انتقال ویدئو و تصویر به روش بیسیم
رد و بدل کردن عکسهای دیجیتالی بدون استفاده از کابل و هرگونه سیم الکتریکی تقریباً متداول است و امروزه برای انتقال داده مابین دستگاههای ارتباطی، از طریق فرکانس رادیویی، امواج مایکروویو و مادون قرمز، عملاً به روشی جهانی مبدل شده است. این مقاله به بحث در خصوص انتقال ویدئو و تصویر به روش بیسیم می پردازد.
برای یک گیرنده رادیویی، لغت "بیسیم" تقریباً قدیمی به نظر میرسد، این در حالی است که در انتقال ویدئو، روش بیسیم کاملاً جدید محسوب میشود. رد و بدل کردن عکسهای دیجیتالی بدین روش و بدون استفاده از کابل و هرگونه سیم الکتریکی تقریباً متداول است و امروزه برای انتقال داده مابین دستگاههای ارتباطی، از طریق فرکانس رادیویی، امواج مایکروویو و مادون قرمز، عملاً به روشی جهانی مبدل شده است.
تابش الکترومغناطیسی
یک موج انرژی به نام موج رادیوئیکه توسط یک فرستنده تولید میشود، شکل پیچیدهای از انرژی است که شامل هر دو زمینه مغناطیسی و الکتریکی میشود. با ترکیب این دو، موج رادیویی نام دیگری نیز پیدا میکند: تابش الکترومغناطیسی.
همواره از گونهای تابش الکترومغناطیسی برای حمل دادههای بیسیم استفاده میشود، که در میان آنها، امواج رادیویی، امواج مایکروویو و مادونقرمز بیشترین کاربرد را دارند. هم اکنون بسیاری از سیستمهای انتقال ویدئو از راهدور، در کاربردهای امنیتی، در موارد قطع سیستم، مجهز به برقراری ارتباط بیسیم از طریق امواج رادیویی، مایکروویو و اتصال دهندههای ماهوارهای هستند. از این ویژگی در سیستمها، به عنوان Redundancy (افزونه) یا پشتیبان بهره میگیرند که قادراند در مواقعی که انتقال و ارتباط باسیم دچار اختلال میشوند، وارد عمل شوند.
بلایای طبیعی از قبیل طوفان، زلزله یا سیل، لزوم استفاده از اینگونه سیستمهای پشتیبان را هنگام قطع ارتباطات زمینی، نشان میدهد. در مواقعی که مخابرههای کابلی و شبکههای سنتی تلفن، غیر قابل دسترسی و راهاندازی هستند، ضرورت وجود قابلیتهای ارتباطات بیسیم بیش از پیش حس میشود.
برای انتقال انرژی از نقطهای به نقطهی دیگر، از امواج الکترومغناطیسی بهره گرفته میشود. آنتن به عنوان منبعی برای این امواج در نظر گرفته میشود. آنتنها، اجزایی الکترونیکی هستند که برای ارسال یا دریافت امواج رادیویی به شکلی ساده طراحی شدهاند. انرژی به وسیله آنتن فرستنده به فضا فرستاده شده و توسط آنتن گیرنده، دریافت میشود. طراحی آنتنها بسیار اهمیت دارد و آنهایی که کارایی بالایی دارند از ابعاد بسیار دقیقی برخوردارند. نکته قابلتوجه در مورد آنتنها این است که هر دو نوع فرستنده و گیرنده دارای مکانیزم مشابهی هستند. این ویژگی به عنوان ویژگی متقابل آنتنها شناخته میشود.
آنتنها برای تمام شبکههای پهن باند (پرسرعت) بیسیم، مورد نیاز میباشند. چهار نوع اصلی آنتنها برای سیستمهای ذکر شده استفاده میگردند: آنتنهای سکتور یا مرکزی1، آنتنهای با صفحه مسطح2، آنتنهای بشقابی3و آنتنهای دو بانده4.
یک آنتن کامل از اجزای زیر تشکیل میشود: یک ابزار کوپلینگ که وظیفه اتصال فرستنده به تغذیه را برعهده دارد، خط انتقال که حامل انرژی به آنتن است و خود آنتن که انرژی را به فضا منتقل میکند.
عواملی که تعیین میکنند چه نوعی از آنتن به کار رود، عبارتند از: فرکانس راه اندازی فرستنده، مقدار توان تابیده شده و جهت کلی سیستم گیرنده. اکثریت آنتنها در حقیقت کامل شده دو نوع اصلی هستند: هرتز و مارکونی.
