الصفحة الرئيسيةعلوم وصحةالإنترنت

إنترنت المستقبل: سرعة أكبر، تكلفة أقل وإشارات بلا تشويش

كان "ألكسندر" شابًّا يافعًا حين قرر والده اصطحابه لمشاهدة "أعجوبة" لطالما تحدث عنها الناس في ذلك الزمان، وقف الشاب مشدوه...

الإنترنت مصدر الأخبار الرئيس للعرب
جيل الإنترنت : هل دمرت الهواتف الذكية جيلاً كاملاً؟
إنترنت المستقبل: سرعة أكبر، تكلفة أقل وإشارات بلا تشويش





كان "ألكسندر" شابًّا يافعًا حين قرر والده اصطحابه لمشاهدة "أعجوبة" لطالما تحدث عنها الناس في ذلك الزمان، وقف الشاب مشدوهًا أمام الابتكار، إنه "الروبوت"، تلك الآلة المصنوعة من حديد على شكل رأس إنسان، والتي اخترعها البارون النمساوي "فولفجانج فون كيمبلين"، وطورها السير البريطاني "تشارلز ويتستون"، بحيث تستطيع التحدُّث ببضع كلمات، ومحاكاة صوت الإنسان.وقتها، قرر الشاب دراسة الصوت عوضًا عن شغفه بالنباتات، وبعد سنوات، صمم أداة تستطيع نقل الصوت مسافةً تجاوزت 200 متر عبر استخدام الضوء.


كانت تلك الأداة عبارة على حزمة من الألياف، تسير بداخلها الأصوات المُحملة على موجة الضوء، بسرعة تقترب من سرعته، ودون أي خسارة في الإشارة.


عُرفت تلك الحزمة في المستقبل باسم "الألياف البصرية"، فيما ذاع صيت الشاب المعروف باسم "جراهام بيل" المهندس العبقري، الذي يُعَدُّ الأب الشرعي لعلوم تصميم الألياف البصرية، المستخدمة على نطاق واسع الآن، لا لنقل الأصوات فحسب، بل لنقل المعلومات عبر مسافات شاسعة تتجاوز المحيطات والبحار وجميع عقبات الطبيعة.


ورغم استخدام الألياف البصرية على نطاق واسع في حاضرنا، هناك العديد من العقبات التي تحد من استغلالها في جميع انحاء العالم، منها تكلفة تصنيعها المرتفعة، علاوة على التشويش الذى قد يحدث في الإشارة حال تحميل أكثر من إشارة عليها في توقيت واحد.


والآن، وبعد نحو 130 عامًا على ابتكار "جراهام بيل" أول حزمة من الألياف البصرية، وجد علماء من جامعتي "تكساس" و"فيرمونت" الأمريكيتين، طريقةً جديدةً تحسِّن من استهلاك الطاقة المستخدمة في نقل البيانات عبر الألياف البصرية، وتخفض التكلفة، وتسرِّع من عملية نقل البيانات بمقدار 90 ضعفًا، وهو الأمر الذي قد يُسهِم في زيادة سرعة الإنترنت في المستقبل إلى أكثر من 100 تيرابايت في الثانية الواحدة (التيرابايت تساوي ألف جيجابايت، أو مليون ميجابايت، أو مليار كيلوبايت).


الألياف البصرية


وفق دراسة نشرتها مجلة "نيتشر كومينكشينز"، يقول العلماء إنهم تمكنوا من استخدام تقنية قديمة لمعالجة الضوء المار في الألياف البصرية لمحو الضوضاء وتحسين الإشارة، الأمر الذي سيسهم في خفض التكلفة والطاقة في أثناء عملية نقل البيانات.


تُصنَّع الألياف البصرية من الزجاج عالي النقاء، وعلى عكس "الكابلات" الاعتيادية المصنوعة من النحاس، تنقل الألياف الإشارة والبيانات دون حدوث أي فقد؛ إذ تنعكس الإشارات المُحملة على الضوء بسلاسة على الزجاج مهما كان في "الكابل" من انحناءات، أما في حالة الكابلات النحاسية، فتمر البيانات بسبب حركة الإلكترونات عبر الأسلاك، الأمر الذي قد ينجم عنه ضعف في الإشارة أو البيانات، أو حتى فقدهما بشكل كلي.


