يحدث تداخل وتشويش وهذا ما تقوم به نظام الـ DSL.

نظام الـ DSL الغير متماثل ADSL

معظم المنازل ومكاتب العمل الصغيرة تستخدم نظام الـ DSL الغير متماثل asymmetric DSL والذي يعرف باسم مختصر هو (ADSL).  في هذا النظام يتم تقسيم الترددات المتاحة في خط الهاتف معتمدا على أن معظم مستخدمي الإنترنت يقومون بتصفح المواقع وتحميل الملفات download أكثر بكثير من إرسال البيانات (رفع الملفات) upload. وعلى أساس هذه الافتراض يكون سرعة التحميل من الانترنت أكثر بثلاث أو أربع مرات من رفع الملفات. ولهذا يشعر مستخدم الانترنت بسرعة تصفح المواقع وتحميل الملفات في حين يعاني من بطء رفع الملفات إذا احتاج لذلك.

 كما أن كفاءة الـ ADSL تعتمد كثيرا على المسافة التي تبعد المستخدم عن مقدم الخدمة.  حيث أن خدمة الـ ADSL حساسة جدا للمسافة: فكلما زادت المسافة كلما أصبحت جودة الإشارة اقل وكلما قلت السرعة. ويقدر الحد الأعلى للمسافة بـ 5460 متر وكلما قلت المسافة عن ذلك كان أفضل، أما من يبعد بمسافة اكبر من ذلك فانه سيجد أن سرعة التصفح اقل بكثير من السرعة التي اشترك على أساسها.  وتصل سرعة الاتصال بتقنية الـ ADSL إلى 8 ميجابيت في الثانية(8Mbps) عندما تكون المسافة 1800 متر أما سرعة رفع الملفات تكون في حدود 640 كيلوبايت في الثانية (640kbps).  عمليا فان أفضل سرعة يمكن أن نحصل عليها تصل لـ 1.5Mbps في حين سرعة الرفع تتراوح بين 64 Kbps و 640Kbps. ويوجد سرعات أفضل تصل إلى 12Mbps باستخدام تقنيات متطورة عن ADSL تعرف باسم ASDL2 و ASDL2+، حيث أن تصل سرعة التحميل في الأخيرة إلى 24Mbps وسرعة الرفع إلى 3Mbps.

قد يتبادر السؤال التالي وهو لماذا لا تؤثر المسافة على الاتصال الهاتفي في حين إنها تؤثر كثيرا على تقنية DSL؟ وتكمن الإجابة على هذا السؤال في استخدام مكبر يسمى ملف التحميل loading coil من قبل شركات الهاتف لتقوية الإشارة الصوتية. ولكن للأسف هذا التكبير لا يعمل مع الإشارات الرقمية المستخدمة في إشارة الـ ADSL، ولهذا فان ملفات تكبير الإشارات الصوتية سوف تمنع استقال إشارات الـ ADSL، هذا بالإضافة إلى وجود عوامل أخرى تمنع استخدام خدمة الـ ADSL والتي هي:

وصلة الجسر bridge taps: والتي تستخدم لتمديد خدمة الهاتف لأكثر من مشترك، وقد لا نلاحظ اثر هذه الوصلات في خدمة الهاتف إلا إنها تشكل عبء إضافي على المسافة الفعلية بين المشترك ومزود الخدمة إذا كانت هذه الوصلات مستخدمة.

كوابل الألياف الضوئية fiber-optics cables: إشارة الـ ADSL لا يمكن أن تنتقل في نظام يعمل في باستخدام الألياف الضوئية لان في هذه الحالة يحدث تحويل للإشارة من تناظرية analog إلى إشارة رقمية digital ومن ثم تتحول من رقمية إلى تناظرية مرة أخرى وهذا لا يمكن أن يعمل مع إشارات الـ ADSL الرقمية ولذلك لا يمكن استخدام تقنية الـ ADSL في حالة وجود اعتماد اتصالك مع شركة الهاتف على الألياف الضوئية.

