Bežični prijenos podataka: vrste, tehnologija i uređaji

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 05:28

Zahvaljujući napretku, dobili smo mnogo uređaja i uređaja koji nam olakšavaju život, a koji funkcioniraju kroz pronalazak novih tehnologija. Proboj u području komunikacija nije bio samo prijenos informacija putem bežičnog kanala, već i sinkronizacija raznih vrsta uređaja u nedostatku žične veze.

Što je bežični prijenos podataka?

Odgovor na ovo pitanje je jednostavan: BPD je prijenos informacija s jednog uređaja na drugi, koji su na određenoj udaljenosti, bez žične veze.

Tehnologija prijenosa glasovnih informacija preko radijskog kanala počela se koristiti krajem 19. stoljeća. Od tada se pojavio veliki broj radiokomunikacijskih sustava koji se koriste u proizvodnji opreme za dom, ured ili posao.

Postoji nekoliko načina za sinkronizaciju uređaja za prijenos podataka. Svaki od njih se koristi u određenom području i ima pojedinačna svojstva. Mreže bežičnog prijenosapodaci se razlikuju po svojim karakteristikama, pa će minimalna i maksimalna udaljenost između uređaja, ovisno o vrsti tehnologije prijenosa informacija, biti različita.

Za sinkronizaciju uređaja putem zraka instalirani su posebni adapteri koji mogu slati i primati informacije. Ovdje možemo govoriti i o malom modulu koji je ugrađen u pametni telefon, i o satelitu u orbiti. Prijemnik i odašiljač mogu biti različite vrste uređaja. Prijenos se odvija kroz kanale različitih frekvencija i raspona. Zaustavimo se detaljnije na specifičnostima implementacije različitih vrsta bežične sinkronizacije.

Klasifikacija bežičnih kanala

Ovisno o prirodi prijenosnog medija, postoje četiri vrste bežičnog prijenosa podataka.

Mobilni radio kanali

Podaci se bežično prenose od odašiljača do prijemnika. Odašiljač generira radio puls određene frekvencije i amplitude, oscilacija se zrači u svemir. Prijemnik filtrira i obrađuje signal, nakon čega se izvlače potrebne informacije. Atmosfera djelomično apsorbira radio valove, pa ova komunikacija može biti poremećena zbog visoke vlažnosti ili kiše. Mobilna komunikacija funkcionira upravo na temelju radiovalnih standarda, kanali bežičnog prijenosa podataka razlikuju se po brzini prijenosa informacija i radnom frekvencijskom rasponu. Radiofrekvencijska kategorija prijenosa podataka uključuje Bluetooth, tehnologiju za bežičnu razmjenu podataka između uređaja. NARusija koristi sljedeće protokole:

• GSM. Ovo je globalni sustav mobilne komunikacije. Frekvencija - 900/1800 MHz, maksimalna brzina prijenosa podataka - 270 Kbps.
• CDMA. Ovaj standard pruža najbolju kvalitetu komunikacije. Radna frekvencija - 450 MHz.
• UMTS. Ima dva radna frekvencijska pojasa: 1885-2012 MHz i 2110-2200 MHz.

Satelitski kanali

Ova metoda prijenosa informacija je korištenje satelita na kojem je ugrađena antena s posebnom opremom. Signal dolazi od pretplatnika do najbliže zemaljske stanice, a zatim se signal preusmjerava na satelit. Odatle se informacija šalje prijemniku, drugoj zemaljskoj stanici. Satelitske komunikacije koriste se za pružanje televizijskog i radijskog emitiranja. Satelitski telefon se može koristiti na bilo kojem mjestu udaljenom od mobilnih stanica.

Infracrveni kanali

Komunikacija se uspostavlja između prijamnika i odašiljača, koji su međusobno blizu. Takav kanal za bežični prijenos podataka radi pomoću LED zračenja. Komunikacija može biti dvosmjerna ili emitirana.

Laserski kanali

Princip rada je isti kao u prethodnoj verziji, samo se koristi laserska zraka umjesto LED dioda. Objekti moraju biti u neposrednoj blizini jedan drugom.

Mediji za bežični prijenos razlikuju se po svojim specifičnostima. Glavne razlikovne značajke su raspon i opseg.

Tehnologije i standardibežični prijenos podataka

Informacijska tehnologija trenutno se razvija velikom brzinom. Sada je moguće prenijeti informacije pomoću radio valova, infracrvenog ili laserskog zračenja. Ova metoda razmjene informacija mnogo je prikladnija od žične sinkronizacije. Raspon će se razlikovati ovisno o tehnologiji.

