هل تساءلت يومًا وأنت تُجري مكالمة مع صديقك كيف تمّ هذا الاتصال؟ أو كيف نستطيع ببعض التجهيزات تحديد سرعة طائرة تحلّق في السماء وتحديد اتجاهها ومكانها!
بل لنذهب أبعد من ذلك، صوتك الذي لم يكن ليتعدّى بضع مئات من الأمتار، أصبح بإمكاننا اليوم تصوير وسماع ما يحصل في كوكبٍ ما يبعد عنّا ملايين الأمتار بوضوح، كلّ هذا بفضل هندسة الاتصالات.
ففي هذا العالم الذي يزداد ترابطًا يومًا بعد يوم، تلعب هندسة الاتصالات دورًا محوريًّا في بناء جسور التواصل بين الأفراد والمجتمعات وتحويل الكون إلى مسرح ضخم تقوده وتنظّم تدفّق المعلومات والبيانات في داخله.
في هذه المقالة، سنستكشف أهم أقسامه وتقنياته، ونُسلّط الضوء على مستقبله. لذا تابع معنا!.
هندسة الاتصالات هي مجال يركز على دعم الأنظمة التي تنقل المعلومات من مكان إلى آخر، وتتمثل المهام الرئيسية في هذا المجال باستكشاف مشكلات النظام وإصلاحها، وفحص أنظمة الاتصالات وصيانتها، والاحتفاظ بسجلات الصيانة التفصيلية.
يقوم مهندسو الاتصالات الذين يعملون بشكل خاص مع أنظمة الكمبيوتر بتثبيت البرامج والحفاظ على أمان الشبكة وتحسين كفاءة الشبكة ومعالجة الإشارات، بالإضافة إلى أنهم يعملون على المكونات الكهربائية مثل الأسلاك وأجهزة التحكم.
تتميز هندسة الاتصالات بتخصصات فرعية مثل تكنولوجيا الإنترنت وأنظمة الكمبيوتر والشبكات وتكنولوجيا النطاق العريض والاتصالات اللاسلكية، بالإضافة إلى دعم نقل الفيديو والبيانات والصوت.
تتعدد مجالات العمل في هندسة الاتصالات إذ يقوم المهندسون بتثبيت واختبار وصيانة وتحديث معدات الاتصالات، بالإضافة إلى بناء وتجهيز المواقع والمراكز كبناء أبراج الاتصالات، كما يعمل بعضهم في وكالات السفر الفضائية في تصميم وصيانة الأنظمة التي تسمح للمركبات الفضائية التي تدور حول الأرض بالتواصل مع التحكم الأرضي على الأرض.
يخلط البعض بين تخصص هندسة الاتصالات وتخصص هندسة الإلكترونيات، إلا أنه في الحقيقة هناك فرق واسع ما بينهما من حيث التركيز على المجالات والتطبيق والمهارات المطلوبة، فهندسة الاتصالات تركز على تصميم وتطوير أنظمة الاتصالات لنقل المعلومات من مكان إلى آخر.
بينما هندسة الإلكترونيات تركز على على تصميم وتطوير وصيانة الأجهزة الإلكترونية باستخدام مكونات مثل الترانزستورات والدوائر المتكاملة. وفي الجدول التالي نوضح لك الفروقات الجوهرية بين كليهما.
