logo

logo

هندسة الاتصالات | الاتصالات من بعد في الدفاع المدني (منظومة-)

اتصالات من بعد في دفاع مدني (منظومه)

Telecommunications in civil defense system - Télécommunications dans le système de défense civile



الاتصال من بُعد للدفاع المدني (منظومة-)

 

تحديد الموقع بنية المنظومة
 D1 المدى العشوائي تحديد الموقع عن طريق السواتل
تقنيات تحديد موقع طرفيات لاسلكية خلوية المزايا العامة لمنظومة  GPS
  GPS إشارة    

 

 

 

تتألف شبكة الدفاع المدني بصورة مبسطة من تجهيزات اتصال تمرّر المكالمات الواردة إليها من شبكات الاتصال العمومية السلكية واللاسلكية إلى الموضع الأكثر ملاءمة من مواضع مراكز الدفاع المدني وغيرها؛ حيث يُعرض رقم الهاتف وعنوانه لدى المعني والمسؤول عن السلامة.

عند إنشاء هذه الشبكة يُعدّ تحديد عنوان مصدر المكالمة الواردة من الأمور الأساسية الواجب دراستها وإعدادها بوصفها بنية أساسية تشكل العمود الفقري لها. وكلما تطورت وسائط الاتصال ازداد تعقيد تلك البنية.

ومن أنماط الاتصال المستخدمة في هذه المنظومات الشبكات الخَلَوية وشبكات الاتصال الساتلية ونقل الصوت عبر الشابكة (الإنترنت)ءvoice over IP (VOI ، وكذلك منظومات حوادث الآليات التي تستخدم معدات إرسال ضمن بالون العربة أو حزام الأمان، وشبكات إرسال إشارات الاستغاثة SOS على شكل نص أو رسائل مصورة أو دفق ڤيديوي streaming video.

قد تكون شبكة الدفاع المدني ضمن مدينة واحدة، وقد تغطي بلداً كاملاً، وتكون إدارتها من قبل الدفاع المدني الحكومي أو من قبل مؤسسة (أو شركة) الهاتف أو من كليهما.

يجب أن تكون شبكة الدفاع المدني قابلة للترقية البرمجية software upgrading والتصعد العتادي hardware scalability وفق تقنيات عديدة، منها:

1 - تطوير آلية تحديد العنوان بدقة أعلى بصورة مستمرة.

2 - تطوير الشبكة لاستيعاب أنماط اتصال جديدة.

3 - متابعة تطبيق المعايير ذات الصلة لمواضع السلامة، والتجهيزات العتادية والبرمجيات، وتحقيق تلك المعايير في الطرفيات كالأجهزة الخَلَوية.

4 - تطوير الملاكات (الأطر البشرية) والمهام الحكومية لتحديد المسؤوليات ومراقبة ذلك.

5 - وضع منظومة فوترة مناسبة وتطويرها.

6 - تطوير وسائط اتصال مواضع السلامة السلكية واللاسلكية مع تشكيلات الدفاع المدني ووحداتها الجوالة.

بنية المنظومة

تتوضح البنية الأساسية للشبكة من تتبع المكالمة بدءاً من إنشائها وانتهاءً عند أنسب موضع للسلامة.

أ- في حالة استخدام الشبكة السلكية

عند طلب رقم الشبكة من إحدى طرفيات شبكة هاتف العموم - أي عن طريق أحد مبدلاتها المحليةء(LEC)ءLocal Exchange Center باستخدام الرقم المخصص لها- تمر المكالمات عبر خط رسالة message line يسمح بالاحتساب المركزي الآلي للرسالة  centralizde automatic message accounting، ويرفق ذلك برقم طالب المكالمة، ويتيح التحديد الآلي لمعرّف الرقم ء automatic number identification(ANI)

بعدئذٍ تمر المكالمة بمبدل خاص يسمى المبدل الترادفي  tandem switch يسمح بالتوصيل الجماعي بمعزل عن طالب المكالمة، ثم إلى وحدة معالجة مركزية( CPU). وتكون سمة الحالة خلال هذه المدة هي الطوارئ.