Evo nekoliko primjera:

• Personal Area Networks (WPAN). Pomoću ovih standarda povezuje se periferna oprema. Korištenje bežičnih miševa i tipkovnica mnogo je praktičnije od žičanih. Brzina bežičnog prijenosa podataka je prilično visoka. Osobne mreže omogućuju opremanje pametnih kućnih sustava, sinkronizaciju bežičnih dodataka s gadgetima. Bluetooth i ZigBee primjeri su PAN tehnologija.
• Lokalne mreže (WLAN) temelje se na 802.11 proizvodima. Pojam Wi-Fi sada je svima poznat. Ovaj naziv izvorno su dobili proizvodi standardne serije 802.11, a sada se ovaj izraz odnosi na proizvode bilo kojeg standarda iz ove obitelji. WLAN mreže mogu stvoriti veći radni radijus u odnosu na WPAN, a razina zaštite je također povećana.
• Urbane mreže (WMAN). Takve mreže rade na istom principu kao i Wi-Fi. Posebnost ovog sustava bežičnog prijenosa podataka je širi raspon teritorija, veći broj se može spojiti na ovu mrežu.prijemnici. WMAN je ista Wi Max tehnologija koja pruža širokopojasnu povezanost.
• Wide Area Networks (WWAN) - GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Mreže ovog tipa mogu raditi na temelju paketnih podataka ili komutacije krugova.

Razlike u tehničkim karakteristikama mreža određuju opseg njihove primjene. Ako uzmemo u obzir opća svojstva bežičnih mreža, možemo razlikovati sljedeće kategorije:

• korporativne mreže - koriste se za povezivanje objekata unutar iste tvrtke;
• mreže operatera - stvaraju ih telekom operateri za pružanje usluga.

Ako uzmemo u obzir protokole bežičnog prijenosa podataka, tada se mogu razlikovati sljedeće kategorije:

1. IEEE 802.11a, b, n, g, y. Ti se protokoli obično kombiniraju pod zajedničkim marketinškim nazivom Wi-Fi. Protokoli se razlikuju po komunikacijskom rasponu, radnom frekvencijskom rasponu i brzini prijenosa podataka.
2. IEEE 802.15.1. U okviru standarda, podaci se prenose putem Bluetooth tehnologije.
3. IEEE 802.15.4. Standardno za bežičnu sinkronizaciju putem ZigBee tehnologije.
4. IEEE 802.16. Telekomunikacijska tehnologija standard WiMax, koji se odlikuje širokim rasponom. WiMax je funkcionalno sličan LTE tehnologiji.

Trenutno su 802.11 i 802.15.1 najpopularniji od svih protokola za bežični prijenos podataka. Na temelju ovih protokola rade Wi-Fi i Bluetooth tehnologije.

Bluetooth

Pristupna točka, kao što je slučaj saWi-Fi može biti bilo koji uređaj opremljen posebnim kontrolerom koji oko sebe tvori pikonet. Ovaj pikonet može uključivati nekoliko uređaja, po želji se mogu kombinirati u mostove za prijenos podataka.

Neka računala i prijenosna računala već imaju ugrađeni Bluetooth kontroler, ako ova funkcija nije dostupna, tada se koriste USB adapteri koji se povezuju s uređajem i daju mu mogućnost bežičnog prijenosa podataka.

Bluetooth koristi frekvenciju od 2,4 GHz, dok je potrošnja energije što niža. Upravo je ovaj pokazatelj omogućio tehnologiji da zauzme svoju nišu u području informacijske tehnologije. Mala potrošnja energije posljedica je slabe snage odašiljača, kratkog dometa i niske brzine prijenosa podataka. Unatoč tome, ove karakteristike su se pokazale dovoljnima za povezivanje i rad raznih vrsta periferne opreme. Bluetooth tehnologija nam je dala širok izbor bežičnih dodataka: slušalice, zvučnike, miševe, tipkovnice i još mnogo toga.

Postoje 3 klase Bluetooth prijemnika:

• 1. razred. Domet bežične sinkronizacije može doseći 100 m. Uređaji ove vrste koriste se u pravilu u industrijskim razmjerima.
• 2. razred. Domet je 10 m. Najčešći su uređaji ove klase. Većina bežičnih dodataka spada u ovu kategoriju.
• 3. razred. Domet - 1 metar. Takvi se prijemnici postavljaju u igraće konzole ili u neke slušalice kada nema smisla odvajati odašiljač i prijemnik.

Bluetooth bežični prijenosni sustav vrlo je prikladan za komunikaciju uređaja. Cijena čipova je prilično niska, tako da opremanje opreme bežičnom vezom ne utječe mnogo na povećanje cijene.

Wi-Fi

Zajedno s Bluetoothom, Wi-Fi tehnologija je postala jednako sveprisutna u području bežičnih komunikacijskih tehnologija. Međutim, popularnost joj nije došla odmah. Razvoj Wi-Fi tehnologije započeo je 80-ih godina, ali konačna verzija predstavljena je tek 1997. godine. Apple je odlučio koristiti novu opciju na svojim prijenosnim računalima. Ovako su se prve mrežne kartice pojavile u iBooku.

