Brezžični prenos podatkov: vrste, tehnologija in naprave

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 05:41

Zahvaljujoč napredku smo prejeli številne naprave in naprave, ki nam olajšajo življenje, ki delujejo z izumom novih tehnologij. Preboj na področju komunikacij ni bil le prenos informacij po brezžičnem kanalu, temveč tudi sinhronizacija različnih vrst naprav brez žične povezave.

Kaj je brezžični prenos podatkov?

Odgovor na to vprašanje je preprost: BPD je prenos informacij iz ene naprave v drugo, ki je na določeni razdalji, brez žične povezave.

Tehnologija prenosa glasovnih informacij po radijskem kanalu se je začela uporabljati konec 19. stoletja. Od takrat se je pojavilo veliko število radijskih komunikacijskih sistemov, ki so se začeli uporabljati pri izdelavi opreme za dom, pisarno ali podjetje.

Obstaja več načinov za sinhronizacijo naprav za prenos podatkov. Vsak od njih se uporablja na določenem območju in ima posamezne lastnosti. Brezžična prenosna omrežjapodatki se razlikujejo po svojih značilnostih, zato bosta minimalna in največja razdalja med napravami, odvisno od vrste tehnologije prenosa informacij, različni.

Za sinhronizacijo naprav po zraku so nameščeni posebni adapterji, ki lahko pošiljajo in prejemajo informacije. Tukaj lahko govorimo tako o majhnem modulu, ki je vgrajen v pametni telefon, kot o satelitu v orbiti. Sprejemnik in oddajnik sta lahko različni vrsti naprav. Prenos se izvaja po kanalih različnih frekvenc in razponov. Naj se podrobneje pogovorimo o posebnostih izvajanja različnih vrst brezžične sinhronizacije.

Razvrstitev brezžičnih kanalov

Odvisno od narave prenosnega medija obstajajo štiri vrste brezžičnega prenosa podatkov.

mobilni radijski kanali

Podatki se brezžično prenašajo od oddajnika do sprejemnika. Oddajnik generira radijski impulz določene frekvence in amplitude, nihanje se oddaja v vesolje. Sprejemnik filtrira in obdela signal, po katerem se izvlečejo potrebne informacije. Radijske valove ozračje delno absorbira, zato je to komunikacijo lahko popačeno zaradi visoke vlažnosti ali dežja. Mobilna komunikacija deluje natančno na podlagi radijskih valovnih standardov, kanali za brezžični prenos podatkov se razlikujejo po hitrosti prenosa informacij in delovnem frekvenčnem območju. Radiofrekvenčna kategorija prenosa podatkov vključuje Bluetooth, tehnologijo za brezžično izmenjavo podatkov med napravami. ATRusija uporablja naslednje protokole:

• GSM. To je globalni sistem celične komunikacije. Frekvenca - 900/1800 MHz, največja hitrost prenosa podatkov - 270 Kbps.
• CDMA. Ta standard zagotavlja najboljšo kakovost komunikacije. Delovna frekvenca - 450 MHz.
• UMTS. Ima dva delovna frekvenčna pasova: 1885-2012 MHz in 2110-2200 MHz.

Satelitski kanali

Ta način prenosa informacij je uporaba satelita, na katerem je nameščena antena s posebno opremo. Signal prihaja od naročnika do najbližje zemeljske postaje, nato se signal preusmeri na satelit. Od tam se informacije pošljejo sprejemniku, drugi zemeljski postaji. Satelitske komunikacije se uporabljajo za zagotavljanje televizijskega in radijskega oddajanja. Satelitski telefon lahko uporabljate kjer koli, oddaljeno od mobilnih postaj.

Infrardeči kanali

Komunikacija se vzpostavi med sprejemnikom in oddajnikom, ki sta med seboj blizu. Takšen kanal za brezžični prenos podatkov deluje s pomočjo LED sevanja. Komunikacija je lahko dvosmerna ali oddajna.

