Dėka pažangos, gavome daug įrenginių ir įrenginių, kurie palengvina mūsų gyvenimą ir kurie veikia išradę naujas technologijas. Proveržis ryšių srityje buvo ne tik informacijos perdavimas belaidžiu kanalu, bet ir įvairių įrenginių sinchronizavimas, kai nėra laidinio ryšio.
Kas yra belaidis duomenų perdavimas?
Atsakymas į šį klausimą paprastas: BPD yra informacijos perdavimas iš vieno įrenginio į kitą, esantį tam tikru atstumu, be laidinio ryšio.
Balso informacijos perdavimo radijo kanalu technologija pradėta naudoti XIX amžiaus pabaigoje. Nuo to laiko atsirado daugybė radijo ryšio sistemų, kurios buvo naudojamos namų, biuro ar verslo įrangos gamyboje.
Yra keletas būdų, kaip sinchronizuoti įrenginius duomenims perduoti. Kiekvienas iš jų yra naudojamas konkrečioje srityje ir turi individualių savybių. Belaidžiai perdavimo tinklaiduomenys skiriasi savo charakteristikomis, todėl mažiausias ir didžiausias atstumas tarp įrenginių, priklausomai nuo informacijos perdavimo technologijos tipo, skirsis.
Norint sinchronizuoti įrenginius belaidžiu būdu, įdiegti specialūs adapteriai, galintys siųsti ir priimti informaciją. Čia galima kalbėti ir apie nedidelį modulį, kuris yra įmontuotas į išmanųjį telefoną, ir apie orbitą skriejantį palydovą. Imtuvas ir siųstuvas gali būti skirtingų tipų įrenginiai. Perdavimas vykdomas skirtingų dažnių ir diapazonų kanalais. Pakalbėkime išsamiau apie skirtingų belaidžio sinchronizavimo tipų įgyvendinimo specifiką.
Belaidžių kanalų klasifikacija
Priklausomai nuo perdavimo terpės pobūdžio, yra keturi belaidžio duomenų perdavimo tipai.
Mobiliojo radijo kanalai
Duomenys belaidžiu būdu perduodami iš siųstuvo į imtuvą. Siųstuvas generuoja tam tikro dažnio ir amplitudės radijo impulsą, svyravimai išspinduliuojami į erdvę. Imtuvas filtruoja ir apdoroja signalą, po kurio išgaunama reikiama informacija. Radijo bangas iš dalies sugeria atmosfera, todėl šį ryšį gali iškreipti didelė drėgmė ar lietus. Mobilusis ryšys veikia būtent radijo bangų standartų pagrindu, belaidžiai duomenų perdavimo kanalai skiriasi informacijos perdavimo greičiu ir veikimo dažnių diapazonu. Duomenų perdavimo radijo dažnių kategorija apima „Bluetooth“– belaidžio duomenų mainų tarp įrenginių technologiją. ATRusija naudoja šiuos protokolus:
- GSM. Tai pasaulinė korinio ryšio sistema. Dažnis – 900/1800 MHz, didžiausia duomenų perdavimo sparta – 270 Kb/s.
- CDMA. Šis standartas užtikrina geriausią ryšio kokybę. Darbinis dažnis – 450 MHz.
- UMTS. Jis turi dvi veikimo dažnių juostas: 1885–2012 MHz ir 2110–2200 MHz.
Palydoviniai kanalai
Šis informacijos perdavimo būdas yra naudoti palydovą, kuriame sumontuota antena su specialia įranga. Signalas ateina iš abonento į artimiausią antžeminę stotį, tada signalas nukreipiamas į palydovą. Iš ten informacija siunčiama į imtuvą, kitą antžeminę stotį. Palydovinis ryšys naudojamas televizijos ir radijo transliacijoms teikti. Palydovinį telefoną galima naudoti bet kurioje vietoje, nutolusioje nuo korinio ryšio stočių.
Infraraudonųjų spindulių kanalai
Ryšys užmezgamas tarp imtuvo ir siųstuvo, kurie yra arti vienas nuo kito. Toks belaidžio duomenų perdavimo kanalas veikia naudojant LED spinduliuotę. Ryšys gali būti abipusis arba transliuojamas.
