Trådløs datatransmission: typer, teknologi og enheder

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 05:21

Takket være fremskridt har vi modtaget mange enheder og enheder, der gør vores liv lettere, og som fungerer gennem opfindelsen af nye teknologier. Et gennembrud inden for kommunikation var ikke kun transmissionen af information via en trådløs kanal, men også synkroniseringen af forskellige slags enheder i mangel af en kablet forbindelse.

Hvad er trådløs datatransmission?

Svaret på dette spørgsmål er enkelt: BPD er overførsel af information fra én enhed til en anden, som er på en vis afstand, uden en kablet forbindelse.

Teknologien til at transmittere stemmeinformation over en radiokanal begyndte at blive brugt i slutningen af det 19. århundrede. Siden da er der dukket et stort antal radiokommunikationssystemer op, som er blevet brugt til fremstilling af udstyr til hjemmet, kontoret eller virksomheden.

Der er flere måder at synkronisere enheder til dataoverførsel. Hver af dem bruges i et bestemt område og har individuelle egenskaber. Trådløse transmissionsnetværkdata adskiller sig i deres karakteristika, så minimums- og maksimumafstanden mellem enheder, afhængigt af typen af informationstransmissionsteknologi, vil være forskellige.

For at synkronisere enheder trådløst, er der installeret specielle adaptere, der er i stand til at sende og modtage information. Her kan vi både tale om et lille modul, der er indbygget i en smartphone, og en satellit i kredsløb. Modtageren og senderen kan være forskellige typer enheder. Transmission udføres gennem kanaler med forskellige frekvenser og områder. Lad os dvæle mere detaljeret ved de særlige forhold ved implementeringen af forskellige typer trådløs synkronisering.

Klassificering af trådløse kanaler

Afhængigt af transmissionsmediets art er der fire typer trådløs datatransmission.

Mobile radiokanaler

Data transmitteres trådløst fra sender til modtager. Senderen genererer en radioimpuls af en bestemt frekvens og amplitude, oscillationen udstråles ud i rummet. Modtageren filtrerer og behandler signalet, hvorefter den nødvendige information udtrækkes. Radiobølger absorberes delvist af atmosfæren, så denne kommunikation kan blive forvrænget af høj luftfugtighed eller regn. Mobilkommunikation fungerer præcist på basis af radiobølgestandarder; trådløse datatransmissionskanaler er forskellige i informationsoverførselshastighed og driftsfrekvensområde. Radiofrekvenskategorien for datatransmission omfatter Bluetooth, en teknologi til trådløs dataudveksling mellem enheder. PÅRusland bruger følgende protokoller:

• GSM. Dette er et glob alt cellulært kommunikationssystem. Frekvens - 900/1800 MHz, maksimal dataoverførselshastighed - 270 Kbps.
• CDMA. Denne standard giver den bedste kommunikationskvalitet. Driftsfrekvens - 450 MHz.
• UMTS. Den har to driftsfrekvensbånd: 1885-2012 MHz og 2110-2200 MHz.

satellitkanaler

Denne metode til at sende information er at bruge en satellit, hvorpå der er installeret en antenne med specialudstyr. Signalet kommer fra abonnenten til den nærmeste jordstation, hvorefter signalet omdirigeres til satellitten. Derfra sendes informationen til modtageren, en anden jordstation. Satellitkommunikation bruges til at levere tv- og radioudsendelser. En satellittelefon kan bruges på ethvert sted fjernt fra mobiltelefoner.

Infrarøde kanaler

Kommunikation etableres mellem modtageren og senderen, som er i tæt afstand fra hinanden. En sådan kanal til trådløs datatransmission fungerer ved hjælp af LED-stråling. Kommunikation kan være tovejs eller udsendes.

Laserkanaler

Funktionsprincippet er det samme som i den tidligere version, kun en laserstråle bruges i stedet for LED'er. Objekter skal være tæt på hinanden.

Trådløse transmissionsmedier er forskellige i deres specifikationer. De vigtigste kendetegn er rækkevidden og omfanget.

Teknologier og standardertrådløs dataoverførsel

Informationsteknologi udvikler sig i øjeblikket i et hastigt tempo. Det er nu muligt at transmittere information ved hjælp af radiobølger, infrarød eller laserstråling. Denne metode til informationsudveksling er meget mere bekvem end den kablede type synkronisering. Rækkevidden vil variere afhængigt af teknologien.

