Dzięki postępowi otrzymaliśmy wiele urządzeń i urządzeń ułatwiających nam życie, które funkcjonują dzięki wynalezieniu nowych technologii. Przełomem w dziedzinie komunikacji była nie tylko transmisja informacji przez kanał bezprzewodowy, ale także synchronizacja różnego rodzaju urządzeń w przypadku braku połączenia przewodowego.
Co to jest bezprzewodowa transmisja danych?
Odpowiedź na to pytanie jest prosta: BPD to transfer informacji z jednego urządzenia do drugiego, które znajdują się w pewnej odległości, bez połączenia przewodowego.
Technologia przekazywania informacji głosowych przez kanał radiowy zaczęła być stosowana pod koniec XIX wieku. Od tego czasu pojawiła się duża liczba systemów komunikacji radiowej, które znalazły zastosowanie w produkcji sprzętu do domu, biura czy firmy.
Istnieje kilka sposobów synchronizacji urządzeń w celu przesyłania danych. Każda z nich jest wykorzystywana w określonym obszarze i posiada indywidualne właściwości. Bezprzewodowe sieci transmisyjnedane różnią się charakterystyką, więc minimalna i maksymalna odległość między urządzeniami, w zależności od rodzaju technologii przesyłania informacji, będzie różna.
Aby zsynchronizować urządzenia bezprzewodowo, instalowane są specjalne adaptery umożliwiające wysyłanie i odbieranie informacji. Tutaj możemy mówić zarówno o niewielkim module wbudowanym w smartfona, jak i krążącym na orbicie satelicie. Odbiornik i nadajnik mogą być różnymi rodzajami urządzeń. Transmisja odbywa się kanałami o różnych częstotliwościach i zakresach. Przyjrzyjmy się bliżej specyfice implementacji różnych rodzajów synchronizacji bezprzewodowej.
Klasyfikacja kanałów bezprzewodowych
W zależności od rodzaju medium transmisyjnego istnieją cztery rodzaje bezprzewodowej transmisji danych.
Komórkowe kanały radiowe
Dane są przesyłane bezprzewodowo z nadajnika do odbiornika. Nadajnik generuje impuls radiowy o określonej częstotliwości i amplitudzie, oscylacja jest wypromieniowana w przestrzeń. Odbiornik filtruje i przetwarza sygnał, po czym wydobywane są niezbędne informacje. Fale radiowe są częściowo pochłaniane przez atmosferę, więc komunikacja może być zakłócona przez wysoką wilgotność lub deszcz. Komunikacja mobilna działa właśnie w oparciu o standardy fal radiowych, kanały bezprzewodowej transmisji danych różnią się szybkością przesyłania informacji i zakresem częstotliwości pracy. Kategoria transmisji danych na częstotliwości radiowej obejmuje Bluetooth, technologię bezprzewodowej wymiany danych między urządzeniami. WRosja używa następujących protokołów:
- GSM. To jest globalny system komunikacji komórkowej. Częstotliwość - 900/1800 MHz, maksymalna szybkość przesyłania danych - 270 Kbps.
- CDMA. Ten standard zapewnia najlepszą jakość komunikacji. Częstotliwość pracy - 450 MHz.
- UMTS. Posiada dwa pasma częstotliwości pracy: 1885-2012 MHz i 2110-2200 MHz.
Kanały satelitarne
Ta metoda przesyłania informacji polega na wykorzystaniu satelity, na którym zainstalowana jest antena ze specjalnym wyposażeniem. Sygnał dochodzi od abonenta do najbliższej stacji naziemnej, następnie sygnał jest przekierowywany do satelity. Stamtąd informacje są przesyłane do odbiornika, kolejnej stacji naziemnej. Łączność satelitarna służy do nadawania programów telewizyjnych i radiowych. Telefon satelitarny może być używany w dowolnym miejscu oddalonym od stacji komórkowych.
Kanały podczerwieni
Komunikacja jest nawiązywana między odbiornikiem a nadajnikiem, które znajdują się w bliskiej odległości od siebie. Taki kanał do bezprzewodowej transmisji danych działa za pomocą promieniowania LED. Komunikacja może być dwukierunkowa lub rozgłoszeniowa.