لا يزيد قطر الألياف البصرية على بضعة ميكرونات (حوالي سُمك شعرة الرأس)، وتُجمع تلك الألياف في حزم، ويجري تبطينها بغلافٍ واقٍ من البلاستيك لحمايتها من عوامل النحر والرطوبة وغيرها من العوامل التي قد تؤدي لتلفها، غير أن معضلةً ظلت تواجه العلماء على مدى العقود الماضية.


فحتى مع الانخفاض المُطَّرد لثمن المتر الواحد من الألياف البصرية، تظل كُلفتها عالية مُقارنة بالمتر الواحد من "الكابلات" النحاسية، كما أنه من الصعب تحميل أكثر من إشارة واحدة على "الكابل" الضوئي الواحد في المرة الواحدة، فكل إشارة تحتاج إلى طريق ممهد داخل "الكابل" الضوئي، كي لا تتداخل مع نظيرتها، ما ينجم عنه تشويش للإشارة أو حتى تلاشيها تمامًا.


منع التشويش


تقول الدراسة إن العلماء تمكنوا من إجراء تجربة جديدة، استخدموا فيها أليافًا ضوئية متعددة، يُمكنها حمل أكثر من إشارة في الآن ذاته، دون حدوث تشويش، أو تأثير بعضها على بعض.


في الوقت الراهن، تستخدم شركات الاتصالات جهازًا يعمل على تحويل الإشارة الضوئية إلى كهرباء عن طريق خلايا فولتوضوئية، مصنوعة من السيليكون، وذلك لإزالة الضوضاء المتراكمة في أثناء سريان الضوء المحمل بالإشارة في وصلات الألياف البصرية؛ إذ تنقِّي تلك الخلايا الإشارة الكهربية من الترددات غير المرغوب فيها، ثم تُعيد تحويلها مرة أخرى إلى ضوء ليزري (موجة كهرومغناطيسية) يسري عبر الألياف وصولًا لوجهته النهائية بسرعة الضوء.


تستلزم تلك العملية أن تدخل الخلية الفولتوضوئية إشارة واحدة فقط، ثم تدخل الثانية بعد أن ينتهي التعامل مع الأولى، وهكذا. ولذلك تحتاج الشركات إلى عدد مهول من الحزم؛ لنقل البيانات والإشارات على التوازي.


مُعدل الطور الذاتي


لكن الدراسة الحديثة توصلت لفكرة جديدة كُلِّيًّا، فعوضًا عن تحويل الإشارة إلى شكل كهربي، عالجها الباحثون باستخدام تقنية الإرسال بتقسيم الطول الموجي، وبدلًا من أن تدخل كل إشارة على حدة من بداية البث إلى نهايته، تلاعبوا في سرعة بث الإشارة عبر استخدام جهاز يُسمى بمُعدِّل الطور الذاتي.


في البداية، عمل الباحثون تعديلًا طفيفًا في شدة الضوء الحامل للإشارة، عبر استخدام مُعدِّل الطور الذاتي “SPM”، بحيث يعمل الجهاز على تعديل معامل انكسار الضوء داخل الألياف البصرية، مما يؤدي إلى تغيُّر في طيف التردد، في أثناء حدوث ذلك التغيير، يتم عزل الضوضاء والإشارات الدخيلة بسهولة، عن طريق تشتيت طاقة الضوضاء في ترددات خارج نطاق تردُّد الإشارة الأصلية المراد إيصالها للطرف الثاني.


يُطلق على تلك العملية اسم "التجميع البصري الكامل"، وهي العملية التي يُمكن أن تؤدي إلى تصحيح تلقائي للضوء الحامل للإشارة، كما تزيد من سرعة عملية نقل البيانات لتصبح أسرع 100 مرة مقارنةً بالطريقة الإلكترونية القديمة.


بعد إزالة الضوضاء، تأتي المرحلة الثانية؛ إذ لا يستطيع نظام التجميع البصري الكامل التعامل مع أكثر من إشارة في الوقت ذاته، شأنه شأن النظام الإلكتروني العادي.


