مكرر

نظرة عامة

كذلك، مصطلح «المكرر» نشأ مع الرسالة التلغرافية في القرن ال19، وأشار إلى الأجهزة الكهروميكانيكية (التحويلة) المستعملة لتجديد إشارات الرسائل التلغرافية. واستمر استخدام هذا المصطلح في الاتصالات الهاتفية ونقل البيانات. في شبكات الكمبيوتر، وذلك لأن المكررات تعمل مع الإشارات المادية الفعلية، وليس محاولة لتفسير البيانات التي يتم إرسالها، إلا أنها تعمل على الطبقة المادية، الطبقة الأولى من نموذج OSI.

وفي السياق ذاته، عندما تمر إشارة المعلومات التي تحمل من خلال قناة الإتصال، وتتدهور تدريجيا بسبب فقدان الطاقة. مثلًا، عندما تمر مكالمة هاتفية من خلال أسلاك خط الهاتف، وبعض الطاقة في التيار الكهربائي الذي تمثل إشارة الصوت تتبدد كحرارة في المقاومة للأسلاك النحاسية. وبسبب بعد الأسلاك، يتم فقدان المزيد من الطاقة، وصغر اتساع إشارة في النهاية البعيدة. لذلك مع السلك الطويل بما فيه الكفاية فإن المكالمة لن تكون مسموعة في الطرف الآخر. وبالمثل، كلما أبتعدت عن المحطة الإذاعية يكون عند المستقبل، ضعف في الإشارة اللاسلكية، وضعف في الاستقبال. المكرر هو جهاز إلكتروني في قناة الاتصال الذي يزيد من قوة الإشارة، ويعيد بثها ذلك، والسماح لها لمواصلة السفر والانتقال. حيث أنها تعمل على تضخيم الإشارة، فإنها تتطلب وجود مصدر للطاقة الكهربائية.

المكرر الرقمي

ومن جهة أخرى، يتم استخدام ديجيباتير في القنوات التي تنقل البيانات بواسطة الإشارات الرقمية الثنائية، حيث كانت البيانات في شكل نبضات مع اثنين فقط من القيم الممكنة، وتمثل الأرقام الثنائية 1 و 0. المكرر الرقمي يعمل على تضخيم الإشارة، وأنها كذلك تعمل على إعاده الوقت، المزامنة، وإعادة تشكيل النبضات. المكرر الذي يؤدي وظائف إعاده الوقت أو إعادة المزامنة قد يسمى المجدد (الذي يعيد التوليد).

مكررات الكابل للغواصة

من جهة ثانية، هذا هو نوع من مكررات الهاتف المستعملة في الكابلات البحرية للاتصالات تحت الماء.

المكرر التليفوني

وعلى صعيد آخر، قبل اختراع مكبرات الصوت الإلكترونية، دمجت الميكانيكيه مع الميكروفونات الكربون مثل مكبرات الصوت في مستقبلات الهاتف. بعد مطلع القرن وجد أن المقاومة السلبية لمصابيح الزئبق يمكن أن تضخم، وكانت تستعمل. جعل اختراع المستقبلات نحو عام 1916 أنبوب اوديون الهاتفية العملية العابرة للقارات. في الفراغ عام 1930 أصبحت أنبوب المستقبلات باستخدام الفائف المختلطة شائعة، والسماح للاستخدام أسلاك أرق. في سنة 1950 كانت أجهزة المعاوقة الكهربائيه أكثر شعبية، ونسخة الترانزستور تسمى مكرر ال E6 هذا النوع الرئيسي النهائي المستعملة في نظام بيل قبل انخفاض تكلفة البث الرقمي حيث جعل كل المستقبلات نطاق الصوت عفا عليها الزمن. كانت تردد مستقبلات فروجي شائعة في أنظمة مضاعفة تقسيم التردد من منتصف إلى أواخر القرن العشرين.

معالجة البيانات

علاوةً على ذلك، و يمكن تقسيم المستقبلات إلى نوعين تبعا لنوع البيانات التي تتعامل بها:

المكرر التناظري

من جانب آخر، يستعمل هذا النوع في القنوات التي تنقل البيانات في شكل إشارة تناظرية التي تعمل على تناسب الجهد أو التيار مع اتساع الإشارة، كما هو الحال في الإشارة الصوتية. كما أنها تستعمل في مركز الاتصالات الرئيسي التي تنقل إشارات متعددة باستخدام مضاعفة تقسيم التردد (FDM). وتتكون المستقبلات التناظرية من مكبر خطي للصوت، ويمكن أن تشمل المرشحات الإلكترونية للتعويض عن التردد ومرحلة التشويه في الخط.