فصل الإشارة باستخدام نظام الـ CAP

يعمل هذا نظام CAP من خلال تقسيم الإشارات في خطوط الهاتف إلى ثلاثة حزم مختلفة. الحزمة الأولى مخصصة للمحادثة الهاتفية والتي خصصت لها الحزمة من 0-4Khz، أما الحزمة الثانية فيه مخصصة للإرسال عبر الانترنت (ما نسميه بعملية رفع الملفات upload) وخصص لهذه الحزمة النطاق من 25 إلى 160KHz، وتصفح الانترنت وتحميل الملفات منه خصص له الحزمة الثالثة والتي لها النطاق من 240KHz إلى 1.5MHz.  وفي هذا النظام نجد أن الحزم الثلاثة مفصولة عن بعضها البعض بما يضمن عدم وجود تداخل في الإشارات في الحزم الثلاثة.

فصل الإشارة باستخدام نظام DMT

تعمل هذه التقنية أيضا من خلال تقسيم الإشارة إلى عدة قنوات أو حزم ولكن لا تستخدم نطاقات مخصصة للتحميل أو الرفع من الانترنت، إنما تقوم بتقسيم البيانات إلى 247 قناة مختلفة كل قناة تستخدم نطاق اتساعه 4KHz.

ولتوضيح هذا الأمر تخيل أن شركة الهاتف تقوم بتقسيم خط الهاتف النحاسي إلى 247 خط مختلف كل خط ينقل حزمة 4KHz وبعد ذلك يتم توصيل كل خط بالمودم. وهنا نحصل على 247 مودم متصل مع الكمبيوتر في نفس الوقت. وهكذا يكون لدينا 247 قناة وكل قناة تكون جاهزة لنقل الإشارة فيبحث النظام على أفضل قناة لإرسال أو استقبال الإشارة من خلالها.  ويتضح من هذا النظام انه أكثر تعقيدا من النظام السابق CAP.

 فصل الإشارة باستخدام الفلاتر Filters

يمكن اعتبار النظامين السابقين (DMT & CAP) متشابهين بالنسبة للمستخدم، وإذا قمت بتركيب ADSL فانه سيتم تركيب فلتر من نوع low-pass filters ويقوم هذا الفلتر بحجب جميع الإشارات التي تكون اكبر من تردد معين.  حيث إن كل المحادثات الصوتية تعمل عند تردد اقل من 4KHz فان الفلتر يقوم بحجب كل الترددات الأكبر من 4KHz مما يمنع من تداخل الإشارات الرقمية المخصصة لنقل البيانات للاتصال بالانترنت مع إشارات المحادثة الصوتية.

معدات نظام DSL

يستخدم نظام ADSL جهازين احدهما مثبت عند المستخدم والأخر عند مزود خدمة الانترنت، عند المستخدم يوجد جهاز استقبال DSL DSL transceiver، وعند مزود الخدمة يوجد جهاز DSL Access Multiplexer (DSLAM) ليستقبل اتصال المستخدم.

جهاز المستقبل The Transceiver

يعرف المستخدم هذا الجهاز المثبت في بيته أو في مقر عمله باسم مودم DSL (DSL modem) ويعرفه مهندسو الاتصالات في شركة الهاتف باسم ATU-R.  ومهما كانت التسمية فان وظيفة هذا الجهاز هي نقطة الاتصال مع خطوط الـ DSL.

يتم توصيل المودم مع الأجهزة الملحقة به من خلال الـ USB أو من خلال الايثرنت Ethernet.  كما يمكن أن يتم وصل هذه المودم براوتر router  أو بموزع شبكة network switches أو أي معدات شبكة متوفرة.

جهاز مزود خدمة الإنترنت The DSLAM

تعتمد خدمة الانترنت على جهاز الـ DSLAM الموجود لدى شركة الهاتف أو الشركات المزودة لخدمة الانترنت، حيث يقوم جهاز DSLAM بتوصيل أكثر من مستخدم وتوصيلهم بشبكة الانترنت.