| هندسة الاتصالات | هندسة الإلكترونيات | |
| المجالات | تشمل مجالات مثل أنظمة الهاتف المحمول، و الشبكات اللاسلكية، والاتصالات الفضائية، والاتصالات الضوئية. | تشمل مجالات مثل الإلكترونيات الاستهلاكية، والأنظمة الإلكترونية في السيارات، والاتصالات الإلكترونية، والطب الإلكتروني. |
| التركيز | يركز على تصميم أنظمة الاتصالات بشكلٍ عام، بما في ذلك الأجهزة والبرامج والشبكات. | يركز على تصميم الأجهزة الإلكترونية بشكلٍ خاص، بما في ذلك الإلكترونيات الرقمية والتناظرية والطاقة الإلكترونية. |
| المهارات | تتطلب مهارات في مجال هندسة الكهرباء والاتصالات، مثل معالجة الإشارات ونظرية المعلومات والشبكات. | تتطلب مهارات في مجال الإلكترونيات والكهرباء، مثل الإلكترونيات الدقيقة، ونظرية الدوائر، والتحكم في الأنظمة. |
| المجالات المشتركة | هناك بعض المجالات المشتركة بين هندسة الاتصالات وهندسة الإلكترونيات، مثل الاتصالات الإلكترونية والشبكات اللاسلكية. | |
| المهارات المشتركة | تتطلب بعض الوظائف مهارات في كلا المجالين، مثل هندسة الشبكات وهندسة الأنظمة المدمجة. | |
تتميز هندسة الاتصالات بتنوعها وتعدد أقسامها وتمتدّ لتدخل في الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء IOT، مما يُتيح للمهندسين فرصة واسعة لاختيار المجال الذي يُناسب شغفهم ومهاراتهم، ولكن، هناك ثلاثة محاور أساسية تُشكل جوهر هندسة الاتصالات وتُعدّ من أهم مجالاتها، وهي:
إن فهم هذه المحاور الثلاثة يُعدّ أساسًا لفهم هندسة الاتصالات بشكلٍ كامل، ويُساعد مهندسي الاتصالات على التخصص في المجال الذي يُناسب مهاراتهم واهتماماتهم.
و سنشرح لك كل محور بالتفصيل، مكوناته وأهم التقنيات المستخدمة فيه لذا تابع معنا.
الاتصالات اللاسلكية هي نوع من التقنيات التي تمكّن نقل البيانات والمعلومات بين الأجهزة دون استخدام الأسلاك أو الكابلات، بدلاً من ذلك، تستخدم الأمواج الكهرومغناطيسية لنقل الإشارات من جهاز إلى آخر. تشمل الاتصالات اللاسلكية مجموعة متنوعة من التقنيات مثل الواي فاي (Wi-Fi)، والبلوتوث (Bluetooth)، والشبكات الخلوية مثل 3G و4G و5G، وتقنيات أخرى مثل NFC (الاتصال القريب) و RFID (التعرف بالتردد الراديوي).
تختلف مكونات نظام الاتصال اللاسلكي بحسب وظيفة النظام وآلية التطبيق، ولكن المكونات الأساسية في أي نظام هي المرسل والمستقبل وقناة الاتصال.
معًا، تُشكل هذه العناصر الثلاثة أساس أي نظام اتصالات لاسلكي، مما يسمح لنا بالتواصل مع بعضنا البعض ومشاركة المعلومات عبر مسافات شاسعة.
لا بدّ من الإشارة إلى أنه هناك هوائي إرسال وهوائي استقبال في كل من المرسل والمستقبِل، فالاتصالات اللاسلكية لا يمكن لها أن تتحقق إلا باستخدام الهوائيات، لكونها الجزء الرئيسي في جهاز الإرسال والاستقبال و وظيفتها إرسال واستقبال الإشارات الكهرومغناطيسية.
💡 3 مصطلحات لا يمكنك دخول عالم الاتصالات اللاسلكية بدونهاالتردد المشغل (Frequency Band) هو نطاق معين من الترددات في الطيف الكهرومغناطيسي يُستخدم لنقل البيانات، ويتمّ تحديده بناءً على نوع التطبيق ومتطلبات النقل، ويمكن أن يكون واسع النطاق أو ضيق النطاق عرض النطاق الترددي (Bandwidth) و هو الفارق بين أقصى تردد وأدنى تردد في نطاق التردد المحدد، كذلك ويُعبر عنه بوحدة الهرتز (Hz)، كما يعتبر مؤشرًا على كمية البيانات التي يمكن نقلها خلال فترة زمنية معينة الحامل (Carrier) فهو تردد أو موجة تُستخدم لنقل الإشارات الأخرى، كذلك يتم تعديلها أو تحميلها بالبيانات أو الإشارات التي تحملها يُعتبر الحامل جزءًا أساسيًا في نظم الاتصالات، إذ يتم استخدامه لنقل البيانات من مصدرها إلى وجهتها على سبيل المثال في نظام الاتصالات اللاسلكية، يتم استخدام تردد محدد كتردد مشغل للإشارات، يتم تعديل هذا التردد لنقل البيانات باستخدام الحامل، من ناحية أخرى يكون عرض النطاق الترددي هو الفارق بين التردد الأعلى والتردد الأدنى للتردد المشغّل |
لقد تطوّرت أجيال الاتصالات عبر الزمن، من الجيل الأول (1G) الذي كان يقتصر على الاتصالات الصوتية فقط، إلى الجيل الثاني (2G) الذي أضاف خدمات الرسائل النصية كما وخدمات البيانات البطيئة، ثمّ الجيل الثالث (3G) الذي مكّن من تصفح الإنترنت واستخدام التطبيقات البسيطة.
