Trådlös dataöverföring: typer, teknik och enheter

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 05:42

Tack vare framstegen har vi fått många enheter och enheter som gör våra liv enklare, vilka fungerar genom uppfinning av ny teknik. Ett genombrott inom kommunikationsområdet var inte bara överföringen av information via en trådlös kanal, utan också synkroniseringen av olika typer av enheter i avsaknad av en trådbunden anslutning.

Vad är trådlös dataöverföring?

Svaret på denna fråga är enkelt: BPD är överföring av information från en enhet till en annan, som är på ett visst avstånd, utan en trådbunden anslutning.

Tekniken för att överföra röstinformation över en radiokanal började användas i slutet av 1800-talet. Sedan dess har ett stort antal radiokommunikationssystem dykt upp, som har blivit använda vid tillverkning av utrustning för hemmet, kontoret eller företaget.

Det finns flera sätt att synkronisera enheter för dataöverföring. Var och en av dem används i ett specifikt område och har individuella egenskaper. Trådlösa överföringsnätverkdata skiljer sig i sina egenskaper, så det minsta och maximala avståndet mellan enheter, beroende på typen av informationsöverföringsteknik, kommer att vara olika.

För att synkronisera enheter trådlöst installeras speciella adaptrar som kan skicka och ta emot information. Här kan vi prata om både en liten modul som är inbyggd i en smartphone, och en satellit i omloppsbana. Mottagaren och sändaren kan vara olika typer av enheter. Sändning sker genom kanaler med olika frekvenser och intervall. Låt oss uppehålla oss mer i detalj vid detaljerna i implementeringen av olika typer av trådlös synkronisering.

Klassificering av trådlösa kanaler

Beroende på överföringsmediets karaktär finns det fyra typer av trådlös dataöverföring.

Mobilradiokanaler

Data överförs trådlöst från sändare till mottagare. Sändaren genererar en radiopuls av en viss frekvens och amplitud, svängningen utstrålas i rymden. Mottagaren filtrerar och bearbetar signalen, varefter nödvändig information extraheras. Radiovågor absorberas delvis av atmosfären, så denna kommunikation kan förvrängas av hög luftfuktighet eller regn. Mobil kommunikation fungerar exakt utifrån radiovågsstandarder, trådlösa dataöverföringskanaler skiljer sig åt i informationsöverföringshastighet och arbetsfrekvensområde. Radiofrekvenskategorin för dataöverföring inkluderar Bluetooth, en teknologi för trådlöst datautbyte mellan enheter. PÅRyssland använder följande protokoll:

• GSM. Detta är ett glob alt cellulärt kommunikationssystem. Frekvens - 900/1800 MHz, maximal dataöverföringshastighet - 270 Kbps.
• CDMA. Denna standard ger den bästa kommunikationskvaliteten. Driftsfrekvens - 450 MHz.
• UMTS. Den har två arbetsfrekvensband: 1885-2012 MHz och 2110-2200 MHz.

satellitkanaler

Denna metod för att överföra information är att använda en satellit på vilken en antenn med specialutrustning är installerad. Signalen kommer från abonnenten till närmaste markstation, sedan omdirigeras signalen till satelliten. Därifrån skickas informationen till mottagaren, en annan markstation. Satellitkommunikation används för att tillhandahålla TV- och radiosändningar. En satellittelefon kan användas när som helst på avstånd från mobilstationer.

Infraröda kanaler

Kommunikation upprättas mellan mottagaren och sändaren, som är på nära avstånd från varandra. En sådan kanal för trådlös dataöverföring fungerar med hjälp av LED-strålning. Kommunikation kan vara tvåvägs eller sändning.

Laserkanaler

Funktionsprincipen är densamma som i den tidigare versionen, endast en laserstråle används istället för lysdioder. Objekt måste vara i närheten av varandra.

Trådlösa överföringsmedier skiljer sig åt i sina detaljer. De främsta utmärkande egenskaperna är räckvidden och omfattningen.

Teknik och standardertrådlös dataöverföring

Informationstekniken utvecklas för närvarande i snabb takt. Det är nu möjligt att överföra information med hjälp av radiovågor, infraröd eller laserstrålning. Denna metod för informationsutbyte är mycket bekvämare än den trådbundna typen av synkronisering. Räckvidden kommer att variera beroende på tekniken.