Lazeriniai kanalai
Veikimo principas toks pat kaip ir ankstesnėje versijoje, vietoj šviesos diodų naudojamas tik lazerio spindulys. Objektai turi būti arti vienas kito.
Belaidžio perdavimo priemonės skiriasi savo specifika. Pagrindiniai skiriamieji bruožai yra diapazonas ir apimtis.
Technologijos ir standartaibelaidis duomenų perdavimas
Šiuo metu informacinės technologijos vystosi sparčiai. Dabar informaciją galima perduoti naudojant radijo bangas, infraraudonąją ar lazerio spinduliuotę. Šis informacijos mainų būdas yra daug patogesnis nei laidinis sinchronizavimo būdas. Diapazonas skirsis priklausomai nuo technologijos.
Štai keletas pavyzdžių:
- Asmeniniai tinklai (WPAN). Išorinė įranga prijungiama naudojant šiuos standartus. Naudoti belaides peles ir klaviatūras yra daug patogiau nei su laidiniais kolegomis. Belaidžio duomenų perdavimo greitis yra gana didelis. Asmeniniai tinklai leidžia įrengti išmaniųjų namų sistemas, sinchronizuoti belaidžius priedus su programėlėmis. „Bluetooth“ir „ZigBee“yra PAN technologijų pavyzdžiai.
- Vietiniai tinklai (WLAN) yra pagrįsti 802.11 produktais. „Wi-Fi“terminas dabar žinomas visiems. Iš pradžių šis pavadinimas buvo suteiktas 802.11 standartinės serijos gaminiams, o dabar šis terminas reiškia bet kurio standarto šios šeimos gaminius. WLAN tinklai gali sukurti didesnį darbo spindulį, palyginti su WPAN, taip pat padidėjo apsaugos lygis.
- Miesto masto tinklai (WMAN). Tokie tinklai veikia tuo pačiu principu kaip ir „Wi-Fi“. Šios belaidžio duomenų perdavimo sistemos išskirtinis bruožas – platesnis teritorijų spektras, prie šio tinklo gali prisijungti didesnis skaičius.imtuvai. WMAN yra ta pati Wi Max technologija, kuri užtikrina plačiajuostį ryšį.
- Platieji tinklai (WWAN) – GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Šio tipo tinklai gali veikti paketinių duomenų arba grandinės perjungimo pagrindu.
Tinklų techninių charakteristikų skirtumai lemia jų taikymo sritį. Jei atsižvelgsime į bendras belaidžių tinklų savybes, galime išskirti šias kategorijas:
- įmonių tinklai – naudojami objektams sujungti toje pačioje įmonėje;
- operatorių tinklai – yra sukurti telekomunikacijų operatorių, kad galėtų teikti paslaugas.
Jei svarstysime belaidžio duomenų perdavimo protokolus, galima išskirti šias kategorijas:
- IEEE 802.11a, b, n, g, y. Šie protokolai paprastai derinami bendru rinkodaros pavadinimu „Wi-Fi“. Protokolai skiriasi ryšio diapazonu, veikimo dažnių diapazonu ir duomenų perdavimo sparta.
- IEEE 802.15.1. Pagal standartą duomenys perduodami Bluetooth technologija.
- IEEE 802.15.4. Standartas belaidžiam sinchronizavimui naudojant ZigBee technologiją.
- IEEE 802.16. Telekomunikacijų technologijų standartas WiMax, kuris pasižymi plačiu asortimentu. „WiMax“yra funkciškai panašus į LTE technologiją.
Šiuo metu 802.11 ir 802.15.1 yra populiariausi iš visų belaidžių duomenų perdavimo protokolų. Remiantis šiais protokolais, veikia „Wi-Fi“ir „Bluetooth“technologijos.
Bluetooth
Prieigos taškas, kaip yra„Wi-Fi“gali būti bet koks įrenginys, turintis specialų valdiklį, kuris aplink save suformuoja pikonetą. Šiame pikonete gali būti keli įrenginiai, jei pageidaujama, juos galima sujungti į tiltelius duomenims perduoti.