ثم جاء الجيل الرابع (4G) ليحدث ثورة في عالم الإنترنت على الهاتف، إذ قدم سرعات أعلى كذلك خدمات متقدمة مثل بث الفيديو عالي الدقة والألعاب عبر الإنترنت.
واليوم، يشهد العالم الجيل الخامس (5G) الذي سيقدم سرعات فائقة كما وإمكانيات جديدة مثل الواقع الافتراضي كذلك الذكاء الاصطناعي.
والجدير بالذكر هو أننا مقبلون على جيل جديد وهو الـ 6G الذي سيُحدث طفرة نوعية في عالم الاتصالات، ومن المتوقع أن تصدر شبكات الجيل السادس في وقت ما من عام 2030، أما حاليًا فهي قيد التجريب.
سنقدّم لك في هذا الجدول مقارنة سريعة بين أهم خصائص أجيال الموبايل.
| 1G | 2G | 3G | 4G | 5G | |
| Voice | Analog | Digital | VOLTE | ||
| SMS | – | Available | Available | Available | Available |
| MMS (Multimedia) | – | – | Available | Available | Available |
| Video call | – | – | Available | Available | Available |
| Data rate | – | 14.4kbps- 384kbps | 348kbps- 10Mbps | 10Mbps-1Gbps | 20Gbps |
| Multiple Access | FDMA | TDMA/CDMA | CDMA | OFDMA | OFDMA |
| Service/ Standards | NMT TACS AMPS | GSM/CDMA US-TDMA PDC GPRS/EDGE | WCDMA CDMA2000 | LTE | Single spec |
تُعد تقنية 5G قفزة نوعية في عالم الاتصالات، فهي امتداد لتقنيات الجيل الثاني والثالث والرابع، بالإضافة لتميّزها بخصائص فريدة تجعلها تقنية المستقبل، وهي:
على عكس ما قد يعتقد البعض، لا تستطيع 5G توفير جميع المزايا المذكورة في آن واحد بنفس المستوى، إنما تتميز بذكاء فريد يُمكّنها من تكييف خصائصها تلقائيًا على حسب احتياجات المستخدم ونشاطه.
على سبيل المثال:
إذا كنت تلعب لعبة تتطلب زمن استجابة منخفض:
ستُركز 5G على تقليل زمن الاستجابة قدر الإمكان لضمان تجربة لعب سلسة دون تأخير.
إذا كنت تُحمّل ملفًا كبيرًا:
ستُركز 5G على زيادة السرعة لضمان تحميل الملف في أسرع وقت ممكن.
وهذا ما يجعل شبكات الجيل الخامس شبكات ذكيّة.
الاتصالات الضوئية بمفهومها الأعمّ هي تلك التي تعتمد الضوء لنقل البيانات من مكان إلى آخر، وعليه فإن شبكة الاتصالات الضوئية (Optical Network) هي بمثابة طريق سريع للمعلومات يربط العالم ببعضه البعض.
تتكون هذه الشبكات من مئات الملايين من الكيلومترات من الألياف الضوئية التي تربط القارات والأمم والمدن والأحياء، وحتى المنازل، والتي تُمكّننا من نقل البيانات بسرعة عالية عبر مسافات طويلة.
تعتمد شبكات الاتصالات الضوئية على مجموعة من الأنظمة الفرعية البصرية التي تعمل معًا لنقل البيانات، هذه الأنظمة الدقيقة قادرة على تصفية قنوات الاتصال الضوئية وتبديلها وتخفيفها وتكييفها.