Kanały laserowe
Zasada działania jest taka sama jak w poprzedniej wersji, zamiast diod LED zastosowano tylko wiązkę laserową. Obiekty muszą znajdować się blisko siebie.
Bezprzewodowe media transmisyjne różnią się specyfiką. Główne cechy wyróżniające to zasięg i zakres.
Technologie i standardybezprzewodowa transmisja danych
Technologia informacyjna rozwija się obecnie w szybkim tempie. Teraz możliwe jest przesyłanie informacji za pomocą fal radiowych, podczerwieni lub promieniowania laserowego. Ta metoda wymiany informacji jest znacznie wygodniejsza niż przewodowa synchronizacja. Zakres będzie się różnić w zależności od technologii.
Oto kilka przykładów:
- Sieci osobiste (WPAN). Urządzenia peryferyjne są podłączane zgodnie z tymi standardami. Korzystanie z myszy i klawiatur bezprzewodowych jest znacznie wygodniejsze niż ich przewodowych odpowiedników. Szybkość bezprzewodowego przesyłania danych jest dość wysoka. Sieci osobiste pozwalają wyposażyć systemy inteligentnego domu, synchronizować akcesoria bezprzewodowe z gadżetami. Bluetooth i ZigBee to przykłady technologii PAN.
- Sieci lokalne (WLAN) są oparte na produktach 802.11. Termin Wi-Fi jest teraz znany wszystkim. Ta nazwa została pierwotnie nadana produktom z serii standardów 802.11, a teraz termin ten odnosi się do produktów dowolnego standardu z tej rodziny. Sieci WLAN są w stanie stworzyć większy promień pracy w porównaniu do WPAN, a także wzrósł poziom ochrony.
- Sieci na skalę miejską (WMAN). Takie sieci działają na tej samej zasadzie co Wi-Fi. Cechą charakterystyczną tego bezprzewodowego systemu transmisji danych jest szerszy zakres terytoriów, z którym może łączyć się większa liczba.odbiorniki. WMAN to ta sama technologia Wi Max, która zapewnia łączność szerokopasmową.
- Sieci rozległe (WWAN) - GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Sieci tego typu mogą działać w oparciu o pakietowe dane lub przełączanie obwodów.
Różnice w charakterystyce technicznej sieci określają zakres ich zastosowania. Jeśli weźmiemy pod uwagę ogólne właściwości sieci bezprzewodowych, możemy wyróżnić następujące kategorie:
- sieci korporacyjne - używane do łączenia obiektów w ramach tej samej firmy;
- sieci operatorów - są tworzone przez operatorów telekomunikacyjnych w celu świadczenia usług.
Jeśli weźmiemy pod uwagę protokoły bezprzewodowego przesyłania danych, można wyróżnić następujące kategorie:
- IEEE 802.11a, b, n, g, y. Protokoły te są zwykle łączone pod wspólną nazwą marketingową Wi-Fi. Protokoły różnią się zasięgiem komunikacji, zakresem częstotliwości pracy i szybkością przesyłania danych.
- IEEE 802.15.1. W ramach standardu dane są przesyłane za pomocą technologii Bluetooth.
- IEEE 802.15.4. Standard bezprzewodowej synchronizacji za pośrednictwem technologii ZigBee.
- IEEE 802.16. Standard technologii telekomunikacyjnej WiMax, który charakteryzuje się szerokim zasięgiem. WiMax jest funkcjonalnie podobny do technologii LTE.
Obecnie 802.11 i 802.15.1 są najpopularniejszymi ze wszystkich protokołów bezprzewodowego przesyłania danych. W oparciu o te protokoły działają technologie Wi-Fi i Bluetooth.
Bluetooth
Punkt dostępu, tak jak w przypadkuWi-Fi może być dowolnym urządzeniem wyposażonym w specjalny kontroler, który tworzy wokół siebie piconet. Ta pikonet może zawierać kilka urządzeń, w razie potrzeby można je połączyć w mosty w celu transmisji danych.
Niektóre komputery i laptopy mają już wbudowany kontroler Bluetooth, jeśli ta funkcja nie jest dostępna, używane są adaptery USB, które łączą się z urządzeniem i umożliwiają bezprzewodową transmisję danych.