Här är några exempel:

• Personal Area Networks (WPAN). Kringutrustning ansluts enligt dessa standarder. Att använda trådlösa möss och tangentbord är mycket bekvämare än trådbundna motsvarigheter. Den trådlösa dataöverföringshastigheten är ganska hög. Personliga nätverk låter dig utrusta smarta hemsystem, synkronisera trådlösa tillbehör med prylar. Bluetooth och ZigBee är exempel på PAN-tekniker.
• Lokala nätverk (WLAN) är baserade på 802.11-produkter. Termen Wi-Fi är nu känt för alla. Detta namn gavs ursprungligen till produkter i standardserien 802.11, och nu hänvisar denna term till produkter av alla standarder från denna familj. WLAN-nätverk kan skapa en större arbetsradie jämfört med WPAN, och skyddsnivån har också ökat.
• Nätverk i stadsskala (WMAN). Sådana nätverk fungerar på samma princip som Wi-Fi. En utmärkande egenskap hos detta trådlösa dataöverföringssystem är ett bredare utbud av territorier; ett större antal kan ansluta till detta nätverk.mottagare. WMAN är samma Wi Max-teknik som ger bredbandsanslutning.
• Wide Area Networks (WWAN) - GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Nätverk av denna typ kan arbeta på basis av paketdata eller kretskoppling.

Skillnader i nätverkens tekniska egenskaper avgör omfattningen av deras tillämpning. Om vi tar hänsyn till de allmänna egenskaperna hos trådlösa nätverk, kan vi särskilja följande kategorier:

• företagsnätverk - används för att koppla ihop objekt inom samma företag;
• operatörsnätverk - skapas av telekomoperatörer för att tillhandahålla tjänster.

Om vi överväger trådlösa dataöverföringsprotokoll, kan följande kategorier särskiljas:

1. IEEE 802.11a, b, n, g, y. Dessa protokoll kombineras vanligtvis under det vanliga marknadsföringsnamnet Wi-Fi. Protokoll skiljer sig åt i kommunikationsområde, arbetsfrekvensområde och dataöverföringshastighet.
2. IEEE 802.15.1. Inom ramen för standarden överförs data via Bluetooth-teknik.
3. IEEE 802.15.4. Standard för trådlös synkronisering via ZigBee-teknik.
4. IEEE 802.16. Teleteknisk standard WiMax, som kännetecknas av ett brett utbud. WiMax är funktionellt lik LTE-teknik.

För närvarande är 802.11 och 802.15.1 de mest populära av alla trådlösa dataöverföringsprotokoll. Baserat på dessa protokoll fungerar Wi-Fi- och Bluetooth-tekniker.

Bluetooth

Åtkomstpunkt, som är fallet medWi-Fi kan vara vilken enhet som helst utrustad med en speciell kontroller som bildar en piconet runt sig själv. Detta piconet kan innehålla flera enheter, om så önskas kan de kombineras till bryggor för dataöverföring.

Vissa datorer och bärbara datorer har redan en inbyggd Bluetooth-kontroller, om denna funktion inte är tillgänglig används USB-adaptrar som ansluter till enheten och ger den möjlighet att överföra data trådlöst.

Bluetooth använder en frekvens på 2,4 GHz, medan strömförbrukningen är så låg som möjligt. Det var denna indikator som gjorde det möjligt för tekniken att ockupera sin nisch inom informationsteknologi. Den låga strömförbrukningen beror på svag sändareffekt, kort räckvidd och låg datahastighet. Trots detta visade sig dessa egenskaper vara tillräckliga för anslutning och drift av olika typer av kringutrustning. Bluetooth-tekniken har gett oss ett brett utbud av trådlösa tillbehör: hörlurar, högtalare, möss, tangentbord och mer.

Det finns 3 klasser av Bluetooth-mottagare:

• 1:a klass. Räckvidden för trådlös synkronisering kan nå 100 m. Enheter av denna typ används som regel i industriell skala.
• 2:a klass. Räckvidden är 10 m. Enheter av denna klass är de vanligaste. De flesta trådlösa tillbehör faller inom denna kategori.
• tredje klass. Räckvidd - 1 meter. Sådana mottagare placeras i spelkonsoler eller i vissa headset när det inte är meningsfullt att flytta isär sändaren och mottagaren.

Det trådlösa Bluetooth-överföringssystemet är mycket bekvämt för enhetskommunikation. Kostnaden för chips är ganska låg, så att utrusta utrustningen med en trådlös anslutning påverkar inte prishöjningen särskilt mycket.

Wi-Fi

Tillsammans med Bluetooth har Wi-Fi-teknik blivit lika allmänt förekommande inom området för trådlös kommunikationsteknik. Men populariteten kom inte till henne omedelbart. Utvecklingen av Wi-Fi-teknik började på 80-talet, men den slutliga versionen presenterades först 1997. Apple har beslutat att använda det nya alternativet på sina bärbara datorer. Så här dök de första nätverkskorten ut i iBook.