شبكة الألياف البصرية السلبية (PON) هي نظام اتصالات يستخدم كابلات الألياف الضوئية لنقل الإشارات المزوّد الرئيسي (CO) إلى المستخدمين النهائيين، فعلى عكس الشبكات البصرية النشطة التي تتطلب معدات مُشغّلة لنقل الإشارات، تعتمد PONs على مكونات سلبية مثل الفاصلات و المدمجات لتوزيع الإشارات بدون الحاجة إلى مكونات إلكترونية نشطة على طول مسار الشبكة.
يمكن لـ PON أن تنتهي في نقاط مختلفة، مثل الرصيف أو المبنى أو المنازل الفردية (FTTC، FTTB، أو FTTH)، اعتمادًا على النشر النوعي.
تقدم PONs عرض نطاق ترددي عالٍ وتتمكن من توفير خدمات متنوعة بما في ذلك الوصول إلى الإنترنت والاتصال الصوتي وبث الفيديو، وتُستخدم عادة من قبل مُزودي شبكات الاتصالات لتوفير توصيل النطاق العريض بطريقة فعالة للمستخدمين السكنيين والتجاريين.
يتكون نظام PON من محطة خط بصري (OLT) في المزوّد المركزي لشركة الاتصالات والعديد من وحدات الشبكة الضوئية (ONUs) بالقرب من المستخدمين النهائيين،وعادةً، يمكن توصيل ما يصل إلى 32 وحدة ONU بجهاز OLT واحد.
توضح الصورة السابقة كيفية عمل نظام PON
تُعد تقنيات نقل البيانات عبر الألياف الضوئية من أهم العوامل التي تُشكل عصب الاتصالات في عصرنا الحالي، حيث تُقدم حلولاً فعالة لنقل البيانات بسرعات هائلة عبر مسافات طويلة، وأبرزها تقنية SDH Synchronous Digital Hierarchy و النقل باستخدام الإيثرنت وأكثرها تطوّرًا وحداثة هي تقنية DWDM تعدد الطول الموجي الكثيف. دعنا نجري مقارنة سريعة ما بينهم في الجدول التالي:
| التكنولوجيا | معدّل النقل DATA Rate | الميزات | درجة الحداثة | الاستخدامات |
| SDH Synchronous Digital Hierarchy | يصل إلى 4 جيجابت في الثانية (STM-64) |
| تقنية قديمة (1980) | شبكات الاتصالات والبنية التحتية القديمة. |
| Ethernet | 10 ميجابت في الثانية إلى 100 جيجابت في الثانية (و أكثر) |
| حديثة | الشبكات المحلية (LANs) ومراكز البيانات وشبكات الشركات |
| DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing | يصل إلى عدة تيرابت في الثانية الواحدة (Tbps) |
| الأحدث بينهم | التطبيقات عالية النطاق الترددي، شبكات الاتصالات،و الاتصالات لمسافات طويلة |
يُعرف إرسال واستقبال المعلومات باستخدام موجات صغريّة من رتبة الميكرو بنقل الميكروويف (Microwave transmission)، وهو نقل المعلومات (الصوت، البيانات، التلفزيون، الهاتف، إشارات الراديو) باستخدام تلك الإشارات حيث تستخدم على نطاق واسع للاتصالات من نقطة إلى نقطة،و تتراوح تردداتها بين 3 إلى 30 GHZ وبطول موجي يقاس بالسنتمتر في المدى من 0.3 إلى 30 سنتمتر.
تتعددّ استخدامات الأمواج المكروية في هندسة الاتصالات، كما وتستخدم في حالات كثيرة منها:
في المناطق التي لا تتوفر فيها شبكة الألياف الضوئية، كذلك تُستخدم الموجات المكروية لتوفير اتصال سريع بالإنترنت.
تُستخدم لربط أبراج الهاتف الخلوي بشبكة الاتصالات الرئيسية.
حل احتياطي لنقل البيانات في حالات الطوارئ، على سبيل المثال انقطاع كابلات الألياف الضوئية.