Princip rada Wi-Fi tehnologije je sljedeći: u uređaj je ugrađen čip koji može osigurati pouzdanu bežičnu sinkronizaciju s drugim istim čipom. Ako postoji više od dva uređaja, tada morate koristiti pristupnu točku.

Wi-Fi pristupna točka je bežični analog stacionarnog usmjerivača. Za razliku od potonjeg, veza se provodi bez sudjelovanja žica, pomoću radio valova. To omogućuje povezivanje nekoliko uređaja odjednom. Ne zaboravite da će se pri korištenju velikog broja uređaja brzina prijenosa podataka značajno smanjiti. Za zaštitu vaših mrežnih podataka, Wi-Fi pristupne točke su sigurnešifriranje. Neće se biti moguće povezati s takvim izvorom podataka bez unosa lozinke.

Prvi standard za Wi-Fi tehnologiju usvojen je 1997. godine, ali nikada nije dobio veliku raširenost jer je brzina prijenosa podataka bila preniska. Kasnije su došli standardi 802, 11a i 802, 11b. Prvi je dao brzinu prijenosa od 54 Mb / s, ali je radio na frekvenciji od 5 GHz, što nije svugdje dopušteno. Druga opcija omogućila je mrežama prijenos podataka maksimalnom brzinom od 11 Mb/s, što nije bilo dovoljno. Zatim je došao standardni 802, 11g. Kombinirao je prednosti prethodnih opcija, pružajući prilično veliku brzinu na radnoj frekvenciji od 2,4 GHz. Standard 802, 11y analogan je standardu 802, 11g, ima veliku udaljenost pokrivenosti mrežom (do 5 km na otvorenom prostoru).

LTE

Ovaj standard trenutno najviše obećava zajedno s drugim globalnim mrežama. Mobilna širokopojasna mreža pruža najveću brzinu bežičnog paketnog prijenosa podataka. Što se tiče radnog frekvencijskog pojasa, sve je dvosmisleno. LTE standard je vrlo fleksibilan, mreže se mogu temeljiti u frekvencijskom rasponu od 1,4 do 20 MHz.

Raspon mreža ovisi o visini bazne stanice i može doseći 100 km. Mogućnost povezivanja s mrežama pruža veliki broj gadgeta: pametni telefoni, tableti, prijenosna računala, igraće konzole i drugi uređaji koji podržavaju ovaj standard. Uređaji moraju imati integrirani LTE modul koji radi u sprezi s postojećim standardimaGSM i 3G. Ako je LTE veza prekinuta, uređaj će se prebaciti na postojeći pristup 3G ili GSM mrežama bez prekida veze.

Što se tiče brzine prijenosa podataka, može se primijetiti sljedeće: u usporedbi s 3G mrežama, ona se povećala nekoliko puta i dosegla 20 Mbit/s. Uvođenje velikog broja gadgeta opremljenih LTE modulima osigurava potražnju za ovom tehnologijom. Instaliraju se nove bazne stanice koje omogućuju brzi pristup internetu čak i naseljima udaljenim od megagradova.

Razmotrimo princip mreže četvrte generacije. Tehnologija bežičnog prijenosa paketnih podataka provodi se putem IP protokola. Za brzu i stabilnu sinkronizaciju između bazne stanice i mobilne stanice formiraju se i frekvencijski i vremenski dupleks. Zbog velikog broja kombinacija uparenih frekvencijskih pojasa, moguće je širokopojasno povezivanje pretplatnika.

Širenje LTE mreža smanjilo je tarife za korištenje mobilnih komunikacija. Širok raspon mreže omogućuje operaterima uštedu na skupoj opremi.

Uređaji za podatkovnu komunikaciju

U svakodnevnom životu okruženi smo uređajima koji rade na temelju tehnologija bežičnog prijenosa podataka. Štoviše, svaki uređaj ima nekoliko modula aktivnosti određenih standarda. Primjer: klasični pametni telefon koristi GSM, 3G, LTE mreže za prijenos paketnih i glasovnih podataka, Wi-Fi za pristup internetu putem pristupne točke, Bluetooth za sinkronizaciju uređaja s dodacima.