Kai kuriuose kompiuteriuose ir nešiojamuosiuose kompiuteriuose jau yra integruotas Bluetooth valdiklis, jei šios funkcijos nėra, naudojami USB adapteriai, kurie jungiasi prie įrenginio ir suteikia galimybę perduoti duomenis belaidžiu ryšiu.
Bluetooth naudoja 2,4 GHz dažnį, o energijos suvartojimas yra kuo mažesnis. Būtent šis rodiklis leido technologijoms užimti savo nišą informacinių technologijų srityje. Mažas energijos suvartojimas yra dėl silpnos siųstuvo galios, trumpo nuotolio ir mažo duomenų perdavimo greičio. Nepaisant to, šios charakteristikos pasirodė esančios pakankamos įvairių rūšių išorinės įrangos prijungimui ir veikimui. „Bluetooth“technologija suteikė mums daug įvairių belaidžių priedų: ausinių, garsiakalbių, pelių, klaviatūrų ir kt.
Yra 3 „Bluetooth“imtuvų klasės:
- 1 klasė. Belaidžio sinchronizavimo diapazonas gali siekti 100 m. Šio tipo įrenginiai paprastai naudojami pramoniniu mastu.
- 2 klasė. Diapazonas yra 10 m. Šios klasės įrenginiai yra labiausiai paplitę. Dauguma belaidžių priedų patenka į šią kategoriją.
- 3 klasė. Diapazonas - 1 metras. Tokie imtuvai dedami į žaidimų pultus arba kai kurias ausines, kai nėra prasmės perkelti siųstuvo ir imtuvo vienas nuo kito.
Bluetooth belaidžio perdavimo sistema yra labai patogi ryšiui su įrenginiu. Lustų kaina yra gana maža, todėl įrangos aprūpinimas belaidžiu ryšiu kainos padidėjimui didelės įtakos neturi.
Wi-Fi
Kartu su „Bluetooth“, „Wi-Fi“technologija tapo vienodai paplitusi belaidžio ryšio technologijų srityje. Tačiau populiarumas ją ištiko ne iš karto. „Wi-Fi“technologija pradėta kurti devintajame dešimtmetyje, tačiau galutinė versija buvo pristatyta tik 1997 m. „Apple“nusprendė naudoti naują parinktį savo nešiojamuosiuose kompiuteriuose. Taip „iBook“pasirodė pirmosios tinklo plokštės.
Wi-Fi technologijos veikimo principas yra toks: įrenginyje yra įdėtas lustas, kuris gali užtikrinti patikimą belaidį sinchronizavimą su kitu to paties lusto. Jei yra daugiau nei du įrenginiai, turite naudoti prieigos tašką.
Wi-Fi viešosios interneto prieigos taškas yra belaidis stacionaraus maršruto parinktuvo analogas. Skirtingai nuo pastarojo, prijungimas atliekamas nedalyvaujant laidams, naudojant radijo bangas. Tai leidžia vienu metu prijungti kelis įrenginius. Nepamirškite, kad naudojant daug įrenginių duomenų perdavimo greitis gerokai sumažės. Kad apsaugotumėte savo tinklo duomenis, apsaugokite „Wi-Fi“prieigos taškusšifravimas. Neįvesus slaptažodžio nebus galima prisijungti prie tokio duomenų š altinio.
Pirmasis „Wi-Fi“technologijos standartas buvo priimtas 1997 m., tačiau jis niekada nebuvo plačiai paplitęs, nes duomenų perdavimo sparta buvo per maža. Vėliau atsirado 802, 11a ir 802, 11b standartai. Pirmasis davė 54 Mb / s perdavimo spartą, tačiau veikė 5 GHz dažniu, o tai ne visur leidžiama. Antroji parinktis leido tinklams perduoti duomenis maksimaliu 11 Mb / s greičiu, o to nepakako. Tada atsirado standartinis 802, 11g. Jis sujungė ankstesnių variantų pranašumus, užtikrindamas gana didelį greitį esant 2,4 GHz veikimo dažniui. 802, 11y standartas yra 802, 11g analogas, jis turi ilgą tinklo aprėpties atstumą (iki 5 km atviroje erdvėje).
