تعدد الإرسال

في الاتصالات السلكية، يُعرف تعدد الإرسال بتقسيم الفضاء ، أو الوصول المتعدد بتقسيم الفضاء (SDMA)، باستخدام موصلات كهربائية منفصلة من نقطة إلى نقطة لكل قناة إرسال. ومن الأمثلة على ذلك كابل الصوت الاستريو التناظري، الذي يحتوي على زوج من الأسلاك للقناة اليسرى وآخر للقناة اليمنى، وكابل الهاتف متعدد الأزواج، وشبكة النجمة المُبدَّلة مثل شبكة الوصول الهاتفي، وشبكة الإيثرنت المُبدَّلة، وشبكة المش .

في الاتصالات اللاسلكية، يُحقق تعدد الإرسال بتقسيم الفضاء باستخدام عناصر هوائية متعددة تُشكل هوائيًا مصفوفة طورية . ومن الأمثلة على ذلك تعدد الإرسال متعدد المدخلات والمخرجات (MIMO)، وتعدد الإرسال أحادي المدخلات والمخرجات المتعددة (SIMO)، وتعدد الإرسال متعدد المدخلات وأحادي المخرجات (MISO). من حيث المبدأ، يُتيح جهاز توجيه لاسلكي IEEE 802.11g مزود بـ k هوائيًا إمكانية الاتصال عبر k قناة متعددة الإرسال، لكل منها معدل بت ذروة يبلغ 54 ميجابت/ثانية ، مما يزيد معدل بت الذروة الإجمالي بمعامل k . تُعطي الهوائيات المختلفة بصمات انتشار متعددة المسارات (صدى) مختلفة، مما يُتيح لتقنيات معالجة الإشارات الرقمية فصل الإشارات المختلفة عن بعضها البعض. يُمكن أيضًا استخدام هذه التقنيات لتنويع الفضاء (تحسين مقاومة التلاشي) أو تشكيل الحزمة (تحسين الانتقائية) بدلًا من تعدد الإرسال.

تُعدّ تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد (FDM) تقنية تناظرية في جوهرها. وتُحقق هذه التقنية دمج عدة إشارات في وسيط واحد عن طريق إرسال إشارات ضمن نطاقات ترددية مختلفة عبر هذا الوسيط. في تقنية FDM، تكون الإشارات عبارة عن إشارات كهربائية. ومن أكثر تطبيقاتها شيوعًا البث الإذاعي والتلفزيوني التقليدي من المحطات الأرضية أو المتنقلة أو الفضائية، أو البث التلفزيوني عبر الكابل. يصل كابل واحد فقط إلى منطقة سكن المشترك، ولكن بإمكان مزود الخدمة إرسال قنوات أو إشارات تلفزيونية متعددة في وقت واحد عبر هذا الكابل إلى جميع المشتركين دون تداخل. ويجب على أجهزة الاستقبال ضبط التردد (القناة) المناسبة للوصول إلى الإشارة المطلوبة. ^{[ 4 ]}

تُستخدم تقنية بديلة تسمى تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) في الاتصالات الضوئية .

تقنية تقسيم الوقت (TDM) هي تقنية رقمية (أو في حالات نادرة، تناظرية) تستخدم الوقت، بدلاً من المكان أو التردد، لفصل تدفقات البيانات المختلفة. تتضمن هذه التقنية تسلسل مجموعات من بضع بتات أو بايتات من كل تدفق إدخال على حدة، واحدة تلو الأخرى، بطريقة تُمكّن من ربطها بجهاز الاستقبال المناسب. إذا تم ذلك بسرعة كافية، فلن تكتشف أجهزة الاستقبال أن جزءًا من وقت الدائرة قد استُخدم لخدمة مسار اتصال منطقي آخر.

لنفترض تطبيقًا يتطلب أربعة أجهزة طرفية في مطار للوصول إلى حاسوب مركزي. يتصل كل جهاز طرفي بسرعة 2400 باود ، لذا بدلاً من الحصول على أربع دوائر منفصلة لنقل هذه السرعة المنخفضة، قامت شركة الطيران بتركيب زوج من أجهزة الإرسال المتعدد. كما تم تركيب زوج من أجهزة المودم بسرعة 9600 باود ودائرة اتصالات تناظرية مخصصة من مكتب تذاكر المطار إلى مركز بيانات شركة الطيران. ^{[ 4 ]} تستخدم بعض خوادم بروكسي الويب (مثل polipo ) تقنية TDM في تجميع معاملات HTTP المتعددة على نفس اتصال TCP/IP . ^{[ 5 ]}

تتشابه طرق الوصول المتعدد مع استشعار الناقل وطرق الاتصال متعددة النقاط مع تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الوقت من حيث أن تدفقات البيانات المتعددة يتم فصلها بالوقت على نفس الوسيط، ولكن نظرًا لأن الإشارات لها أصول منفصلة بدلاً من دمجها في إشارة واحدة، فمن الأفضل اعتبارها طرقًا للوصول إلى القناة ، بدلاً من كونها شكلاً من أشكال تعدد الإرسال.