Pogledajmo najpopularnije uređaje za bežični prijenos podataka koji su sveprisutni:

1. Wi-Fi usmjerivač. Ovaj uređaj može omogućiti pristup internetu za nekoliko uređaja. Sam uređaj je sinkroniziran s internetskim izvorom putem žice ili pomoću SIM kartice operatera mobilne mreže.
2. Pametni telefon. Univerzalni komunikacijski alat koji vam omogućuje slanje glasovnih informacija, slanje kratkih tekstualnih poruka, pristup internetu i sinkronizaciju s bežičnim ili žičanim dodacima.
3. Tablet računalo. Funkcionalno može biti identičan pametnom telefonu. Posebnost je veliki zaslon, zahvaljujući kojem korištenje gadgeta postaje ugodnije za određene vrste posla.
4. Osobno računalo. Punopravni stacionarni uređaj s integriranim operativnim sustavom koji vam omogućuje rad u internetskim mrežama, uključujući bežične. Bežični prijenos podataka na računalo s pristupne točke obično se provodi putem Wi-Fi adaptera koji se povezuje preko USB konektora.
5. Bilježnica. Manja verzija osobnog računala. Većina prijenosnih računala ima ugrađeni Bluetooth i Wi-Fi, što vam omogućuje sinkronizaciju za pristup internetu i povezivanje bežičnih dodataka bez dodatnih USB adaptera.
6. Bežični dodaci i periferni uređaji. Ova kategorija uključuje bežične zvučnike, slušalice, slušalice, miševe,tipkovnice i drugi popularni dodaci koji se povezuju s uređajima ili računalima.
7. TV ili Smart-TV. Televizor s operativnim sustavom funkcionalno podsjeća na računalo, pa je prisutnost ugrađenih bežičnih modula neophodna za njega.
8. Konzola za igru. Za instaliranje softvera ovaj gadget ima bežičnu internetsku vezu. Igraće konzole sinkronizirane su s uređajem putem Bluetooth tehnologije.
9. Bežična oprema "Pametna kuća". Vrlo složen i svestran sustav kojim se upravlja bežično. Svi senzori i dijelovi opreme opremljeni su posebnim modulima za prijenos signala.

Unaprjeđenjem bežične tehnologije, stari uređaji se stalno zamjenjuju novim uređajima koji su funkcionalno učinkovitiji i praktičniji. Oprema za bežični prijenos podataka se brzo mijenja i mijenja.

Izgledi za korištenje bežičnih mreža

Trenutačni trend je zamjena žičanih dijelova opreme novijim bežičnim opcijama. Ovo je mnogo praktičnije ne samo zbog mobilnosti uređaja, već i u smislu jednostavnosti korištenja.

Proizvodnja bežične opreme omogućit će ne samo uvođenje najnovijih sustava u svijet komunikacijskih uređaja, već i opremanje kućišta standardnog prosječnog stanovnika bilo kojeg mjesta najnovijom tehnologijom. Trenutno u njima žive samo ljudi s visokim primanjimagradska područja.

Područje bežičnih radio komunikacija se stalno istražuje, što rezultira inovativnim tehnologijama koje se od svojih prethodnika razlikuju po većoj produktivnosti, smanjenoj potrošnji energije i praktičnosti korištenja. Rezultat takvih istraživanja je pojava nove opreme. Proizvođači su uvijek zainteresirani za proizvodnju proizvoda koji će zadovoljiti inovativne tehnologije.

Bolje pristupne točke i moćne bazne stanice omogućit će korištenje novih tehnologija posvuda u velikim poduzećima. Oprema se može kontrolirati daljinski. U području obrazovanja bežične tehnologije mogu olakšati proces poučavanja i kontrole. Neke škole već počinju provoditi proces mobilnog obrazovanja. Sastoji se od učenja na daljinu putem video komunikacije putem interneta. Ovi primjeri su samo početni korak u tranziciji društva u novu fazu, koja će se graditi na temelju bežičnih tehnologija.

Prednosti bežične sinkronizacije

Ako usporedite žičani i bežični prijenos podataka, možete identificirati mnoge prednosti potonjeg:

• ne ometajte žice;
• visoka brzina prijenosa podataka;
• praktičnost i brzina veze;
• pokretljivost upotrebe opreme;
• bez istrošenosti ili prekida veze;
• Moguće je koristiti nekoliko opcija za bežično povezivanjejedan uređaj;
• mogućnost povezivanja nekoliko uređaja odjednom na internetsku pristupnu točku.

Uz ovo, postoje i neki nedostaci:

• zračenje velikog broja uređaja može štetno utjecati na zdravlje ljudi;
• Kada su različite bežične opreme blizu jedna drugoj, postoji mogućnost smetnji i kvarova u komunikaciji.

Razlozi za raširenu upotrebu bežičnih mreža su očigledni. Potreba da uvijek ostane u kontaktu potrebna je svakom prosječnom članu modernog društva.

Na kraju

Bežične tehnologije pružile su priliku za široko uvođenje telekomunikacijske opreme koja se masovno koristi u svim zemljama svijeta. Stalna poboljšanja i nova otkrića na području bežičnih komunikacija daju nam sve veću razinu udobnosti, a uređenje doma uz pomoć inovativnih uređaja većini ljudi postaje pristupačnije.