وهنا يأتي دور طريقة الإرسال ذاتها، إذ يقوم المرسل -وهو عبارة عن صمام ثنائي ضوئي ينتج الإشارة ويشفرها- بإنتاج الإشارة بأطوال موجية مختلفة تسير بسرعات مختلفة أيضًا، بحيث تدخل الموجة الأسرع أولاً في الألياف البصرية، التي تكون مُقسمة إلى مجموعة من الأقسام المفصولة بمرشِّحات تؤخر الإشارة أو تقدمها.


وفور أن تقطع الإشارة القسم الأول من الألياف، تدخل إشارة أخرى أقل في السرعة، وهكذا تستمر عملية بث الإشارات مختلفة الطول الموجي والسرعة، عبر تقسيمها في الكابل الضوئي الواحد.


أمر مبهر


يقول مايكل فاسيلوف -الباحث بقسم الهندسة الكهربائية بجامعة تكساس أرلنتجون، والباحث المشارك في الدراسة- لـ"للعلم": "إننا نستطيع تحميل 16 إشارة مرةً واحدة على كل ليفة بصريَّة، وبالرغم من أن العدد الإجمالي للإشارات التي يُمكن تحميلها لم يُحدد بعد، لكنه لن يقل عن الـ16 إشارة التي نجحنا في التعامل معها داخل المعمل، ما قد يُسهِم في زيادة سرعة الإنترنت في المستقبل إلى أكثر من 100 تيرابايت في الثانية الواحدة".


ربما يكون الأمر مبهرًا، وفق قول حسام صالح -الخبير في مجال الألياف البصرية والاتصالات وتكنولوجيا المعلومات- مشيرًا إلى أن "الطريقة الجديدة لتقسيم الطول الموجي فعالة وعبقرية؛ فاختلاف سرعة الموجة المحملة على الألياف البصرية تجعل الأمر يبدو وكأن مجموعة من السيارات دخلت إلى نفق مزدحم وتم التحكم بسرعتها لحل الأزمة المرورية، وهي طريقة ثورية، وقد تُغير من مفهوم نقل البيانات في المستقبل".


لكن "صالح" يعود ويؤكد -في تصريحات لـ"للعلم"- وجود مجموعة من العقبات والمعوقات التي تقف في سبيل تطبيق الطريقة، موضحًا أن "أجهزة تقسيم الطول الموجي غير مُدرجة في جميع أنظمة الاتصالات، وبالتالي سنحتاج إلى إعادة تأهيل البنية التحتية لمنظومة الاتصالات، وبالطبع سيتكلف ذلك الكثير من الأموال، إلا أن العوائد في النهاية ستكون كبيرة".


ويضيف: "عليك فقط أن تتخيل سرعة إنترنت منزلي بـ100 ضعف السرعة الحالية مع ثبات سعرها، هذا شيء مبهر في كل الأحوال".









محمد منصور
محرر علمي درس الهندسة الميكانيكية بجامعة حلوان المصرية. وحصل على دورات متخصصة في الصحافة العلمية من جامعة ييل، ودورات في مجال صحافة الطاقة في جامعة ستانفورد، يركز في عمله على القضايا العلمية المرتبطة بالتنمية المجتمعية وقضايا التغير المناخى.

المصدر:
https://www.scientificamerican.com/arabic/articles/news/future-internet-greater-speed-lower-cost-and-unobtrusive-signals/