Laserski kanali

Načelo delovanja je enako kot v prejšnji različici, le laserski žarek se uporablja namesto LED diod. Predmeti morajo biti v neposredni bližini drug drugega.

Brezžični prenosni mediji se razlikujejo po svojih posebnostih. Glavne značilnosti so obseg in obseg.

Tehnologije in standardibrezžični prenos podatkov

Informacijska tehnologija se trenutno hitro razvija. Zdaj je mogoče prenašati informacije z radijskimi valovi, infrardečim ali laserskim sevanjem. Ta način izmenjave informacij je veliko bolj priročen od žične sinhronizacije. Razpon se bo razlikoval glede na tehnologijo.

Tu je nekaj primerov:

• Personal Area Networks (WPAN). Po teh standardih je povezana periferna oprema. Uporaba brezžičnih miških in tipkovnic je veliko bolj priročna kot žičnih. Hitrost brezžičnega prenosa podatkov je precej visoka. Osebna omrežja vam omogočajo opremljanje sistemov pametnega doma, sinhronizacijo brezžičnih dodatkov s pripomočki. Bluetooth in ZigBee sta primera tehnologij PAN.
• Lokalna omrežja (WLAN) temeljijo na izdelkih 802.11. Izraz Wi-Fi je zdaj znan vsem. To ime je bilo prvotno dano za izdelke standardne serije 802.11, zdaj pa se ta izraz nanaša na izdelke katerega koli standarda iz te družine. Omrežja WLAN lahko ustvarijo večji delovni radij v primerjavi z WPAN, povečala pa se je tudi raven zaščite.
• Urbana omrežja (WMAN). Takšna omrežja delujejo po enakem principu kot Wi-Fi. Posebnost tega sistema brezžičnega prenosa podatkov je širši nabor ozemelj, večje število se lahko poveže s tem omrežjem.sprejemniki. WMAN je ista tehnologija Wi Max, ki zagotavlja širokopasovno povezljivost.
• Wide Area Networks (WWAN) - GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Omrežja te vrste lahko delujejo na podlagi paketnih podatkov ali preklapljanja vezij.

Razlike v tehničnih značilnostih omrežij določajo obseg njihove uporabe. Če upoštevamo splošne lastnosti brezžičnih omrežij, lahko ločimo naslednje kategorije:

• podjetniška omrežja - uporabljajo se za povezovanje objektov znotraj istega podjetja;
• operaterska omrežja - ustvarjajo jih telekomunikacijski operaterji za zagotavljanje storitev.

Če upoštevamo brezžične protokole za prenos podatkov, lahko ločimo naslednje kategorije:

1. IEEE 802.11a, b, n, g, y. Ti protokoli so običajno združeni pod skupnim trženjskim imenom Wi-Fi. Protokoli se razlikujejo po komunikacijskem območju, delovnem frekvenčnem območju in hitrosti prenosa podatkov.
2. IEEE 802.15.1. V okviru standarda se podatki prenašajo prek tehnologije Bluetooth.
3. IEEE 802.15.4. Standardno za brezžično sinhronizacijo s tehnologijo ZigBee.
4. IEEE 802.16. Telekomunikacijska tehnologija standard WiMax, za katero je značilen širok razpon. WiMax je funkcionalno podoben tehnologiji LTE.

Trenutno sta 802.11 in 802.15.1 najbolj priljubljena od vseh protokolov za brezžični prenos podatkov. Na podlagi teh protokolov delujeta tehnologije Wi-Fi in Bluetooth.

Bluetooth

Dostopna točka, kot je v primeruWi-Fi je lahko katera koli naprava, opremljena s posebnim krmilnikom, ki tvori pikonet okoli sebe. Ta pikonet lahko vključuje več naprav, po želji jih je mogoče združiti v mostove za prenos podatkov.