Bluetooth korzysta z częstotliwości 2,4 GHz, a zużycie energii jest tak niskie, jak to możliwe. To właśnie ten wskaźnik pozwolił technologii zająć swoją niszę w dziedzinie technologii informatycznych. Niski pobór mocy wynika ze słabej mocy nadajnika, krótkiego zasięgu i niskiej szybkości transmisji danych. Mimo to cechy te okazały się wystarczające do podłączenia i obsługi różnego rodzaju urządzeń peryferyjnych. Technologia Bluetooth dała nam szeroką gamę akcesoriów bezprzewodowych: słuchawki, głośniki, myszy, klawiatury i nie tylko.
Istnieją 3 klasy odbiorników Bluetooth:
- 1 klasa. Zasięg synchronizacji bezprzewodowej może sięgać 100 m. Urządzenia tego typu są z reguły wykorzystywane na skalę przemysłową.
- 2 klasa. Zasięg wynosi 10 m. Najczęściej spotykane są urządzenia tej klasy. Większość akcesoriów bezprzewodowych należy do tej kategorii.
- 3 klasa. Zasięg - 1 metr. Takie odbiorniki są umieszczane w konsolach do gier lub w niektórych zestawach słuchawkowych, gdy nie ma sensu rozsuwać nadajnika i odbiornika.
Bezprzewodowy system transmisji Bluetooth jest bardzo wygodny w komunikacji z urządzeniami. Koszt chipów jest dość niski, więc wyposażenie sprzętu w połączenie bezprzewodowe nie wpływa znacząco na wzrost cen.
Wi-Fi
Wraz z Bluetooth, technologia Wi-Fi stała się równie wszechobecna w dziedzinie technologii komunikacji bezprzewodowej. Jednak popularność nie przyszła do niej od razu. Rozwój technologii Wi-Fi rozpoczął się w latach 80., ale ostateczną wersję zaprezentowano dopiero w 1997 roku. Apple zdecydowało się na wykorzystanie nowej opcji na swoich laptopach. Tak pojawiły się pierwsze karty sieciowe w iBooku.
Zasada działania technologii Wi-Fi jest następująca: w urządzeniu wbudowany jest chip, który może zapewnić niezawodną synchronizację bezprzewodową z innym takim samym chipem. Jeśli jest więcej niż dwa urządzenia, musisz użyć punktu dostępowego.
Hotspot Wi-Fi to bezprzewodowy odpowiednik stacjonarnego routera. W przeciwieństwie do tych ostatnich połączenie odbywa się bez udziału przewodów, za pomocą fal radiowych. Umożliwia to jednoczesne podłączenie kilku urządzeń. Nie zapominaj, że przy korzystaniu z dużej liczby urządzeń prędkość przesyłania danych zostanie znacznie zmniejszona. Aby chronić dane sieciowe, punkty dostępu Wi-Fi są bezpieczneszyfrowanie. Połączenie z takim źródłem danych nie będzie możliwe bez podania hasła.
Pierwszy standard technologii Wi-Fi został przyjęty w 1997 roku, ale nigdy nie został rozpowszechniony, ponieważ szybkość przesyłania danych była zbyt niska. Później pojawiły się standardy 802, 11a i 802, 11b. Pierwszy dawał transfer na poziomie 54 Mb/s, ale pracował na częstotliwości 5 GHz, co nie wszędzie jest dozwolone. Druga opcja pozwalała sieciom na transmisję danych z maksymalną prędkością 11 Mb/s, co było za mało. Potem przyszedł standard 802, 11g. Połączył zalety poprzednich opcji, zapewniając dość dużą prędkość przy częstotliwości roboczej 2,4 GHz. Standard 802, 11y jest odpowiednikiem 802, 11g, ma duży zasięg sieci (do 5 km w otwartej przestrzeni).
LTE
Ten standard jest obecnie najbardziej obiecujący wraz z innymi globalnymi sieciami. Mobilna łączność szerokopasmowa zapewnia najwyższą bezprzewodową szybkość przesyłania danych pakietowych. W odniesieniu do pasma częstotliwości pracy wszystko jest niejednoznaczne. Standard LTE jest bardzo elastyczny, sieci mogą bazować w zakresie częstotliwości od 1,4 do 20 MHz.