Funktionsprincipen för Wi-Fi-teknik är följande: ett chip är inbäddat i enheten, vilket kan ge tillförlitlig trådlös synkronisering med ett annat av samma chip. Om det finns fler än två enheter måste du använda en åtkomstpunkt.

En Wi-Fi-hotspot är en trådlös analog till en stationär router. Till skillnad från det senare utförs anslutningen utan deltagande av ledningar, med hjälp av radiovågor. Detta gör det möjligt att ansluta flera enheter samtidigt. Glöm inte att när du använder ett stort antal enheter kommer dataöverföringshastigheten att minska avsevärt. För att skydda din nätverksdata, säkra Wi-Fi-åtkomstpunkterkryptering. Det kommer inte att vara möjligt att ansluta till en sådan datakälla utan att ange ett lösenord.

Den första standarden för Wi-Fi-teknik antogs 1997, men den blev aldrig utbredd eftersom dataöverföringshastigheten var för låg. Senare kom standarderna 802, 11a och 802, 11b. Den första gav en överföringshastighet på 54 Mb/s, men fungerade med en frekvens på 5 GHz, vilket inte är tillåtet överallt. Det andra alternativet gjorde det möjligt för nätverk att överföra data med en maximal hastighet på 11 Mb/s, vilket inte var tillräckligt. Sedan kom standarden 802, 11g. Han kombinerade fördelarna med tidigare alternativ, vilket gav en ganska hög hastighet vid en driftsfrekvens på 2,4 GHz. 802, 11y-standarden är en analog av 802, 11g, den har ett långt nätverkstäckningsavstånd (upp till 5 km i öppet utrymme).

LTE

Denna standard är för närvarande den mest lovande tillsammans med andra globala nätverk. Mobilt bredband ger den högsta trådlösa paketdatahastigheten. När det gäller driftfrekvensbandet är allt tvetydigt. LTE-standarden är mycket flexibel, nätverk kan baseras i frekvensområdet från 1,4 till 20 MHz.

Nätverkens räckvidd beror på basstationens höjd och kan nå 100 km. Möjligheten att ansluta till nätverk tillhandahålls av ett stort antal prylar: smartphones, surfplattor, bärbara datorer, spelkonsoler och andra enheter som stöder denna standard. Enheterna måste ha en integrerad LTE-modul som fungerar i kombination med befintliga standarderGSM och 3G. Om LTE-anslutningen avbryts kommer enheten att växla till befintlig åtkomst till 3G- eller GSM-nätverk utan att avbryta anslutningen.

När det gäller dataöverföringshastigheten kan följande noteras: jämfört med 3G-nätverk har den ökat flera gånger och nått 20 Mbit/s. Införandet av ett stort antal prylar utrustade med LTE-moduler säkerställer efterfrågan på denna teknik. Nya basstationer installeras som ger tillgång till höghastighetsinternet även till bosättningar på avstånd från megastäder.

Låt oss överväga principen om fjärde generationens nätverk. Tekniken för trådlös paketdataöverföring utförs med hjälp av IP-protokollet. För snabb och stabil synkronisering mellan basstationen och mobilstationen bildas både frekvens- och tidsduplex. På grund av det stora antalet kombinationer av parade frekvensband är bredbandsanslutning för abonnenter möjlig.

Utbredningen av LTE-nätverk har sänkt tarifferna för användning av mobil kommunikation. Nätverkets breda utbud gör att operatörerna kan spara på dyr utrustning.

Datakommunikationsenheter

I våra dagliga liv är vi omgivna av enheter som arbetar på basis av trådlös dataöverföringsteknik. Dessutom har varje enhet flera aktivitetsmoduler av vissa standarder. Exempel: en klassisk smartphone använder GSM-, 3G-, LTE-nätverk för att överföra paket- och röstdata, Wi-Fi för att komma åt Internet via en åtkomstpunkt, Bluetooth för att synkronisera enheten med tillbehör.

