4. كيف تنقل المكالمة الهاتفية؟

تعبر خطوط الهاتف الأقطار، وتصل بين ملايين الهواتف في شبكة ضخمة. ويصنع معظم خطوط الهواتف من الأسلاك النحاسية. أما المكالمات بعيدة المدى، فتنتقل عبر نُظُم راديوية. وفي معظم الأقطار، تضم كل الأسلاك الهاتفية تقريباً معاً، في كوابل، يحتوي بعضها على أكثر من أربعة آلاف سلك.

أ. خطوط المكالمات المحلية

تنتقل المكالمات المحلية، عبر أسلاك، أو من طريق نظام راديوي، حتى تصل إلى ناقل تبادل محلي، يحتوي على لوحات توزيع، توصل هاتفك إلى الهاتف المطلوب؛ ونظام التوصيل قد يكون أوتوماتيكياً، أو يدوياً.

ب. خطوط المكالمات بعيدة المدى

يمكن استخدام أنواع الكوابل نفسها، المستخدمة في المكالمات المحلية، لتوصيل المكالمات بعيدة المدى. ولكن الإشارات الكهربائية، المنقولة عبر الأسلاك الممتدة لمسافات طويلة، قد تصبح ضعيفة. وللتغلب على هذه المشكلة، تُزوَّد هذه الخطوط بمضخمات، تقوي التيار الكهربائي، من خلال استخدام نبائط إلكترونية، مثل الترانزستورات.

وتصبح المكالمة الهاتفية بعيدة المدى باهظة جداً، عند إرسال مكالمة هاتفية واحدة فقط، على زوجَين من الأسلاك، في وقت معين. ولذلك، طور المهندسون وسائل لإرسال عدد كبير من المكالمات الهاتفية، على زوجَي الأسلاك نفسيهما. فباستخدام تقنية، تسمى الإرسال الحامل، يمكن نقل أكثر من 96 مكالمة هاتفية في وقت واحد، على زوجَين من الأسلاك، حيث ينقل كل تيار كهربائي حامل لمكالمة هاتفية، على تردد (معدل اهتزاز) خاص. وعند طرفَي الخط الهاتفي، تفصل مرشحات إلكترونية كل مكالمة على حدة.

ويمكن نقل عدد من الرسائل يفوق ذلك، على المسار نفسه، باستخدام الكوابل المتحدة المحور. ويتكون الكبل المتحد المحور، من عدد من الموصلات المتحدة المحور (أنابيب من النحاس، في سمك القلم الرصاص)، يصل إلى 22، ويعمل كل منها طبقاً لمبدأ نقل عدد من المكالمات الهاتفية، يصل إلى 13.200 مكالمة.

وفي أواخر سبعينيات القرن العشرين، بدأت شركات الهاتف استبدال الكوابل الليفية البصرية بتلك المتحدة المحور. ويستخدم النظام الليفي البصري حزماً من الألياف الزجاجية الدقيقة، لحمل المكالمات، فوق شعاع من الليزر.

وقد اكتمل بناء أول كبل ليفي بصري، عام 1983. وتتطلب الإشارات، التي ترسل عبر الكوابل الليفية البصرية، تضخيماً أقلّ من التضخيم المطلوب لإرسال الإشارات عبر الكوابل النحاسية، المساوية لها في الطول. كما تستطيع الكوابل الليفية حمل كمية من المعلومات، تفوق تلك التي تستطيع حملها الكوابل النحاسية؛ ولذلك يُفضَّل استخدام هذه الكوابل في الخطوط الطويلة، ذات الاستعمال المكثف.

وتُعلَّق الأسلاك والكوابل على أعمدة، أو تُدفن تحت الأرض. ولخفض نفقة المكالمات بعيدة المدى، تلجأ شركات الهاتف إلى استخدام نُظُم اتصال راديوية، ترسل المكالمات الهاتفية وتستقبلها، بالموجات الراديوية، حيث تستخدم هذه النُّظُم موجات راديوية ذات تردد فائق، تسمى الموجات الدقيقة (الموجات المتناهية الصغر أو المايكرووف)، والتي تنتقل في خطوط مستقيمة، وتتركز في شعاع ضيق، يتم تركيزها أكثر من محطة إلى أخرى. وتبتعد كل محطة عن الأخرى، بمسافة 50كم تقريباً، ولكلٍّ منها هوائي، على شكل طبق، تستخدمه في الإرسال والاستقبال. ويستطيع كل مسار من الموجات الدقيقة، نقل نحو 36 ألف مكالمة هاتفية.

ويستطيع النظام الراديوي لما وراء الأفق، إرسال الموجات الدقيقة، حيث تُستخدم محطات قوية، على مسافات تصل إلى 320كم، لتوجيه الموجات الدقيقة بهوائيات، على شكل أطباق كبيرة، إلى الأفق. وتفقد الموجات الدقيقة جزءاً كبيراً من طاقتها، في الفضاء؛ ولكن قدراً كافياً من هذه الطاقة، يتشتت إلى أسفل، حاملاً الإشارات الراديوية إلى المحطة التالية، تماماً مثلما يلمع الضوء الأمامي لسيارة، فوق هضبة عالية، من دون أن تُرى السيارة مباشرة. وتعمل نُظُم ما وراء الأفق، على سبيل المثال، بين اليابان وكوريا، عبر المحيط الهادئ؛ وبين تورتولا وترينيداد، عبر الكاريبي. ولتوجيه إشارات الموجات الدقيقة، عبر المحيطات، تستخدم الشبكة أقماراً صناعية. (أُنظر شكل المكالمة الدولية)