Zasięg sieci zależy od wysokości stacji bazowej i może sięgać 100 km. Możliwość łączenia się z sieciami zapewnia duża liczba gadżetów: smartfony, tablety, laptopy, konsole do gier i inne urządzenia obsługujące ten standard. Urządzenia muszą mieć zintegrowany moduł LTE, który działa w połączeniu z istniejącymi standardamiGSM i 3G. W przypadku przerwania połączenia LTE urządzenie przełączy się na dotychczasowy dostęp do sieci 3G lub GSM bez przerywania połączenia.
W odniesieniu do szybkości przesyłania danych można zauważyć: w porównaniu z sieciami 3G kilkakrotnie wzrosła i osiągnęła 20 Mbit/s. Wprowadzenie dużej liczby gadżetów wyposażonych w moduły LTE zapewnia popyt na tę technologię. Instalowane są nowe stacje bazowe, które zapewniają szybki dostęp do Internetu nawet osiedlom oddalonym od megamiast.
Rozważmy zasadę sieci czwartej generacji. Technologia bezprzewodowej pakietowej transmisji danych realizowana jest za pomocą protokołu IP. W celu szybkiej i stabilnej synchronizacji między stacją bazową a stacją ruchomą tworzony jest zarówno dupleks częstotliwości, jak i czasu. Ze względu na dużą liczbę kombinacji sparowanych pasm częstotliwości możliwe jest szerokopasmowe połączenie abonentów.
Rozpowszechnienie sieci LTE spowodowało obniżenie taryf za korzystanie z komunikacji mobilnej. Szeroki zasięg sieci pozwala operatorom zaoszczędzić na drogim sprzęcie.
Urządzenia do transmisji danych
W naszym codziennym życiu otaczają nas urządzenia działające w oparciu o technologie bezprzewodowej transmisji danych. Ponadto każde urządzenie posiada kilka modułów aktywności o określonych standardach. Przykład: klasyczny smartfon wykorzystuje sieci GSM, 3G, LTE do przesyłania danych pakietowych i głosowych, Wi-Fi do dostępu do Internetu przez punkt dostępowy, Bluetooth do synchronizacji urządzenia z akcesoriami.
Rzućmy okiem na najpopularniejsze urządzenia do bezprzewodowej transmisji danych, które są wszechobecne:
- Router Wi-Fi. To urządzenie może zapewnić dostęp do Internetu kilku urządzeniom. Samo urządzenie jest synchronizowane ze źródłem Internetu przewodowo lub za pomocą karty SIM operatora sieci komórkowej.
- Smartfon. Uniwersalne narzędzie komunikacyjne, które umożliwia przesyłanie informacji głosowych, wysyłanie krótkich wiadomości tekstowych, dostęp do Internetu i synchronizację z akcesoriami bezprzewodowymi lub przewodowymi.
- Komputer typu Tablet. Funkcjonalnie może być identyczny ze smartfonem. Cechą wyróżniającą jest duży ekran, dzięki któremu korzystanie z gadżetu staje się wygodniejsze przy niektórych rodzajach pracy.
- Komputer osobisty. Pełnowartościowe urządzenie stacjonarne ze zintegrowanym systemem operacyjnym umożliwiające pracę w sieciach internetowych, w tym bezprzewodowych. Bezprzewodowe przesyłanie danych do komputera z punktu dostępowego odbywa się zwykle za pośrednictwem adaptera Wi-Fi, który łączy się przez złącze USB.
- Notebook. Mniejsza wersja komputera osobistego. Większość laptopów ma wbudowany moduł Bluetooth i Wi-Fi, co pozwala na synchronizację w celu uzyskania dostępu do Internetu i podłączenia akcesoriów bezprzewodowych bez dodatkowych adapterów USB.
- Bezprzewodowe akcesoria i urządzenia peryferyjne. Ta kategoria obejmuje głośniki bezprzewodowe, słuchawki, zestawy słuchawkowe, myszy,klawiatury i inne popularne akcesoria, które łączą się z urządzeniami lub komputerami.