كما أن جهاز DSLAM يجعل من تقنية الاتصال بشبكة الانترنت مختلف عن الاتصال العادي dial up بواسطة المودم حيث أن في الاتصال العادي يتشارك المستخدمين خدمة الانترنت فيقل الأداء كلما زاد عدد المشتركين ولكن في حالة الاتصال من خلال ADSL فان لكل مشترك خط مخصص يوصل به مع جهاز DSLAM وهنا عدد المشتركين لا يؤثر على جودة الأداء وإذا زاد عدد المشتركين ليصل إلى حد معين فان على الشركة المزودة لخدمة الانترنت عليها أن تقوم بإجراء ترقية على جهاز DSLAM لينعكس على كل المشتركين.

بدائل وخيارات للـ ADSL

يوجد هناك الكثير من الخيارات لنظام الـ DSL إلا إنها أيضا تعاني من قصورها في حالة المسافات الطويلة ومن هذه الخيارات ما يلي:

(1) Very high bit-rate DSL (VDSL)

هذه التقنية تمتاز بسرعة اتصال عالية ولكن تعمل فقط على مسافات قصيرة. وهي قادرة على نقل الإشارات بسرعة تصل إلى 52Mbps ويصل سرعة رفع البيانات إلى 12Mbps مما يجعلها أيضا جيدة في نقل إشارات التلفزيون عالي الجودة HDTV.

(2) Symmetric DSL (SDSL)

هذه التقنية تستخدم في شركات الأعمال الصغيرة ولا تسمح باستخدام الهاتف في نفس الوقت ولكن سرعة إرسال واستقبال البيانات كبيرة ومتساوية في نفس الوقت.

(3) Rate-adaptive DSL (RADSL)

هذه التقنية تعمل على تعديل سرعة الاتصال حسب المسافة وحسب جودة الخط الهاتفي.

(4) ISDN DSL (IDSL)

Integrated Services Digital Network _ ISDN وبين نظام DSL. حيث كان نظام ISDN الحل الأمثل للاتصال العادي للانترنت بواسطة dial-up فتسمح بنقل البيانات والفيديو إجراء المحادثة الصوتية على نفس خط الهاتف". وتعد تقنية IDSL أسرع من ISDN ولكن أبطء من DSL. ولكن تستطيع أن تعمل لمسافات تصل إلى 8 كيلومتر.

 (5) Universal DLS (Uni-DSL)

هذه تقنية جديدة طورت بواسطة Texas Instruments. توفر أداء يقع بين ASDL و VDSL حيث تكون سرعة الاتصال بالانترنت أفضل من ASDL عند المسافات الطويلة وسرعات أفضل من VDSL عند المسافات القصيرة تصل لأربعة أضعاف سرعة SDSL.

بدائل عن تقنية الـDSL

في حال تعذر استخدام تقنية الـ DSL نظرا لبعد المسافة أو عدم توفرها في المنطقة التي تقطنها فان هناك العديد من البدائل التي تعتمد على استخدام الكوابل أو الاتصال اللاسلكي.

تنافس الكوابل تقنية الـ DSL حيث أن نقل الانترنت عبر الكوابل المخصصة لا يعاني من طول المسافة مثل خطوط DSL ولكن استخدام الهاتف مع الانترنت تعتبر ميزة مشجعة للكثيرين للاعتماد عليها في الاستفادة من خطوط الهاتف في الاتصال بشبكة الانترنت.  ولكي تنافس الكوابل خطوط الـ DSL أصبحت توفر خدمة نقل المحطات التلفزيونية أيضا.  إلا أن استخدام أكثر من مستخدم كابل الانترنت في نفس الوقت سوف يقلل سرعة الاتصال.

تكنولوجيا جديدة تعتمد على الاتصال اللاسلكي تعرف باسم WiMax أو 802.16 والتي تدمج مزايا الاتصال اللاسلكي مع الاتصال السريع لمسافات كبيرة، وهي تقنية بدأت العديد من الدول بالاعتماد عليها لتوفير خدمة الانترنت في المدن.