Nekateri računalniki in prenosniki že imajo vgrajen Bluetooth krmilnik, če ta funkcija ni na voljo, se uporabljajo adapterji USB, ki se povežejo z napravo in ji omogočijo brezžično prenašanje podatkov.

Bluetooth uporablja frekvenco 2,4 GHz, medtem ko je poraba energije čim nižja. Prav ta kazalnik je tehnologiji omogočil, da je zasedla svojo nišo na področju informacijske tehnologije. Nizka poraba energije je posledica šibke moči oddajnika, kratkega dosega in nizke hitrosti prenosa podatkov. Kljub temu so se te lastnosti izkazale za zadostne za povezavo in delovanje različnih vrst periferne opreme. Tehnologija Bluetooth nam je dala široko paleto brezžičnih dodatkov: slušalke, zvočnike, miške, tipkovnice in še več.

Obstajajo 3 razredi sprejemnikov Bluetooth:

• 1. razred. Obseg brezžične sinhronizacije lahko doseže 100 m. Naprave te vrste se praviloma uporabljajo v industrijskem obsegu.
• 2. razred. Domet je 10 m. Naprave tega razreda so najpogostejše. Večina brezžičnih dodatkov spada v to kategorijo.
• 3. razred. Domet - 1 meter. Takšni sprejemniki so nameščeni v igralnih konzolah ali v nekaterih slušalkah, ko oddajnika in sprejemnika ni smiselno ločiti.

Brezžični prenosni sistem Bluetooth je zelo priročen za komunikacijo z napravo. Stroški čipov so precej nizki, zato opremljanje opreme z brezžično povezavo ne vpliva bistveno na podražitev.

Wi-Fi

Poleg Bluetooth je tehnologija Wi-Fi postala enako vseprisotna na področju brezžičnih komunikacijskih tehnologij. Vendar ji priljubljenost ni prišla takoj. Razvoj tehnologije Wi-Fi se je začel v 80. letih prejšnjega stoletja, končna različica pa je bila predstavljena šele leta 1997. Apple se je odločil uporabiti novo možnost na svojih prenosnih računalnikih. Tako so se prve omrežne kartice pojavile v iBook.

Načelo delovanja tehnologije Wi-Fi je naslednje: v napravo je vgrajen čip, ki lahko zagotavlja zanesljivo brezžično sinhronizacijo z drugim enakim čipom. Če obstajata več kot dve napravi, morate uporabiti dostopno točko.

Dostopna točka Wi-Fi je brezžični analog stacionarnega usmerjevalnika. Za razliko od slednjega se povezava izvede brez sodelovanja žic, s pomočjo radijskih valov. To omogoča povezavo več naprav hkrati. Ne pozabite, da se bo pri uporabi velikega števila naprav hitrost prenosa podatkov znatno zmanjšala. Za zaščito vaših omrežnih podatkov so dostopne točke Wi-Fi varnešifriranje. Brez vnosa gesla se ne bo mogoče povezati s takšnim virom podatkov.

Prvi standard za tehnologijo Wi-Fi je bil sprejet leta 1997, vendar se ni nikoli razširil, ker je bila hitrost prenosa podatkov prenizka. Kasneje so prišli standardi 802, 11a in 802, 11b. Prvi je dal hitrost prenosa 54 Mb / s, vendar je deloval pri frekvenci 5 GHz, kar ni dovoljeno povsod. Druga možnost je omrežjem omogočala prenos podatkov z največjo hitrostjo 11 Mb / s, kar ni bilo dovolj. Nato je prišel standard 802, 11g. Združil je prednosti prejšnjih možnosti in zagotovil precej visoko hitrost pri delovni frekvenci 2,4 GHz. Standard 802, 11y je analog 802, 11g, ima veliko razdaljo omrežne pokritosti (do 5 km v odprtem prostoru).