مكررات الاتصالات البحرية

وفي هذا الصدد، مكررات الاتصالات البحرية تستعمل لزيادة مدى الإشارات في كابل الألياف البصرية. تنتقل المعلومات الرقمية من خلال كابل الألياف البصرية على شكل نبضات قصيرة من الضوء. ويتكون الضوء من جسيمات تسمى الفوتونات، والتي يمكن امتصاصهاأو انتشارها في الألياف الضوئية. مكرر الاتصالات البصرية يتكون عادة من الترانزستور الضوئي الذي يحول نبضات الضوء الي إشارة كهربائية، ويعمل مكبر الصوت علي زيادة قوة الإشارة، المرشح الإلكتروني الذي يعيد تشكيل الذبذبات، والليزر يحول الإشارات الكهربائية إلى ضوء مرة أخرى ويرسل ذلك من خلال الألياف الأخرى. ومع ذلك، وفي الوقت الحالي تُطَوَّر مكبرات الصوت البصرية من أجل المستقبلات لتضخيم الضوء نفسه من دون الحاجة إلى تحويلها إلى إشارة كهربائية مبدأيا. بعض المستقبلات التي تعمل بالطاقة عن طريق إرسال الطاقة الضوئية عن طريق الألياف مع الإشارة.

مكرر الراديو

ومن جهة أخرى، يستعمل مكرر الراديو لتوسيع نطاق تغطية إشارات الراديو. وعادة ما يتألف مكرر الراديو من جهاز استقبال لاسلكي متصل بجهاز إرسال لاسلكي. يتم تضخيم الإشارة المستملة وإعادة إرسالها، في كثير من الأحيان على تردد آخر، لتوفير التغطية وراء العرقلة. الاستخدام على الوجهين يمكن أن يسمح للمكرر لاستخدام هوائي واحد لكل من الإرسال والاستقبال في نفس الوقت.

من جانب آخر، مكرر الخلوية: هذا هو مكرر الراديو لزيادة استقبال الهاتف الخليوي في منطقة محدودة. وظائف الجهاز مثل محطة القاعدة الخلوية الصغيرة، باستخدام الهوائيات لاستقبال الإشارة من أقرب برج هواتف خلوية، مكبر للصوت، والهوائي المحلي لإعادة بث الإشارة إلى الهواتف المحمولة المجاورة. وغالبا ما يستعمل في مباني المكاتب في وسط المدينة.

علاوةً على ذلك، محطة التقوية الإذاعية، إعاده البث أو المترجم: هذا هو المكرر الذي يستعمل لتوسيع نطاق تغطية محطة البث الإذاعي أو التلفزيوني. وهو يتألف من جهاز إرسال إذاعي ثانوي أو تلفزيوني ثانوي. تأتي الإشارة من جهاز الإرسال الرئيسي في كثير من الأحيان عبر خطوط الهاتف المؤجرة أو الميكروويف المرحل.

علاوةً على ذلك، المكرر السلبي أو الخامل: هذا هو الميكروويف المرحل الذي يتكون ببساطة من سطح معدني مسطح ليعكس شعاع الميكروويف في اتجاه آخر. يتم استخدامه للحصول على إشارات تتابع الميكروويف فوق التلال والجبال عندما لا يكون ضروريا تضخيم الإشارة.

وفي هذا الصدد، الميكروويف المرحل: هذا هو رابط الاتصالات المتخصص من نقطة إلى نقطة، وتتألف من جهاز استقبال الموجات الدقيقة (الميكروويف) التي تتلقى المعلومات عبر شعاع من الموجات الدقيقة من محطة ترحيل آخرى في المسافة خط البصر، وجهاز إرسال الميكروويف الذي يمرر المعلومات إلى المحطة التالية على شعاع آخر من الميكروويف. شبكات المحطات لتقوية الميكروويف تنقل المكالمات الهاتفية، والبرامج التلفزيونية، وبيانات الكمبيوتر من مدينة إلى أخرى في مناطق على مستوى القارة.

في هذا الإطار، ديجيباتير: نقطة المكرر في شبكة حزمة الراديو. ينفذ مخزن دالة إلى الامام، ويمر على حزم من المعلومات من نقطة إلى أخرى.

الأنواع

في هذا الإطار، مكرر الهاتف يستعمل لزيادة مدى إشارات الهاتف في خط الهاتف. في أغلب الأحيان يتم استخدامها في الخطوط الرئيسية التي تحمل المكالمات. في خط الهاتف التناظري التي تتكون من زوج من الأسلاك، وتتكون من دائرة مكبر للصوت مصنوعة من الترانزستورات التي تستعمل الطاقة من مصدر التيار المستمر لزيادة القوة في التيار المتقطع مع إشارة الصوت الحالية على الخط. بما أن الهاتف هو نظام مزدوج الاتصال (ثنائي الاتجاه)، وزوج من الأسلاك يحمل اثنين من الإشارات الصوتية، واحدة تسير في كل اتجاه. لذا يجب أن تكون المكررات الهاتف ثنائية، تضخيم الإشارة في كلا الاتجاهين دون التسبب في التغذية الراجعة، مما يعقد تصميمها إلى حد كبير. كانت مكررات الهاتف النوع الأول من المكررات وكانت بعض التطبيقات الأولى من أجل التضخيم. تطوير مكررات الهاتف بين عامي 1900 و 1915 جعلت خدمات الهاتف لمسافات طويلة ممكنة. ومع ذلك أغلب كابلات الاتصالات هي الآن كابلات الألياف البصرية التي تستعمل المكررات البصرية (أسفل).