Her er nogle eksempler:

• Personal Area Networks (WPAN). Perifert udstyr tilsluttes ved hjælp af disse standarder. Brug af trådløse mus og tastaturer er meget mere praktisk end kablede modparter. Den trådløse dataoverførselshastighed er ret høj. Personlige netværk giver dig mulighed for at udstyre smarte hjemmesystemer, synkronisere trådløst tilbehør med gadgets. Bluetooth og ZigBee er eksempler på PAN-teknologier.
• Local Area Networks (WLAN'er) er baseret på 802.11-produkter. Udtrykket Wi-Fi er nu kendt af alle. Dette navn blev oprindeligt givet til produkter i 802.11-standardserien, og nu refererer dette udtryk til produkter af enhver standard fra denne familie. WLAN-netværk er i stand til at skabe en større arbejdsradius sammenlignet med WPAN, og beskyttelsesniveauet er også steget.
• Netværk i urban skala (WMAN). Sådanne netværk fungerer efter samme princip som Wi-Fi. Et karakteristisk træk ved dette trådløse datatransmissionssystem er en bredere vifte af territorier; et større antal kan oprette forbindelse til dette netværk.modtagere. WMAN er den samme Wi Max-teknologi, der giver bredbåndsforbindelse.
• Wide Area Networks (WWAN) - GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Netværk af denne type kan fungere på basis af pakkedata eller kredsløbsskift.

Forskelle i netværks tekniske karakteristika bestemmer omfanget af deres anvendelse. Hvis vi overvejer trådløse netværks generelle egenskaber, kan vi skelne mellem følgende kategorier:

• virksomhedsnetværk - bruges til at forbinde objekter inden for samme virksomhed;
• operatørnetværk - oprettes af teleoperatører for at levere tjenester.

Hvis vi overvejer trådløse dataoverførselsprotokoller, kan der skelnes mellem følgende kategorier:

1. IEEE 802.11a, b, n, g, y. Disse protokoller kombineres norm alt under det almindelige markedsføringsnavn Wi-Fi. Protokoller adskiller sig i kommunikationsområde, driftsfrekvensområde og dataoverførselshastighed.
2. IEEE 802.15.1. Inden for rammerne af standarden transmitteres data via Bluetooth-teknologi.
3. IEEE 802.15.4. Standard for trådløs synkronisering via ZigBee-teknologi.
4. IEEE 802.16. Telekommunikationsteknologi standard WiMax, som er kendetegnet ved en bred vifte. WiMax ligner funktionelt LTE-teknologi.

I øjeblikket er 802.11 og 802.15.1 de mest populære af alle trådløse dataoverførselsprotokoller. Baseret på disse protokoller fungerer Wi-Fi- og Bluetooth-teknologier.

Bluetooth

Adgangspunkt, som det er tilfældet medWi-Fi kan være enhver enhed udstyret med en speciel controller, der danner et piconet omkring sig selv. Dette piconet kan omfatte flere enheder, hvis det ønskes, kan de kombineres til broer til datatransmission.

Nogle computere og bærbare computere har allerede en indbygget Bluetooth-controller, hvis denne funktion ikke er tilgængelig, så bruges USB-adaptere, der forbinder til enheden og giver den mulighed for at overføre data trådløst.

Bluetooth bruger en frekvens på 2,4 GHz, mens strømforbruget er så lavt som muligt. Det var denne indikator, der gjorde det muligt for teknologien at besætte sin niche inden for informationsteknologi. Det lave strømforbrug skyldes svag sendereffekt, kort rækkevidde og lav datahastighed. På trods af dette viste disse egenskaber sig at være tilstrækkelige til tilslutning og drift af forskellige slags perifert udstyr. Bluetooth-teknologi har givet os en bred vifte af trådløst tilbehør: hovedtelefoner, højttalere, mus, tastaturer og mere.

Der er 3 klasser af Bluetooth-modtagere:

• 1. klasse. Rækkevidden af trådløs synkronisering kan nå op på 100 m. Enheder af denne type bruges som regel i industriel skala.
• 2. klasse. Rækkevidden er 10 m. Enheder af denne klasse er de mest almindelige. Det meste trådløst tilbehør falder ind under denne kategori.
• 3. klasse. Rækkevidde - 1 meter. Sådanne modtagere er placeret i spillekonsoller eller i nogle headset, når det ikke giver mening at flytte senderen og modtageren fra hinanden.

Det trådløse Bluetooth-transmissionssystem er meget praktisk til enhedskommunikation. Udgifterne til chips er ret lave, så at udstyre udstyret med en trådløs forbindelse påvirker ikke prisstigningen i høj grad.

Wi-Fi

Sammen med Bluetooth er Wi-Fi-teknologi blevet lige så allestedsnærværende inden for trådløs kommunikationsteknologi. Men populariteten kom ikke til hende med det samme. Udviklingen af Wi-Fi-teknologi begyndte i 80'erne, men den endelige version blev først præsenteret i 1997. Apple har besluttet at bruge den nye mulighed på sine bærbare computere. Sådan så de første netværkskort ud i iBook.