الاسم

أتاتورك أحياء إختراع أدوية إذاعة أرامكو أردوغان أسبانيا إستاكوزا إسرائيل أسلحة إصابات إعلام أفريقيا أقباط إقتصاد إكتشاف أكراد الأباء الإباحية الإبتكار الأبراج الأبناء الإتحاد الأوربي الأثرياء الأجانب الإجهاض الأحزاب الأخبار الأخوان الإخوان الأديان الأردن الأرض الإرهاب الإرهابيين الأزهر الإستجمام الأسرة الإسلام الإسلامية الإسلاميين الإصطناعي الأطفال الإعتداء الأعسر الإعلام الإغتيال الإغتيالات الأغنياء الأفلام الإباحية الأقباط الإقتصاد الأكراد الألتراء الألتراس الإلحاد الألعاب الإلكترونية الألمان الأم الفردية الأمارات الإمارات الإمارات العربية الأمازيغ الأمراض الأمم المتحدة الأمن الأمواج الأمومة الأميرة دايانا الإنتاج الإنتحاريين الإنترنت الإنتفاضة الإنجليز الإنفصال الانفلونزا الأهرام الأهلي الأوسكار البترول البحر البدو البشر البصرة البناء البنك المركزي البوذية البورصة البيئة التجميل التجنيد التحديث التحرش الترفيه التشدد التطرف التغيير التقشف التليفون التهرب الضريبي الثدي الثقافة الثورة الجاذبية الجامعات الجراثيم الجزائر الجسد الجفاف الجماعات الإسلامية الجماهير الجنس الجنسي الجنود الجنيه الجهاد الجيش الحاسب الحاسوب الحب الحرارة الحرب الحرس الثوري الحزب الجمهوري الحشد الشعبي الحكومة الحوثيون الختان الخديوي الخلافة العثمانية الخليج الخليج العربي الدانمارك الدولار الدولة الديكتاتورية الديمقراطية الدين الدينية الديون الذكاء الذكاء الإصطناعي الربيع العربي الرجل الرقمي الروبوت الروبوتات الروهينجا الري الزراعة السرطان السعودية السفر السكان السلام السلة السلطان السلطة السلطة الفلسطينية السلطوية السلفية السلفيين السمنة السموم السنة السود السودان السوريون السياحة السياسة السياسي السيسي السينما السيول الشباب الشرطة الشرق الشرق الأوسط الشريعة الشمس الشيعة الصحة الصحراء الصحف الصحفيين الصخري الصدر الصواريخ الصين الضرب الطاقة الطعام الطفل الطوارئ ألعاب العاصمة العاطفة العالم العثمانيون العدالة العدالة الإجتماعية العراق العرب العربي العسكر العقل العلاج العلم العلماء العلمانية العلويون العمال العمل العملة العنصرية العنف العنف الأسري الغاز الغذاء الغرب الفراعنة الفرعونية الفساد الفضاء الفضائيات الفقر الفلسطنيين الفلك الفن القاعدة القانون القاهرة القبائل القدس القذافي القوات المسلحة القومية العربية الكبد إلكترونيات الكنيسة الكنيسة اليونانية الكهنة الكواكب الكورة الكوليرا الكويت اللاجئين الليرة المال المانيا المتشددين المتطرفين المتوسط المثالي المجتمع المجلس العسكري المحمول المدينة المنورة المذبحة المرأة المراهقين المرض المريخ المساواة المستقبل المسلسلات المسلمون المسيحية المصريين المعلومات المغرب المقاتلون المقاولون المقبرة الملائ الأمن الملك توت المليشيات المناخ المنطقة العربية المنظمات الموبايل الموساد الموضة المياه الميراث النجوم النساء النظافة النظام النفايات النفط النووي النيل الهند الهوس الهوليجنز الهوية الوالدة باشا الوراثة الولادة الوليد بن طلال الوهابية اليابان ألياف ضوئية اليمن اليهود اليهودية اليورو اليونان أمراض أمريكا امريكا أموال أميركا اميركا أميريكا إنترنت إنجلترا أهرامات الجيزة أوربا اوربا أوروبا أوسكار إيبولا إيران إيفان الرهيب أيمن الظواهري بازل باسم يوسف باكستان براكين بريطانيا بنجلاديش بوتفليقة بوتن بوتين بووليود بيراميدز بينج تاريخي تجارة تحت المجهر ترامب تركيا تشارلز تشلسي تصوير تعليم تغير مناخي تكنولوجيا تليفزيون تونس تويتر ثروات جبهة النصرة جدة جراحة جنس جوته جوجول جونسون جيرتود بيل حاسب حزب الله حفتر حفريات حماس خاشقجي خامئني خداع خليفة حفتر خيال علمي دارفور داعش دبي دراما دوري السلة الأمريكي ديانا ديمقراطية ديناصور رأس رام الله رجل ألي رسوم روبرت ماردوخ روسيا روما رياضة زراعة زرع زواج ساعة أبل سامي عنان ستراتفور سرت سرطان سفينة فضاء سكن سنيما سوء