للمناطق ذات التضاريس الصعبة، مثل الجبال، إذ يصعب تركيب كابلات الألياف الضوئية.
تُستخدم في حالات الطوارئ، على سبيل المثال الكوارث الطبيعية، لتوفير الاتصالات بين فرق الاستجابة.
تُستخدم لتوفير اتصال سريع بالإنترنت للمنازل كما والشركات في المناطق التي لا تتوفر فيها شبكة الألياف الضوئية.
النقل المكروي والنقل الضوئي هما نوعان أساسيان من أنواع النقل في عالم الاتصالات، من ناحية أخرى يُعدّ فهم الاختلافات بينهما أمرًا ضروريًا لاختيار النوع المناسب لتلبية احتياجات المستخدم.
ولذلك، سنقدم فيما يلي مقارنة سريعة كما ومفيدة لتسهيل عملية الاختيار.
| Microwave Transmission | Fiber Optic Transmission | |
| الاستثمار وفترة البناء | استثمار صغير وفترة بناء قصيرة | استثمار كبير وفترة بناء طويلة |
| الحماية من العوامل الطبيعية | قدرة عالية على الحماية من الكوارث الطبيعية وسهولة الإصلاح | قدرة منخفضة على الحماية من الكوارث الطبيعية وصعوبة الإصلاح |
| موارد التردد | تردداتها محدودة (تتطلب رخصة) | تردد بموارد غير محدودة |
| تأثير المناخ والتضاريس | تؤثر على جودة الإرسال | تأثيرها ضئيل على جودة الإرسال |
| سعة النقل | محدودة | عالية |
| المسافة | قصيرة إلى متوسطة | طويلة |
| التطبيقات | الاتصالات اللاسلكية والرادار | الإنترنت كما والاتصالات السلكية واللاسلكية |
تطورت هندسة الاتصالات بشكل كبير من بدايتها وحتى الآن، علاوة على أنه من المتوقع أن يكون مستقبل هندسة الاتصالات أكثر كفاءة وسرعة وذكاء.
يتميز مستقبل الاتصالات بدمج مختلف التقنيات مثل شبكات الجيل الخامس (5G) كما والذكاء الاصطناعي (AI) كذلك إنترنت الأشياء (IOT)، إذ ستتيح هذه التقنيات معدلات نقل بيانات أسرع وتوفير اتصال سلس عبر الأجهزة، كما و تحقيق تأخير أقل.
بالإضافة إلى استخدام تقنيات الواقع الافتراضي (VR) كما والواقع المعزز (AR) التي ستوفر تجارب غامرة كان من المستحيل تحقيقها في السابق.
بشكل عام فإن مستقبل هندسة الاتصالات كذلك يحمل إمكانيات ضخمة للابتكار والنموّ والتطوّر،
ولهذا عزيزي المهندس لا تتوقف عن التعلم كما واكتساب المهارات الجديدة، فهذا هو مفتاح النجاح في مستقبل هندسة الاتصالات.
📌 أهم نصيحة لكل مهندس على مشارف التخرج: الخطّة هي الوصفة السحرية لبدء مسارك المهني.ابدأ رحلتك المهنية بخطوة ذكية! حدد أهدافك وارسم خطة مدروسة تضمن لك الوصول إلى مستقبلك المهني المشرق. |
يشهد العالم ثورة تكنولوجية هائلة تُحدث تغيرات جذرية في مختلف جوانب الحياة، كذلك تلعب تقنيات الاتصالات دورًا في هذا التطور إذ تشكل أساسًا لبقاء العالم متصل بشكل دائم.
ومع ازدياد الاعتماد على هذه التقنيات تطوّرت متطلبات سوق العمل لمهندسي الاتصالات مما يدفعهم إلى البحث الدائم عن أحدث المصادر. كذلك الآليات للتعلم ومواكبة سوق العمل الهندسي.
في ظل هذا التطور الحاصل تأتي أكاديمية My-communication لتقدّم للطلاب فرصة فريدة لاكتساب المهارات. كما والمعرفة اللازمة للنجاح في هندسة الاتصالات.