Funktionsprincippet for Wi-Fi-teknologi er som følger: en chip er indlejret i enheden, som kan give pålidelig trådløs synkronisering med en anden af samme chip. Hvis der er mere end to enheder, skal du bruge et adgangspunkt.

Et Wi-Fi-hotspot er en trådløs analog til en stationær router. I modsætning til sidstnævnte udføres forbindelsen uden deltagelse af ledninger ved hjælp af radiobølger. Dette gør det muligt at forbinde flere enheder på én gang. Glem ikke, at når du bruger et stort antal enheder, vil dataoverførselshastigheden blive betydeligt reduceret. For at beskytte dine netværksdata er Wi-Fi-adgangspunkter sikrekryptering. Det vil ikke være muligt at oprette forbindelse til en sådan datakilde uden at indtaste en adgangskode.

Den første standard for Wi-Fi-teknologi blev vedtaget i 1997, men den blev aldrig udbredt, fordi dataoverførselshastigheden var for lav. Senere kom 802, 11a og 802, 11b standarderne. Den første gav en overførselshastighed på 54 Mb/s, men fungerede med en frekvens på 5 GHz, hvilket ikke er tilladt over alt. Den anden mulighed tillod netværk at transmittere data med en maksimal hastighed på 11 Mb/s, hvilket ikke var nok. Så kom standard 802, 11g. Han kombinerede fordelene ved tidligere muligheder, hvilket gav en ret høj hastighed ved en driftsfrekvens på 2,4 GHz. 802, 11y-standarden er en analog af 802, 11g, den har en lang netværksdækningsafstand (op til 5 km i åbent område).

LTE

Denne standard er i øjeblikket den mest lovende sammen med andre globale netværk. Mobilt bredbånd giver den højeste trådløse pakkedatahastighed. Med hensyn til driftsfrekvensbåndet er alt tvetydigt. LTE-standarden er meget fleksibel, netværk kan baseres i frekvensområdet fra 1,4 til 20 MHz.

Rækkevidden af netværk afhænger af højden af basestationen og kan nå 100 km. Muligheden for at oprette forbindelse til netværk leveres af et stort antal gadgets: smartphones, tablets, bærbare computere, spillekonsoller og andre enheder, der understøtter denne standard. Enhederne skal have et integreret LTE-modul, der fungerer sammen med eksisterende standarderGSM og 3G. Hvis LTE-forbindelsen afbrydes, vil enheden skifte til den eksisterende adgang til 3G- eller GSM-netværk uden at afbryde forbindelsen.

Med hensyn til dataoverførselshastigheden kan følgende bemærkes: sammenlignet med 3G-netværk er den steget flere gange og nået 20 Mbit/s. Introduktionen af et stort antal gadgets udstyret med LTE-moduler sikrer efterspørgslen efter denne teknologi. Nye basestationer er ved at blive installeret, som giver højhastighedsinternetadgang selv til bygder fjernt fra megabyer.

Lad os overveje princippet om fjerde generations netværk. Teknologien til trådløs pakkedatatransmission udføres ved hjælp af IP-protokollen. Til hurtig og stabil synkronisering mellem basisstationen og mobilstationen dannes både frekvens- og tidsdupleks. På grund af det store antal kombinationer af parrede frekvensbånd er bredbåndstilslutning af abonnenter mulig.

Spredningen af LTE-netværk har reduceret taksterne for brug af mobilkommunikation. Netværkets brede rækkevidde giver operatørerne mulighed for at spare på dyrt udstyr.

Datakommunikationsenheder

I vores daglige liv er vi omgivet af enheder, der fungerer på basis af trådløse datatransmissionsteknologier. Desuden har hver enhed flere aktivitetsmoduler af visse standarder. Eksempel: en klassisk smartphone bruger GSM-, 3G-, LTE-netværk til at overføre pakke- og stemmedata, Wi-Fi til at få adgang til internettet via et adgangspunkt, Bluetooth til at synkronisere enheden med tilbehør.