يُستدعى عنوان طالب المكالمة بوساطة آلية التحديد المذكورة آنفاً ANI بالاعتماد على قاعدة بيانات تم إعدادها عند بناء الشبكة سلفاً لجميع الهواتف (وتضم معلومات المنطقة - الحي- الشارع - رقم البناء وغيرها)، ويسلّم للمسيّر router إلى موضع إجابة السلامة العمومي ء(PSAP) ءpublic safety answering position يتولى بعد ذلك مسيّر انتقائي selection router آلياً تحديد مسارات لموضع السلامة .

ب - في حالة استخدام الشبكة الخلوية

تمرر المكالمة في هذه الحالة إلى مركز تبديل الخدمة المتنقلة (MSC)ءmobile servicing switching center  و منها إلى سجل الموقع المحلي/نقطة تحكم الخدمة home location register/service control point. لا يتوفر للمشترك في هذه الحالة إمكان تحديد آلي لمعرّف الهوية  (ANI) بسبب عدم وجود موقع محدد للهاتف الخلوي، ومن ثم ليس لهذا الرقم معنى، لذا يصبح هذا الرقم رقماً عشوائياً. يزود خط الشبكة الخاص بمعلومات موقع طالب المكالمة ورقمه، وتُمرّر المكالمه سلكياً عبر المركزء (MSC) إلى مبدل الشبكة

تحديد الموقع عن طريق السواتل

ثمة نظامان قائمان حالياً لهذا الغرض هما: نظام تحديد الموقع العالمي ناڤستار ء(GPS ) ء  Navstar الأمريكي و نظام الملاحة الساتلي العالمي غلوناس

Global Navigation Satellite System (GLONASSر ). ويتوفر كذلك نظام ملاحة راديوي بوساطة السواتل RNSS أوربي يسمى غاليليو Galileo

.

المزايا العامة لمنظومة  GPS

منظومة رباعية الأبعاد تسمح بحساب خط الطول وخط العرض والارتفاع والوقت، ولا تحتاج أجهزة  GPS - وهي مستقبلات فقط - إلى إرسال أي إشارة راديوية.

تتكون المنظومة من 24 ساتلاً، ستة منها احتياطية تغطي كامل سطح الأرض موزّعة على ستة مدارات يرتفع كلٌ منها 20178 كم عن سطح الأرض، وجميعها تميل بمقدار 55 درجة على المستوى الاستوائي. ويستغرق دوران كل ساتل على مداره 11 ساعة و56 دقيقة؛ أي إنه يشرق مبكراً بأربع دقائق يومياً وتستغرق مدة مشاهدته 5 ساعات.

إشارة GPS

تتكون الإشارة من مجموع إشارتين:

- الأولى عند التردد 1575,42 ميغا هرت(ز L1 ) بعرض ± 12,5  ميغا هرتز.

- الثانية عند التردد 1227,60 ميغا هرتز( L2) بعرض ± 10ميغا هرتز.

وهما إشارتان معدلتان بالصفحة بسلسلة ضجيج شبه عشوائية (تسمى بالرماز)، تُجمع منطقياً مع إشارة الساتل الملاحية (المسماة بالمعطيات).

تُرسل إشارة GPS باستخدام الطيف المنثور، وتتسم جميع الإشارات بأنها متلازمة coherent.

تحديد الموقع

لما كان الساتل يرسل وبصورة مستمرة إحداثيات موقعه، فإن بالإمكان وضع المعادلة التالية:

2D1= 2(Z1-Uz)+ 2(Y1- Uy)+ 2(X1-Ux)

حيث:

X1- Y1-Z1  : إحداثيات الساتل  S1

Ux- Uy - UZ  : إحداثيات المحسّ

D 1: المدى العشوائي

تتطلب معرفة إحداثيات المحسّ GPS ثلاثة سواتل (أي ثلاث معادلات)

المدى العشوائي D1

يُشتق قياس المسافة من قياس زمن عبور transit الإشارة من الساتل إلى المستقبل، ويسمح ذلك بمعرفة الوقت الدقيق الذي يتم إرسال مقطع خاص به ضمن إشارة الساتل، ومن ثم ينبغي قراءة ساعة المستقبل فقط لدى وصولها إليه لمعرفة الزمن الذي استغرقه انتقالها من الساتل إليه. وبجداء حاصل الفرق بسرعة الضوء (C) يمكن الحصول على المسافة التي تسمى عادةً بالمدى العشوائي؛ لأنه مقدار نسبي يتبع ساعتين مختلفتين: الأولى على الساتل والثانية على المستقبل.