LTE

Ta standard je trenutno najbolj obetaven skupaj z drugimi globalnimi omrežji. Mobilna širokopasovna povezava zagotavlja najvišjo hitrost brezžičnega paketnega prenosa podatkov. Kar zadeva frekvenčni pas delovanja, je vse dvoumno. Standard LTE je zelo prilagodljiv, omrežja lahko temeljijo na frekvenčnem območju od 1,4 do 20 MHz.

Obseg omrežij je odvisen od višine bazne postaje in lahko doseže 100 km. Možnost povezovanja z omrežji zagotavlja veliko število pripomočkov: pametni telefoni, tablični računalniki, prenosniki, igralne konzole in druge naprave, ki podpirajo ta standard. Naprave morajo imeti integriran LTE modul, ki deluje v povezavi z obstoječimi standardiGSM in 3G. Če je povezava LTE prekinjena, bo naprava preklopila na obstoječi dostop do omrežij 3G ali GSM brez prekinitve povezave.

Glede hitrosti prenosa podatkov je mogoče opaziti naslednje: v primerjavi z omrežji 3G se je večkrat povečala in dosegla 20 Mbit / s. Uvedba velikega števila pripomočkov, opremljenih z LTE moduli, zagotavlja povpraševanje po tej tehnologiji. Postavljajo se nove bazne postaje, ki omogočajo hiter dostop do interneta tudi v naselja, ki so oddaljena od velikih mest.

Upoštevajmo načelo omrežij četrte generacije. Tehnologija brezžičnega paketnega prenosa podatkov se izvaja s pomočjo IP protokola. Za hitro in stabilno sinhronizacijo med bazno in mobilno postajo se oblikuje tako frekvenčni kot časovni dupleks. Zaradi velikega števila kombinacij seznanjenih frekvenčnih pasov je mogoča širokopasovna povezava naročnikov.

Razširitev omrežij LTE je znižala tarife za uporabo mobilnih komunikacij. Širok razpon omrežja operaterjem omogoča prihranek pri dragi opremi.

Naprave za podatkovno komunikacijo

V vsakdanjem življenju smo obkroženi z napravami, ki delujejo na podlagi tehnologij brezžičnega prenosa podatkov. Poleg tega ima vsaka naprava več modulov aktivnosti določenih standardov. Primer: klasični pametni telefon uporablja omrežja GSM, 3G, LTE za prenos paketnih in glasovnih podatkov, Wi-Fi za dostop do interneta prek dostopne točke, Bluetooth za sinhronizacijo naprave z dodatki.

Oglejmo si najbolj priljubljene naprave za brezžični prenos podatkov, ki so vseprisotne:

1. Wi-Fi usmerjevalnik. Ta naprava lahko omogoča dostop do interneta za več naprav. Sama naprava je sinhronizirana z internetnim virom po žici ali s kartico SIM operaterja mobilnega omrežja.
2. Pametni telefon. Univerzalno komunikacijsko orodje, ki vam omogoča pošiljanje glasovnih informacij, pošiljanje kratkih besedilnih sporočil, dostop do interneta in sinhronizacijo z brezžičnimi ali žičnimi dodatki.
3. Tablični računalnik. Funkcionalno je lahko identičen pametnemu telefonu. Posebnost je velik zaslon, zaradi katerega je uporaba pripomočka pri določenih vrstah dela udobnejša.
4. Osebni računalnik. Popolna stacionarna naprava z integriranim operacijskim sistemom, ki vam omogoča delo v internetnih omrežjih, vključno z brezžičnimi. Brezžični prenos podatkov na računalnik z dostopne točke se običajno izvaja prek adapterja Wi-Fi, ki se poveže prek priključka USB.
5. Beležnica. Manjša različica osebnega računalnika. Večina prenosnih računalnikov ima vgrajen Bluetooth in Wi-Fi, kar vam omogoča sinhronizacijo za dostop do interneta in povezovanje brezžičnih dodatkov brez dodatnih adapterjev USB.
6. Brezžični dodatki in zunanje naprave. Ta kategorija vključuje brezžične zvočnike, slušalke, slušalke, miške,tipkovnice in drugi priljubljeni dodatki, ki se povezujejo z napravami ali računalniki.
7. TV ali Smart-TV. Televizor z operacijskim sistemom je funkcionalno podoben računalniku, zato je prisotnost vgrajenih brezžičnih modulov zanj nujna.
8. Igralna konzola. Za namestitev programske opreme ima ta pripomoček brezžično internetno povezavo. Igralne konzole so sinhronizirane z napravo prek tehnologije Bluetooth.
9. Brezžična oprema "Pametni dom". Zelo zapleten in vsestranski sistem, ki se upravlja brezžično. Vsi senzorji in deli opreme so opremljeni s posebnimi moduli za prenos signala.