آنتن هرتز در فرکانس راهاندازی، دارای ½ طول موج میباشد و از زمین نیز عایق شده است. آنتن مارکونی نیز، ¼ طول موج، طول دارد و از یک طرف یا زمین شده است و یا به یک شبکه سیم که counterprise نامیده میشود، متصل است.
امواج رادیویی
امواج رادیویی اطلاعات حاوی سیگنالهایی را که مشابه تلگراف از طریق قطع فرآیند انتقال در فواصل معین، مستقیماً روی موج کدگذاری شده است و یا اطلاعاتی که روی موج حامل سوار میشود- این فرآیند مدولاسیون گفته میشود – را حمل میکند.
با تغییر برخی از خصوصیات موج، مدولاسیون شکل میگیرد، که اگر دامنه یا شدت تغییر داده شود، به آن مدولاسیون دامنه یا ای‌ام (AM) و اگر فرکانس موج تغییر کند، به آن مدولاسیون فرکانس یا اف‌ام(FM) میگوییم.
انتقال از طریق امواج مادونقرمز
سیستمهای ارتباطات داده مادون قرمز از اشعه مادون قرمز برای انتقال داده با پالسهای نوری، بهره میگیرند. اصطلاح پرتو افکنی نیز برای این نوع انتقال داده به کار میرود. بدین صورت که ویدئو توسط فرستنده، روی یک پرتو مادون قرمز سوار شده و در یک ردیف قرار میگیرد تا به گیرنده که خروجی آن یک سیگنال ویدئویی ترکیبی است، برسد. شرایط آب و هوایی روی عملکرد پرتوهای مادون قرمز، تاثیر می‌گذارد.
امواج مادون قرمز با طول موجی بین 750 تا یک میلیون نانومتر، در گستره طیف امواج الکترومغناطیسی بین امواج مایکروویو و نور مرئی قرار میگیرد. این امواج، توانایی ارسال سریع داده بین دو نقطه را دارند، اما قادر به حمل اطلاعات با خود، نیستند.
انتقال از طریق امواج مایکروویو
به طور عمده در خطوط مخابراتی طی فواصل کوتاه، مانند سیستمهای تلفنی سلولی، از امواج مایکروویو استفاده میگردد. این نوع از امواج الکترومغناطیسی، فرکانس بالایی دارند و با طول موج تقریبی یک میلیمتر تا یک متر، در گستره طیف امواج الکترومغناطیسی بین دسته امواج رادیوئی و مادون قرمز قرار میگیرند. مزیتی که خطوط مایکروویو نسبت به مادون قرمز دارد این است که علاوه بر اینکه قادر است عمل انتقال داده را در فواصل دورتری نسبت به مادون قرمز انجام دهد، تحت تاثیر شرایط آب و هوایی نیز قرار نمی‌گیرد.
انتقال به روش سلولی
به طور معمول، یک منطقه جغرافیایی که از طریق امواج مایکروویو با سیستمهای سلولی پوشش داده میشود، به زیر مجموعههای کوچکتری تقسیم میگردد که سلول نام دارند. هر سلول دارای یک ایستگاه پایه مرکزی5و دو سری فرکانسهای انتقال تعیین شده است، که یکی از آنها برای ایستگاه پایه و دیگری برای تلفنهای همراه استفاده میشود. واژه سلولی از این رو برای این روش، انتخاب شده است. به جهت جلوگیری از تداخلهای رادیویی، فرکانسهای هر سلول با فرکانسهای سلولهای همسایه متفاوت است. هنگامی که یک تلفن موبایل از یک سلول به سلول دیگر وارد میشود، سیستمی تحت عنوان سیستم سوئیچینگ کامپیوتری، تماس را از یک ایستگاه و فرکانسهای انتقال آن، به ایستگاه دیگر، منتقل میکند.
سیستم مخابرات سلولی، یک فرستنده یا گیرنده سیار یا همان تلفن همراه را شامل میشود که توسط امواج رادیویی به نزدیکترین ایستگاه متصل میشود. ام‌تی‌اس‌او6 که مخفف اداره سوئیچینگ تلفن همراه است، وظیفه ارتباط تمام برجهای سلولها7و همچنین کنترل تمام ایستگاه پایهها یا سایت سلولها8را برعهده دارد. بدین ترتیب میان شبکه عمومی تلفن سوئیچ شده یا پی‌تی‌اس‌ان9و تمامی ایستگاههایی که مشتریان تلفن همراه را به شبکه استاندارد تلفن همراه متصل میکنند، ارتباط برقرار میشود.