LTE
Šis standartas šiuo metu yra perspektyviausias kartu su kitais pasauliniais tinklais. Mobilusis plačiajuostis ryšys užtikrina didžiausią belaidžių paketinių duomenų perdavimo spartą. Kalbant apie veikimo dažnių juostą, viskas yra dviprasmiška. LTE standartas yra labai lankstus, tinklai gali būti pagrįsti dažnių diapazonu nuo 1,4 iki 20 MHz.
Tinklų diapazonas priklauso nuo bazinės stoties aukščio ir gali siekti 100 km. Galimybę prisijungti prie tinklų suteikia daugybė programėlių: išmanieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai, nešiojamieji kompiuteriai, žaidimų konsolės ir kiti šį standartą palaikantys įrenginiai. Įrenginiuose turi būti integruotas LTE modulis, kuris veiktų kartu su esamais standartaisGSM ir 3G. Jei LTE ryšys nutrūksta, įrenginys persijungs į esamą prieigą prie 3G arba GSM tinklų nenutraukdamas ryšio.
Kalbant apie duomenų perdavimo spartą, galima pastebėti: palyginti su 3G tinklais, ji kelis kartus padidėjo ir pasiekė 20 Mbit/s. Įdiegus daug programėlių su LTE moduliais, užtikrinamas šios technologijos poreikis. Įrengiamos naujos bazinės stotys, kurios užtikrina greitą interneto prieigą net gyvenvietėse, esančiose nutolusiose nuo megapolių.
Panagrinėkime ketvirtosios kartos tinklų principą. Belaidžio paketinių duomenų perdavimo technologija vykdoma naudojant IP protokolą. Greitam ir stabiliam sinchronizavimui tarp bazinės stoties ir mobiliosios stoties formuojamas tiek dažnio, tiek laiko dupleksas. Dėl daugybės suporuotų dažnių juostų derinių galimas plačiajuostis abonentų ryšys.
Dėl LTE tinklų paplitimo sumažėjo mobiliojo ryšio naudojimo tarifai. Platus tinklo asortimentas leidžia operatoriams sutaupyti brangios įrangos.
Duomenų perdavimo įrenginiai
Kasdieniame gyvenime esame apsupti įrenginių, kurie veikia belaidžio duomenų perdavimo technologijų pagrindu. Be to, kiekvienas įrenginys turi keletą tam tikrų standartų veiklos modulių. Pavyzdys: klasikinis išmanusis telefonas naudoja GSM, 3G, LTE tinklus paketiniams ir balso duomenims perduoti, „Wi-Fi“– prieigai prie interneto per prieigos tašką, „Bluetooth“– įrenginiui su priedais sinchronizuoti.
Pažvelkime į populiariausius belaidžio duomenų perdavimo įrenginius, kurie yra visur:
- Wi-Fi maršruto parinktuvas. Šis įrenginys gali suteikti prieigą prie interneto keliems įrenginiams. Pats įrenginys sinchronizuojamas su interneto š altiniu laidu arba naudojant mobiliojo ryšio tinklo operatoriaus SIM kortelę.
- Išmanusis telefonas. Universalus ryšio įrankis, leidžiantis siųsti balso informaciją, trumpus tekstinius pranešimus, prisijungti prie interneto ir sinchronizuoti su belaidžiu ar laidiniu priedu.
- Planšetinis kompiuteris. Funkciškai jis gali būti identiškas išmaniajam telefonui. Išskirtinis bruožas yra didelis ekranas, dėl kurio programėlė tampa patogesnė atliekant tam tikrus darbus.
- Asmeninis kompiuteris. Pilnavertis stacionarus įrenginys su integruota operacine sistema leidžiantis dirbti interneto tinkluose, taip pat ir belaidžiuose. Belaidis duomenų perdavimas į kompiuterį iš prieigos taško paprastai atliekamas per „Wi-Fi“adapterį, jungiamą per USB jungtį.
- Užrašų knygelė. Mažesnė asmeninio kompiuterio versija. Daugumoje nešiojamųjų kompiuterių yra integruotas „Bluetooth“ir „Wi-Fi“, todėl galite sinchronizuoti, kad galėtumėte pasiekti internetą ir prijungti belaidžius priedus be papildomų USB adapterių.
- Belaidžiai priedai ir išoriniai įrenginiai. Į šią kategoriją įeina belaidžiai garsiakalbiai, ausinės, ausinės, pelės,klaviatūros ir kiti populiarūs priedai, jungiami prie įrenginių ar kompiuterių.