Z izboljšanjem brezžične tehnologije stare naprave nenehno nadomeščajo nove naprave, ki so funkcionalno učinkovitejše in praktične. Oprema za brezžični prenos podatkov se hitro spreminja in spreminja.

Možnosti uporabe brezžičnih omrežij

Trenutni trend je zamenjava žičnih kosov opreme z novejšimi brezžičnimi možnostmi. To je veliko bolj priročno ne le zaradi mobilnosti naprav, ampak tudi v smislu enostavne uporabe.

Proizvodnja brezžične opreme bo omogočila ne le uvedbo najnovejših sistemov v svet komunikacijskih naprav, temveč tudi opremljanje stanovanj standardnega povprečnega prebivalca katerega koli kraja z najnovejšo tehnologijo. Trenutno živijo samo ljudje z visokimi dohodkimetropolitanska območja.

Področje brezžičnih radijskih komunikacij se nenehno raziskuje, rezultat pa so inovativne tehnologije, ki se od svojih predhodnikov razlikujejo po večji produktivnosti, zmanjšani porabi energije in praktičnosti uporabe. Rezultat takšnih raziskav je pojav nove opreme. Proizvajalci so vedno zainteresirani za proizvodnjo izdelkov, ki bodo ustrezali inovativnim tehnologijam.

Boljše dostopne točke in zmogljive bazne postaje bodo omogočile uporabo novih tehnologij povsod v velikih podjetjih. Opremo je mogoče upravljati na daljavo. Na področju izobraževanja lahko brezžične tehnologije olajšajo proces poučevanja in nadzora. Nekatere šole že začenjajo izvajati proces mobilnega izobraževanja. Sestoji iz učenja na daljavo prek video komunikacije preko interneta. Ti primeri so le začetni korak pri prehodu družbe na novo stopnjo, ki bo zgrajena na podlagi brezžičnih tehnologij.

Prednosti brezžične sinhronizacije

Če primerjate žični in brezžični prenos podatkov, lahko ugotovite številne prednosti slednjega:

• ne posegajte v žice;
• visoka hitrost prenosa;
• praktičnost in hitrost povezave;
• mobilnost uporabe opreme;
• brez obrabe ali prekinjene povezave;
• Možno je uporabiti več možnosti za brezžično povezavoena naprava;
• zmožnost povezovanja več naprav hkrati z internetno dostopno točko.

Poleg tega je nekaj slabosti:

• sevanje iz velikega števila naprav lahko negativno vpliva na zdravje ljudi;
• Ko so različne brezžične opreme blizu, obstaja možnost motenj in komunikacijskih napak.

Razlogi za široko uporabo brezžičnih omrežij so očitni. Vsak povprečen član sodobne družbe potrebuje vedno stik.

Na koncu

Brezžične tehnologije so dale priložnost za široko uvedbo telekomunikacijske opreme, ki se množično uporablja v vseh državah sveta. Nenehne izboljšave in nova odkritja na področju brezžičnih komunikacij nam zagotavljajo vedno višjo raven udobja, izboljšava doma s pomočjo inovativnih naprav pa je za večino ljudi vse bolj dostopna.