Låt oss ta en titt på de mest populära trådlösa dataöverföringsenheterna som finns överallt:

1. Wi-Fi-router. Den här enheten kan ge Internetåtkomst till flera enheter. Själva enheten synkroniseras med internetkällan via tråd eller med hjälp av ett SIM-kort från en mobiloperatör.
2. Smartphone. Ett universellt kommunikationsverktyg som låter dig skicka röstinformation, skicka korta textmeddelanden, komma åt Internet och synkronisera med trådlösa eller trådbundna tillbehör.
3. Surfplatta. Funktionellt sett kan den vara identisk med en smartphone. En utmärkande egenskap är den stora skärmen, tack vare vilken användningen av gadgeten blir bekvämare för vissa typer av arbete.
4. Personlig dator. En fullfjädrad stationär enhet med ett integrerat operativsystem som gör att du kan arbeta i internetnätverk, inklusive trådlösa. Trådlös dataöverföring till en dator från en åtkomstpunkt utförs vanligtvis via en Wi-Fi-adapter som ansluts via en USB-kontakt.
5. Anteckningsbok. En mindre version av persondatorn. De flesta bärbara datorer har inbyggd Bluetooth och Wi-Fi, vilket gör att du kan synkronisera för att komma åt Internet och ansluta trådlösa tillbehör utan extra USB-adaptrar.
6. Trådlösa tillbehör och kringutrustning. Denna kategori inkluderar trådlösa högtalare, hörlurar, headset, möss,tangentbord och andra populära tillbehör som ansluts till enheter eller datorer.
7. TV eller Smart-TV. En TV med ett operativsystem liknar funktionellt en dator, så närvaron av inbyggda trådlösa moduler är ett måste för det.
8. Spelkonsol. För att installera programvaran har denna gadget en trådlös Internetanslutning. Spelkonsolerna synkroniseras med enheten via Bluetooth-teknik.
9. Trådlös utrustning "Smart hem". Ett mycket komplext och mångsidigt system som styrs trådlöst. Alla sensorer och utrustningar är utrustade med specialmoduler för signalöverföring.

Med förbättringen av trådlös teknik ersätts gamla enheter ständigt av nya enheter som är funktionellt mer effektiva och praktiska. Utrustning för trådlös dataöverföring förändras och förändras snabbt.

Utsikter för användning av trådlösa nätverk

Den nuvarande trenden är att ersätta trådbundna delar av utrustning med nyare trådlösa alternativ. Detta är mycket bekvämare, inte bara på grund av enheternas rörlighet, utan också på grund av användarvänligheten.

Tillverkningen av trådlös utrustning kommer inte bara att tillåta att introducera de senaste systemen i världen av kommunikationsenheter, utan också att utrusta huset för en vanlig genomsnittlig invånare på vilken ort som helst med den senaste tekniken. För närvarande bor bara personer med hög inkomststorstadsområden.

Området för trådlös radiokommunikation forskas ständigt, vilket resulterar i innovativa teknologier som skiljer sig från sina föregångare i sin högre produktivitet, minskade energiförbrukning och praktiska användning. Resultatet av sådan forskning är uppkomsten av ny utrustning. Tillverkare är alltid intresserade av att producera produkter som uppfyller innovativ teknik.

Bättre åtkomstpunkter och kraftfulla basstationer gör det möjligt att använda ny teknik överallt i stora företag. Utrustningen kan fjärrstyras. Inom utbildningsområdet kan trådlös teknik underlätta processen för undervisning och kontroll. Vissa skolor börjar redan implementera processen med mobil utbildning. Den består av distansinlärning via videokommunikation via Internet. Dessa exempel är bara det första steget i samhällets övergång till ett nytt stadium, som kommer att byggas på basen av trådlös teknologi.

fördelar med trådlös synkronisering

Om du jämför trådbunden och trådlös dataöverföring kan du identifiera många fördelar med det senare:

• stör inte ledningar;
• hög datahastighet;
• anslutningens praktiska och hastighet;
• mobilitet för användning av utrustning;
• inget slitage eller trasig anslutning;
• Det är möjligt att använda flera alternativ för trådlös anslutning ien enhet;
• möjligheten att ansluta flera enheter samtidigt till en internetåtkomstpunkt.

Tillsammans med detta finns det några nackdelar:

• strålning från ett stort antal enheter kan påverka människors hälsa negativt;
• När olika trådlös utrustning är nära varandra, finns det risk för störningar och kommunikationsfel.

Orsakerna till den utbredda användningen av trådlösa nätverk är uppenbara. Behovet av att alltid hålla kontakten behövs av alla genomsnittliga medlemmar i det moderna samhället.

Avslutningsvis

Trådlösa teknologier har gett en möjlighet till en omfattande introduktion av telekommunikationsutrustning, som används massivt i alla länder i världen. Ständiga förbättringar och nya upptäckter inom området trådlös kommunikation ger oss en allt högre nivå av komfort, och hemförbättring med hjälp av innovativa enheter blir mer överkomliga för de flesta.