نحن نعمل على تطوير المهندس العربي ليتمكن من النهوض والتقدم ببلده في المجال التكنولوجي. كذلك تشمل أعمالنا كل ما يدور في إطار هندسة الاتصالات كما ويصبّ في احتياجات المهندس حيث نقدّم لك:
نُؤمن بأن أكاديمية اتصالاتي هي الشريك المثالي لك في رحلتك نحو النجاح في عالم هندسة الاتصالات.
والآن دعونا نُلقي الضوء على بعض التساؤلات التي قد تُراود أذهانكم حول تخصص هندسة الاتصالات ومجالاتها:
يعمل خريج قسم هندسة الإتصالات في مجالات ( الإلكترونيات – الإتصالات) مع النظم الرئيسية الآتية:
تُعتبر أسئلة مقابلات العمل من أولى الأولويات التي يسأل عنها كل مهندس خريج ومُقبل على عمل، ومن الضروري أن يتطّلع عليها ويُحضّر لها، إليك أبرز ما يتمّ السؤال عنه:
الإنترنت هو شبكة عالمية تربط ملايين الشبكات والأجهزة، تمكن من التواصل كما ومشاركة المعلومات عبر بروتوكولات متعددة. أما الإيثرنت فهو تقنية محددة تُستخدم عادة في الشبكات المحلية لربط أجهزة الكمبيوتر محليًا. من ناحية أخرى يتميز الإنترنت بالتوسع العالمي، في حين يتميز الإيثرنت بالسرعة كما والأمان في الشبكات المحلية. وهنا إليك مقال شامل حول الفرق بين الإنترنت والإيثرنت.
يعدّ موضوع السيرة الذاتية لمهندس الاتصالات من المواضيع الضرورية جدًّا لدخولك إلى مجال العمل والتوظيف، لذا نورد لك فيما يلي 6 خطوات مختصرة لكتابة سيرة ذاتية منسقة لحديثي التخرج :
الشبكات السلكية تستخدم الكابلات للاتصال بين الأجهزة، بينما تستخدم الشبكات اللاسلكية تقنيات على سبيل المثال الواي فاي كذلك البلوتوث.
يعمل الهوائي دائمًا في نطاق تردد معين (النطاق الترددي)، من ناحية أخرى يعتمد على متطلبات الفهرس، نطاق التردد الذي يلبي متطلبات المؤشر هو تردد تشغيل الهوائي. كذلك تختلف المعايير اللاسلكية المختلفة، كما ونطاقات التردد المستخدمة من قبل المشغلين مختلفة، لذلك تحتاج إلى اختيار هوائي بنطاق تردد مناسب.
عندما يضرب الضوء الكاشف، ينتج نبضًا كهربائيًا. مع مصدر ضوء في أحد طرفي الألياف وكاشف في الطرف الآخر, يتم تشكيل نظام نقل أحادي الاتجاه يستقبل إشارة كهربائية, يحولها إلى نبضة ضوئية وينقلها، من ناحية أخرى يقوم الطرف المستقبل بتحويل نبضة الضوء مرة أخرى إلى إشارة كهربائية.
الإنترنت اللاسلكي عن طريق المايكرويف هي تكنولوجيا تسمح بإرسال و استقبال المعلومات بسرعة كبيرة بين نقطتين أو موقعين، و يجب التنويه بأنها ليست تكنولوجيا الهواتف المحمولة و ليست تكنولوجيا الواي فاي.
في النهاية .. وختامًا، تُعد هندسة الاتصالات علمًا يزداد تطورًا وتنوعًا كل يوم، ويُقدم فرصًا هائلة للابتكار كما والإبداع، فمع ازدياد اعتمادنا على تقنيات الاتصالات في جميع جوانب حياتنا، من ناحية أخرى تُصبح الحاجة إلى المهندسين المهرة في هذا المجال أكثر إلحاحًا.
فإذا كنت من محبّي التحديات وتُملك شغفًا بالتكنولوجيا، فإن هندسة الاتصالات هي المجال المناسب لك، كذلك مع المعرفة والمثابرة، ستتمكن من المساهمة في بناء مستقبل أكثر ذكاءً وترابطًا.
Optimized by Seraphinite Accelerator