- TV lub Smart-TV. Telewizor z systemem operacyjnym funkcjonalnie przypomina komputer, więc obecność wbudowanych modułów bezprzewodowych jest dla niego koniecznością.
- Konsola do gier. Aby zainstalować oprogramowanie, ten gadżet ma bezprzewodowe połączenie z Internetem. Konsole do gier są synchronizowane z urządzeniem za pomocą technologii Bluetooth.
- Sprzęt bezprzewodowy „Inteligentny dom”. Bardzo złożony i wszechstronny system sterowany bezprzewodowo. Wszystkie czujniki i elementy wyposażenia wyposażone są w specjalne moduły do transmisji sygnału.
Wraz z udoskonalaniem technologii bezprzewodowej, stare urządzenia są stale zastępowane nowymi urządzeniami, które są funkcjonalnie bardziej wydajne i praktyczne. Sprzęt do bezprzewodowej transmisji danych szybko się zmienia i zmienia.
Perspektywy korzystania z sieci bezprzewodowych
Obecny trend polega na zastępowaniu przewodowych urządzeń nowszymi opcjami bezprzewodowymi. Jest to znacznie wygodniejsze nie tylko ze względu na mobilność urządzeń, ale także łatwość obsługi.
Produkcja urządzeń bezprzewodowych pozwoli nie tylko wprowadzić najnowsze systemy w świat urządzeń komunikacyjnych, ale także wyposażyć mieszkanie przeciętnego mieszkańca dowolnej miejscowości w najnowszą technologię. Obecnie tylko osoby o wysokich dochodach mieszkają wobszary metropolitalne.
Dziedzina bezprzewodowej komunikacji radiowej jest stale badana, czego wynikiem są innowacyjne technologie, które różnią się od swoich poprzedników większą wydajnością, zmniejszonym zużyciem energii i praktycznością użytkowania. Efektem takich badań jest pojawienie się nowego sprzętu. Producenci są zawsze zainteresowani wytwarzaniem produktów, które będą odpowiadać innowacyjnym technologiom.
Lepsze punkty dostępu i potężne stacje bazowe umożliwią wykorzystanie nowych technologii w dużych przedsiębiorstwach wszędzie. Sprzętem można sterować zdalnie. W dziedzinie edukacji technologie bezprzewodowe mogą ułatwić proces nauczania i kontroli. Niektóre szkoły już zaczynają wdrażać proces edukacji mobilnej. Polega na zdalnej nauce poprzez komunikację wideo przez Internet. Te przykłady to tylko wstępny krok w przejściu społeczeństwa na nowy etap, który zostanie zbudowany w oparciu o technologie bezprzewodowe.
Korzyści z bezprzewodowej synchronizacji
Porównując przewodową i bezprzewodową transmisję danych, można zidentyfikować wiele zalet tej drugiej:
- nie koliduj z przewodami;
- wysoka szybkość transmisji danych;
- praktyczność i szybkość połączenia;
- mobilność użytkowania sprzętu;
- brak zużycia lub zerwania połączenia;
- Możliwe jest użycie kilku opcji połączenia bezprzewodowego wjedno urządzenie;
- możliwość podłączenia kilku urządzeń jednocześnie do punktu dostępu do internetu.
Wraz z tym są pewne wady:
- promieniowanie z dużej liczby urządzeń może niekorzystnie wpływać na zdrowie ludzi;
- Gdy różne urządzenia bezprzewodowe znajdują się blisko siebie, istnieje możliwość zakłóceń i awarii komunikacji.
Przyczyny powszechnego korzystania z sieci bezprzewodowych są oczywiste. Potrzeba stałego kontaktu jest potrzebna każdemu przeciętnemu członkowi współczesnego społeczeństwa.
Zamykanie
Technologie bezprzewodowe stworzyły okazję do powszechnego wprowadzenia sprzętu telekomunikacyjnego, który jest masowo używany we wszystkich krajach świata. Ciągłe udoskonalenia i nowe odkrycia w dziedzinie komunikacji bezprzewodowej dają nam coraz wyższy poziom komfortu, a majsterkowanie za pomocą innowacyjnych urządzeń staje się coraz bardziej przystępne dla większości ludzi.