تُعدّ تقنية TD تقنية تعدد إرسال قديمة لا تزال تُشكّل العمود الفقري لمعظم شبكات الهاتف الثابتة الوطنية في أوروبا، حيث توفر منافذ الصوت والإشارة بسرعة 2 ميجابت/ثانية على مقاسم الهاتف ذات النطاق الضيق مثل DMS100. يوفر كل منفذ E1 أو منفذ TDM بسرعة 2 ميجابت/ثانية إما 30 أو 31 خانة زمنية للكلام في حالة أنظمة الإشارة CCITT7، و30 قناة صوتية لأنظمة الإشارة Q931 وDASS2 وDPNSS وV5 وCASS المتصلة بالعملاء. ^{[ 6 ]}

تستخدم تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الاستقطاب استقطاب الإشعاع الكهرومغناطيسي لفصل القنوات المتعامدة. وهي تُستخدم عمليًا في كل من الاتصالات اللاسلكية والبصرية، وخاصة في أنظمة نقل الألياف الضوئية بسرعة 100 جيجابت/ثانية لكل قناة .

الاتصالات اللاسلكية المستقطبة المتقاطعة التفاضلية هي طريقة جديدة لإرسال الهوائيات المستقطبة باستخدام تقنية تفاضلية. ^{[ 7 ]}

تُعدّ تقنية تعدد الإرسال باستخدام الزخم الزاوي المداري تقنيةً حديثةً وتجريبيةً نسبيًا لدمج قنوات متعددة من الإشارات المنقولة باستخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي عبر مسار واحد. ^{[ 8 ]} ويمكن استخدامها بالإضافة إلى طرق تعدد الإرسال الفيزيائية الأخرى لتوسيع سعة الإرسال لهذه الأنظمة بشكل كبير. اعتبارًا من عام 2012لا تزال هذه التقنية في مراحلها البحثية المبكرة، حيث اقتصرت التجارب المعملية على نطاق صغير، وبلغت عرض النطاق الترددي فيها 2.5 تيرابت/ثانية عبر مسار ضوئي واحد. ^{[ 9 ]} يُعدّ هذا الموضوع مثيرًا للجدل في الأوساط الأكاديمية، إذ يرى كثيرون أنه ليس أسلوبًا جديدًا لتعدد الإرسال، بل حالة خاصة من تعدد الإرسال بتقسيم الفضاء. ^{[ 10 ]}

تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الشفرة (CDM)، أو الوصول المتعدد بتقسيم الشفرة (CDMA)، أو طيف الانتشار، هي فئة من التقنيات التي تتشارك فيها عدة قنوات في نفس طيف التردد ، ويكون عرض النطاق الترددي لهذا الطيف أعلى بكثير من معدل البت أو معدل الرمز . أحد أشكالها هو القفز الترددي، والآخر هو طيف الانتشار بالتسلسل المباشر. في الحالة الأخيرة، تُرسل كل قناة بتاتها كسلسلة مشفرة خاصة بها من النبضات تُسمى "الرقائق". عدد الرقائق لكل بت، أو الرقائق لكل رمز، هو عامل الانتشار . يتم هذا الإرسال المشفر عادةً عن طريق إرسال سلسلة فريدة تعتمد على الزمن من النبضات القصيرة، والتي تُوضع ضمن فترات زمنية للرقائق ضمن فترة البت الأكبر. يمكن إرسال جميع القنوات، كل منها بشفرة مختلفة، على نفس الألياف أو قناة الراديو أو أي وسيط آخر، وفك تشفيرها بشكل غير متزامن. تتمثل المزايا مقارنةً بالتقنيات التقليدية في إمكانية استخدام عرض نطاق متغير (تمامًا كما هو الحال في الإرسال المتعدد الإحصائي )، وأن عرض النطاق الواسع يسمح بنسبة إشارة إلى ضوضاء ضعيفة وفقًا لنظرية شانون-هارتلي ، وأنه يمكن مكافحة انتشار المسارات المتعددة في الاتصالات اللاسلكية بواسطة أجهزة استقبال rake .

يُعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أحد التطبيقات المهمة لتقنية CDMA .

كانت التلغراف الكهربائي أقدم تقنية اتصالات تستخدم الأسلاك الكهربائية، وبالتالي فهي تشترك في الاهتمام بالاقتصاديات التي يوفرها تعدد الإرسال . سمحت التجارب المبكرة بانتقال رسالتين منفصلتين في اتجاهين متعاكسين في وقت واحد، أولاً باستخدام بطارية كهربائية في كلا الطرفين، ثم في طرف واحد فقط.

طوّر إميل بودو نظامًا لتعدد الإرسال الزمني باستخدام عدة آلات هيوز في سبعينيات القرن التاسع عشر. وفي عام ١٨٧٤، طوّر توماس إديسون التلغراف الرباعي الذي ينقل رسالتين في كل اتجاه في آن واحد، ليصبح المجموع أربع رسائل تعبر السلك نفسه في الوقت نفسه. وكان العديد من الباحثين يدرسون التلغراف الصوتي ، وهو تقنية لتعدد الإرسال بتقسيم التردد ، مما أدى إلى اختراع الهاتف .