التغذية سوريا سياسة سيف الإسلام القذافي سيناء سينما شارلز شعاع شفيق شمال أفريقيا شيخ الأزهر صحافة صحة صدام حسين صندوق النقد الدولي صنعاء صوت طائرات طاقة طاقة نووية طب طبي طعمية طفيل طلاق عبد القادر الجزائري عبد الناصر عدن عرب عسكرية عصابات عقل علاج علوم وصحة عمل عنان غاز غزة فحم فرعون فرنسا فضائيات فقر فلافل فلسطين فن فن وثقافة فنزويلا فوكس نيوز فيتنام فيديو فيروس فيروس سي فيس بوك فيصل فيضان فيورينتنا قارون قبرص قتل قش الأرز قطر قمع قنصوة قواعد كائنات كاس العالم كاسيني كافاليرز كافاليير كاميرا كتالونيا كربون كرة القدم كليوباترا كوكايين كيسنجر كيفين دورانت لاجئين لبنان لغة لوحات ليبرون جيمس ليبيا ليزر ليفربول لييبا مائير كاهانا ماري كوري مال وأعمال مايكروسوفت متجددة مجتمع مجتمع وإعلام مجتمعات مجلس الأمن محمد بن سلمان محمد صلاح مختبرات مخدرات مدرسة مراهقات مرتزقة مرض مركبات الفضاء مسلسل مسلسلات مسلمين مصر مصري مطلقات معارك معدل وراثيا معدن معرض مكة ملفات مليشيا مهاجرين موبايل موسى موسيقى مي تو مينمار نتنياهو نساء نسخ نظام الفقيه نفط نفظ نقابة نيكسون هاري هوليوود وباء وعد بلفور وقود ولي العهد وليام ياهو accessories animals anxiety art artist assignment attraction aviation bag beach beautiful destinations Best Catering Best Catering Services bicycle bicylce tours bigger bitter juice Blood Pressure botox brain brazilian buildings business Business Website cannes activity career cartoon Catering Services cave cheap hotels cheap loan cigarette climbing clothing communication Control Blood Control Blood Pressure cook cosmetic coursework craziness credit cremation deppression dermal Ease Stiffness education effective Engine Optimization entrepreneur ethnic wear europan explore eyes face finance fire damage focus food food tips fruit furniture garden gardening glasses gym hand tools health herbal Herbal Treatment High Blood home home loan home tips Hypertension Naturally immune system india Joint Pain Joint Pain Relief kindle life life hack loans marriage mba meal money movie music natural Natural Joint Natural Joint Pain occassion office Orthoxil Plus outdoor Pain Relief Pain Relief Treatment paris pets photographer pumpkin quality Reduce Hypertension Reduce Hypertension Naturally relationship relaxed Relief Treatment round face runner sea Search Engine Search Engine Optimization Search Engines self help self improvements shoes Side Effects sleep smoking snowboard social spain sports stories stress Stresx Capsules style success surgery travel trees vegetable voice voyage Website Design wi-fi winter work world zodiac sign
false
rtl
item
الجيل الجديد: إنترنت المستقبل: سرعة أكبر، تكلفة أقل وإشارات بلا تشويش
إنترنت المستقبل: سرعة أكبر، تكلفة أقل وإشارات بلا تشويش
الجيل الجديد
https://geel25elgaded.blogspot.com/2018/01/blog-post_64.html
https://geel25elgaded.blogspot.com/
http://geel25elgaded.blogspot.com/
http://geel25elgaded.blogspot.com/2018/01/blog-post_64.html
true
6246319857275187510
UTF-8
لايوجد اي تدوينة المزيد المزيد الرد اغلاق الرد حذف By الصفحة الرئيسية صفحة مقالة المزيد مواضيع ذات صلة التسميات الارشيف البحث لا يوجد اي تدوينة الصعود الى الاعلى Sunday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat January February March April May June July August September October November December Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec just now 1 minute ago $$1$$ minutes ago 1 hour ago $$1$$ hours ago Yesterday $$1$$ days ago $$1$$ weeks ago more than 5 weeks ago