- TV arba Smart-TV. Televizorius su operacine sistema savo funkcionalumu primena kompiuterį, todėl jame būtina turėti įmontuotus belaidžius modulius.
- Žaidimų konsolė. Norint įdiegti programinę įrangą, ši programėlė turi belaidį interneto ryšį. Žaidimų konsolės sinchronizuojamos su įrenginiu per Bluetooth technologiją.
- Belaidė įranga „Išmanieji namai“. Labai sudėtinga ir universali sistema, valdoma belaidžiu ryšiu. Visuose jutikliuose ir įrangos dalyse yra įrengti specialūs signalų perdavimo moduliai.
Tobulėjant belaidžio ryšio technologijoms, seni įrenginiai nuolat keičiami naujais, funkciškai efektyvesniais ir praktiškesniais. Belaidžio duomenų perdavimo įranga keičiasi ir sparčiai keičiasi.
Belaidžių tinklų naudojimo perspektyvos
Dabartinė tendencija yra pakeisti laidinę įrangą naujesnėmis belaidžio ryšio galimybėmis. Tai daug patogiau ne tik dėl įrenginių mobilumo, bet ir dėl naudojimo paprastumo.
Belaidės įrangos gamyba leis ne tik pristatyti naujausias sistemas į ryšio įrenginių pasaulį, bet ir aprūpinti standartinio vidutinio bet kurios vietovės gyventojo būstą naujausiomis technologijomis. Šiuo metu gyvena tik dideles pajamas gaunantys žmonėsdidmiesčių zonos.
Belaidžio radijo ryšio sritis yra nuolat tyrinėjama, todėl sukuriamos naujoviškos technologijos, kurios nuo savo pirmtakų skiriasi didesniu našumu, mažesnėmis energijos sąnaudomis ir praktiškumu. Tokių tyrimų rezultatas – naujos įrangos atsiradimas. Gamintojai visada suinteresuoti gaminti produktus, kurie atitiktų naujoviškas technologijas.
Geresni prieigos taškai ir galingos bazinės stotys leis naujoms technologijoms naudoti visur didelėse įmonėse. Įranga gali būti valdoma nuotoliniu būdu. Švietimo srityje belaidės technologijos gali palengvinti mokymo ir kontrolės procesą. Kai kurios mokyklos jau pradeda įgyvendinti mobiliojo ugdymo procesą. Jį sudaro nuotolinis mokymasis per vaizdo ryšį internetu. Šie pavyzdžiai yra tik pradinis žingsnis visuomenei pereinant į naują etapą, kuris bus kuriamas bevielių technologijų pagrindu.
Belaidžio sinchronizavimo privalumai
Jei palyginsite laidinį ir belaidį duomenų perdavimą, pastebėsite daug pastarojo pranašumų:
- nesikiškite į laidus;
- didelė duomenų perdavimo sparta;
- praktiškumas ir ryšio greitis;
- įrangos naudojimo mobilumas;
- nesusidėvėjimo ar nutrūkusių jungčių;
- Galima naudoti kelias belaidžio ryšio parinktisvienas įrenginys;
- galimybė vienu metu prijungti kelis įrenginius prie interneto prieigos taško.
Be to, yra keletas trūkumų:
- daugelio prietaisų spinduliuotė gali neigiamai paveikti žmonių sveikatą;
- Kai įvairi belaidė įranga yra arti viena kitos, galimi trikdžiai ir ryšio gedimai.
Plačio belaidžių tinklų naudojimo priežastys yra akivaizdžios. Būtinybė visada palaikyti ryšį reikalingas bet kuriam vidutiniam šiuolaikinės visuomenės nariui.
Pabaigoje
Belaidės technologijos suteikė galimybę plačiai įdiegti telekomunikacijų įrangą, kuri masiškai naudojama visose pasaulio šalyse. Nuolatiniai tobulėjimai ir nauji atradimai belaidžio ryšio srityje suteikia mums vis didesnį komforto lygį, o namų tobulinimas naudojant naujoviškus įrenginius daugumai žmonių tampa vis labiau prieinamas.