في مجال الاتصالات الهاتفية ، ينتهي خط هاتف العميل عادةً عند صندوق التجميع البعيد ، حيث يتم دمجه مع خطوط الهاتف الأخرى في الحي أو منطقة مماثلة. ثم تُنقل الإشارة المدمجة إلى مكتب التحويل المركزي عبر عدد أقل بكثير من الأسلاك ولمسافات أطول بكثير مما يمكن أن يصل إليه خط العميل عمليًا. وينطبق هذا الأمر أيضًا على خطوط المشترك الرقمية (DSL).

تُعدّ تقنية الألياف الضوئية في الحلقة (FITL) طريقة شائعة لتقنية تعدد الإرسال، حيث تستخدم الألياف الضوئية كبنية أساسية . فهي لا تقتصر على ربط خطوط الهاتف الأرضي (POTS) ببقية شبكة الهاتف العامة (PSTN) ، بل تُغني أيضاً عن تقنية DSL من خلال الاتصال المباشر بشبكة الإيثرنت السلكية المنزلية . وغالباً ما يُستخدم بروتوكول نقل البيانات غير المتزامن (ASM) في هذه التقنية .

لطالما بثت قنوات التلفزيون الكبلي قنوات تلفزيونية متعددة الإرسال ، وفي أواخر القرن العشرين بدأت بتقديم نفس الخدمات التي تقدمها شركات الهاتف . ويعتمد البث التلفزيوني عبر بروتوكول الإنترنت (IPTV) أيضاً على تقنية تعدد الإرسال.

في أنظمة تحرير ومعالجة الفيديو ، يشير مصطلح التعدد إلى عملية دمج الصوت والفيديو في دفق بيانات متماسك واحد.

في الفيديو الرقمي ، يُعدّ دفق النقل عادةً ميزةً من ميزات تنسيق الحاوية ، والذي قد يتضمن بيانات وصفية ومعلومات أخرى، مثل الترجمة . وقد يكون لدفقَي الصوت والفيديو معدل بت متغير. يُطلق على البرنامج الذي يُنتج دفق النقل و/أو الحاوية اسم مُجمِّع أو مُدمج . أما المُفكِّك فهو برنامج يستخرج أو يُتيح معالجة مكونات هذا الدفق أو الحاوية بشكل منفصل.

في أنظمة التلفزيون الرقمي ، تُدمج عدة تدفقات بيانات ذات معدلات بت متغيرة في تدفق نقل واحد ذي معدل بت ثابت باستخدام تقنية التجميع الإحصائي . يتيح ذلك نقل عدة قنوات فيديو وصوت في وقت واحد عبر نفس قناة التردد، بالإضافة إلى خدمات متنوعة. قد يشمل ذلك عدة برامج تلفزيونية قياسية الوضوح (SDTV) (خاصةً على DVB-T و DVB-S2 و ISDB وATSC-C)، أو برنامج تلفزيون عالي الوضوح (HDTV ) واحد ، ربما مع قناة SDTV مصاحبة واحدة عبر قناة تلفزيونية واحدة  بعرض 6 إلى 8 ميجاهرتز. يُطلق على الجهاز الذي يُنجز هذه العملية اسم مُجمِّع إحصائي . في العديد من هذه الأنظمة، ينتج عن التجميع تدفق نقل MPEG . تتمتع معايير DVB الأحدث، DVB-S2 و DVB-T2، بالقدرة على نقل عدة قنوات HDTV في مُجمِّع واحد.

في الراديو الرقمي ، تُعرف المجموعة (أو المُجمّعة) بأنها عدد من محطات الراديو المُجمّعة معًا. وتُمثل المجموعة تدفقًا للمعلومات الرقمية التي تشمل الصوت وبيانات أخرى. ^{[ 11 ]}

في أقمار الاتصالات التي تحمل شبكات البث التلفزيوني والإذاعي ، يُعرف هذا باسم تعدد القنوات لكل حامل أو MCPC . وعندما لا يكون التجميع عمليًا (كما هو الحال عند وجود مصادر مختلفة تستخدم جهاز إرسال واستقبال واحد )، يُستخدم وضع القناة الواحدة لكل حامل .

في البث الإذاعي بتقنية FM وغيرها من الوسائط الإذاعية التناظرية ، يُستخدم مصطلح "التعدد" لوصف عملية إضافة موجات حاملة فرعية إلى الإشارة الصوتية قبل دخولها إلى جهاز الإرسال ، حيث تتم عملية التضمين . (في الواقع، يمكن توليد إشارة التعدد الاستريو باستخدام تقنية التعدد بتقسيم الوقت، وذلك بالتبديل بين إشارتي الإدخال (القناتين اليسرى واليمنى) بمعدل فوق صوتي (الموجة الحاملة الفرعية)، ثم ترشيح التوافقيات الأعلى). يُعرف التعدد بهذا المعنى أحيانًا باسم MPX ، وهو مصطلح قديم يُستخدم أيضًا للإشارة إلى تقنية FM الاستريوفونية ، والتي كانت تُستخدم في أنظمة الاستريو منذ ستينيات القرن الماضي.