لا يمكن لمستقبل GPS استقبال الإشارة ضمن الأبنية.

وينبغي على مزوّدي خدمة الشبكات اللاسلكية العثور على طريقة لاستخدام معلومات أجهزة تحديد الموقع GPS في الموقع، وإرسالها من الطرفيات المتاحة إلى تجهيزات الدفاع المدني.

تقنيات تحديد موقع طرفيات لاسلكية خلوية

تُستخدم في هذه التقنيات محسّات في مواقع الخلايا بحيث تستطيع التقاط إشارة الطرفية المتنقلة. وتُطبّق إحدى التقنيات التالية:

أ- قياس شدة الحقل (الإشارة): يجري هنا حساب المسافة بين الخلية والطرفية عن طريق معرفة استطاعة خرج الطرفية وتقدير اضمحلال إشارتها لدى انتشارها واستخدام العلاقة الخاصة بالانتشار الفراغي لمعرفة المسافة.

ب- اتجاه الإشارة الواردة: يجري هنا قياس اتجاه الإشارة الواردة إلى الخلية باستخدام منظومة هوائيات وتقنية قياس ملائمة؛ بعد حذف الإشارات الواردة غير المباشرة multipath والمعاد إرسالها reradiated، ثم تُطبّق طريقة تقاطع اتجاهين أو أكثر من عدة خلايا يتحدد من خلالها إحداثيات الموقع - مع استخدام إحصائيات وعلاقات احتمال لزيادة الدقة - ولاسيما في المناطق المأهولة. تُستخدم هذه التقنية أساساً لأغراض عسكرية.

ج- زمن الوصولءtime of arrival (TOA) تُطبَّق هنا التقنية المستخدمة بالرادار.

وقد تُستخدم تقنية واحدة أو أكثر في الموقع نفسه بهدف زيادة الدقة.

يتعذر استخدام هذا النوع من التقنيات في حال كانت المنظومة الخلوية تستخدم أسلوب التحكم الآلي في استطاعة خرج الطرفية عند الاقتراب من موقع الخلية.

تقنية محسّات GPS في مواقع خلايا الشبكة المستخدمة للطيف المنثور

تُستخدم في هذه الطريقة محسات GPS في خلايا الشبكة الخلوية وبالاستعانة بزمن انتقال الإشارة من الخلية إلى الطرفية. يمكن ضبط ساعة الطرفية لتتوافق مع ساعة GPS، وهذا ما يمكِّن من استخدام معادلات تحديد المواقع في منظومة GPS من ثلاثة سواتل أو اثنين فقط بمعرفة الارتفاع سلفاً.

موفق العوا

 

 

مراجع للاستزادة:

- Asm International, Conference Proceedings For The 36Th International Symposium for Testing and Failure Analysis, Istfa, 2010.

- Government Printing Office, Code of Federal Regulations, Title 47,  Telecommunication Pt. 80-End, 2010.

 




التصنيف : هندسة الاتصالات
النوع : هندسة الاتصالات
المجلد: المجلد الأول
رقم الصفحة ضمن المجلد : 149
مستقل

اقتصاد المعرفة

 اقتصاد المعرفة خصائص اقتصاد المعرفة متطلبات اقتصاد المعرفة قياس اقتصاد المعرفة الآفاق المستقبلية لاقتصاد المعرفة تنقسم الموارد الإنتاجية - وفقاً للاقتصاد التقليدي - إلى الأرض والعمل ورأس المال، ويعدّ رأس المال أحد الموارد الأكثر أهمية. ويتكون رأس المال من كل ما يمتلكه المجتمع من وسائل إنتاج يمكن توظيفها لإنتاج سلع وخدمات تتحقق الرفاهية الاقتصادية للمجتمع باستهلاكها، وتزداد القوة الاقتصادية للمجتمع بامتلاكه المزيد من رأس المال. والمعرفة هي المخزون المتراكم من المعلومات والمهارات المتعلقة بربط الأفكار الجديدة بالقيم التجارية، وتطوير المنتجات...

المزيد »