Lad os tage et kig på de mest populære trådløse datatransmissionsenheder, der er allestedsnærværende:

1. Wi-Fi-router. Denne enhed er i stand til at give internetadgang til flere enheder. Selve enheden er synkroniseret med internetkilden via ledning eller ved hjælp af et SIM-kort fra en mobilnetværksoperatør.
2. Smartphone. Et universelt kommunikationsværktøj, der giver dig mulighed for at sende stemmeinformation, sende korte tekstbeskeder, få adgang til internettet og synkronisere med trådløst eller kablet tilbehør.
3. Tablet-computer. Funktionelt kan den være identisk med en smartphone. Et karakteristisk træk er den store skærm, takket være hvilken brugen af gadgetten bliver mere behagelig til visse typer arbejde.
4. Personlig computer. En fuldgyldig stationær enhed med et integreret operativsystem, der giver dig mulighed for at arbejde i internetnetværk, inklusive trådløse. Trådløs dataoverførsel til en computer fra et adgangspunkt udføres norm alt gennem en Wi-Fi-adapter, der forbindes via et USB-stik.
5. Notesbog. En mindre version af den personlige computer. De fleste bærbare computere har indbygget Bluetooth og Wi-Fi, så du kan synkronisere for at få adgang til internettet og tilslutte trådløst tilbehør uden yderligere USB-adaptere.
6. Trådløst tilbehør og ydre enheder. Denne kategori omfatter trådløse højttalere, hovedtelefoner, headset, mus,tastaturer og andet populært tilbehør, der forbinder til enheder eller computere.
7. TV eller Smart-TV. Et tv med et operativsystem ligner funktionelt en computer, så tilstedeværelsen af indbyggede trådløse moduler er et must for det.
8. Spillekonsol. For at installere softwaren har denne gadget en trådløs internetforbindelse. Spillekonsollerne synkroniseres med enheden via Bluetooth-teknologi.
9. Trådløst udstyr "Smart home". Et meget komplekst og alsidigt system, der styres trådløst. Alle sensorer og udstyr er udstyret med specielle moduler til sign altransmission.

Med forbedringen af trådløs teknologi bliver gamle enheder konstant erstattet af nye enheder, der er funktionelt mere effektive og praktiske. Trådløst datatransmissionsudstyr ændrer sig og ændrer sig hurtigt.

Udsigter for brug af trådløse netværk

Den nuværende tendens er at erstatte kablet udstyr med nyere trådløse muligheder. Dette er meget mere bekvemt, ikke kun på grund af enhedernes mobilitet, men også på grund af brugervenlighed.

Produktionen af trådløst udstyr vil ikke kun gøre det muligt at introducere de nyeste systemer i kommunikationsenhedernes verden, men også at udstyre boligen til en standard gennemsnitlig beboer i enhver lokalitet med den nyeste teknologi. I øjeblikket bor der kun personer med høj indkomststorbyområder.

Trådløs radiokommunikation forskes konstant i, hvilket resulterer i innovative teknologier, der adskiller sig fra deres forgængere i deres større produktivitet, reducerede energiforbrug og praktiske anvendelse. Resultatet af sådan forskning er fremkomsten af nyt udstyr. Producenter er altid interesseret i at producere produkter, der opfylder innovative teknologier.

Bedre adgangspunkter og kraftfulde basestationer vil gøre det muligt at bruge nye teknologier over alt i store virksomheder. Udstyret kan fjernstyres. På uddannelsesområdet kan trådløse teknologier lette processen med undervisning og kontrol. Nogle skoler begynder allerede at implementere processen med mobil uddannelse. Det består i fjernundervisning via videokommunikation via internettet. Disse eksempler er kun det første skridt i samfundets overgang til en ny fase, som vil blive bygget på basis af trådløse teknologier.

Fordele ved trådløs synkronisering

Hvis du sammenligner kablet og trådløs datatransmission, kan du identificere mange fordele ved sidstnævnte:

• forstyr ikke ledninger;
• høj datahastighed;
• praktisk og hurtig forbindelse;
• mobilitet ved brug af udstyr;
• ingen slid eller brudt forbindelse;
• Det er muligt at bruge flere muligheder for trådløs forbindelse ién enhed;
• evnen til at forbinde flere enheder på én gang til et internetadgangspunkt.

Sammen med dette er der nogle ulemper:

• stråling fra et stort antal enheder kan påvirke menneskers sundhed negativt;
• Når forskelligt trådløst udstyr er tæt på hinanden, er der mulighed for interferens og kommunikationsfejl.

Årsagerne til den udbredte brug af trådløse netværk er indlysende. Behovet for altid at holde kontakten er nødvendig for ethvert gennemsnitligt medlem af det moderne samfund.

Afslutningsvis

Trådløse teknologier har givet mulighed for den udbredte introduktion af telekommunikationsudstyr, som er massivt brugt i alle lande i verden. Konstante forbedringer og nye opdagelser inden for trådløs kommunikation giver os et stadigt højere niveau af komfort, og hjemmeforbedringer ved hjælp af innovative enheder bliver mere overkommelige for de fleste mennesker.