Vďaka pokroku sme dostali mnoho zariadení a zariadení, ktoré nám uľahčujú život a ktoré fungujú vďaka vynájdeniu nových technológií. Prelomom v oblasti komunikácií bol nielen prenos informácií cez bezdrôtový kanál, ale aj synchronizácia rôznych druhov zariadení pri absencii káblového pripojenia.
Čo je bezdrôtový prenos dát?
Odpoveď na túto otázku je jednoduchá: BPD je prenos informácií z jedného zariadenia do druhého, ktoré sú v určitej vzdialenosti, bez káblového pripojenia.
Technológia prenosu hlasových informácií cez rádiový kanál sa začala používať na konci 19. storočia. Odvtedy sa objavilo veľké množstvo rádiokomunikačných systémov, ktoré sa začali používať pri výrobe zariadení pre domácnosť, kanceláriu alebo podnikanie.
Existuje niekoľko spôsobov synchronizácie zariadení na prenos údajov. Každý z nich sa používa v určitej oblasti a má individuálne vlastnosti. Bezdrôtové prenosové sieteúdaje sa líšia svojimi charakteristikami, takže minimálna a maximálna vzdialenosť medzi zariadeniami sa bude líšiť v závislosti od typu technológie prenosu informácií.
Na bezdrôtovú synchronizáciu zariadení sú nainštalované špeciálne adaptéry, ktoré sú schopné odosielať a prijímať informácie. Tu môžeme hovoriť o malom module, ktorý je zabudovaný do smartfónu, aj o obežnej dráhe. Prijímač a vysielač môžu byť rôzne typy zariadení. Prenos sa vykonáva cez kanály rôznych frekvencií a rozsahov. Pozrime sa podrobnejšie na špecifiká implementácie rôznych typov bezdrôtovej synchronizácie.
Klasifikácia bezdrôtových kanálov
V závislosti od povahy prenosového média existujú štyri typy bezdrôtového prenosu dát.
Kanály mobilného rádia
Údaje sa prenášajú bezdrôtovo z vysielača do prijímača. Vysielač generuje rádiový impulz určitej frekvencie a amplitúdy, kmitanie je vyžarované do priestoru. Prijímač filtruje a spracováva signál, po ktorom sa extrahujú potrebné informácie. Rádiové vlny sú čiastočne absorbované atmosférou, takže táto komunikácia môže byť skreslená vysokou vlhkosťou alebo dažďom. Mobilná komunikácia funguje presne na základe štandardov rádiových vĺn, kanály bezdrôtového prenosu dát sa líšia rýchlosťou prenosu informácií a prevádzkovým frekvenčným rozsahom. Rádiofrekvenčná kategória prenosu dát zahŕňa Bluetooth, technológiu na bezdrôtovú výmenu dát medzi zariadeniami. ATRusko používa nasledujúce protokoly:
- GSM. Toto je globálny systém bunkovej komunikácie. Frekvencia – 900/1800 MHz, maximálna rýchlosť prenosu dát – 270 kb/s.
- CDMA. Tento štandard poskytuje najlepšiu kvalitu komunikácie. Prevádzková frekvencia – 450 MHz.
- UMTS. Má dve prevádzkové frekvenčné pásma: 1885-2012 MHz a 2110-2200 MHz.
Satelitné kanály
Tento spôsob prenosu informácií spočíva v použití satelitu, na ktorom je nainštalovaná anténa so špeciálnym vybavením. Signál prichádza od účastníka k najbližšej pozemnej stanici, potom je signál presmerovaný na satelit. Odtiaľ sa informácie posielajú do prijímača, ďalšej pozemnej stanice. Satelitná komunikácia sa používa na poskytovanie televízneho a rozhlasového vysielania. Satelitný telefón možno použiť na akomkoľvek mieste vzdialenom od mobilných staníc.
Infračervené kanály
Komunikácia je nadviazaná medzi prijímačom a vysielačom, ktoré sú od seba v tesnej blízkosti. Takýto kanál na bezdrôtový prenos dát funguje pomocou LED žiarenia. Komunikácia môže byť obojsmerná alebo vysielaná.
Laserové kanály
Princíp činnosti je rovnaký ako v predchádzajúcej verzii, len namiesto LED diód je použitý laserový lúč. Objekty musia byť vo vzájomnej tesnej blízkosti.
Bezdrôtové prenosové médiá sa líšia svojimi špecifikami. Hlavnými charakteristickými znakmi sú rozsah a rozsah.
Technológie a štandardybezdrôtový prenos dát
Informačné technológie sa v súčasnosti vyvíjajú rýchlym tempom. Teraz je možné prenášať informácie pomocou rádiových vĺn, infračerveného alebo laserového žiarenia. Tento spôsob výmeny informácií je oveľa pohodlnejší ako káblový typ synchronizácie. Rozsah sa bude líšiť v závislosti od technológie.
Tu je niekoľko príkladov:
- Personal Area Networks (WPAN). Pomocou týchto štandardov sa pripájajú periférne zariadenia. Používanie bezdrôtových myší a klávesníc je oveľa pohodlnejšie ako káblové náprotivky. Rýchlosť bezdrôtového prenosu dát je pomerne vysoká. Osobné siete vám umožňujú vybaviť inteligentné domáce systémy, synchronizovať bezdrôtové príslušenstvo s miniaplikáciami. Bluetooth a ZigBee sú príklady technológií PAN.
- Lokálne siete (WLAN) sú založené na produktoch 802.11. Pojem Wi-Fi už pozná každý. Tento názov bol pôvodne daný produktom štandardnej série 802.11 a teraz tento termín označuje produkty akéhokoľvek štandardu z tejto rodiny. Siete WLAN sú schopné vytvoriť väčší pracovný rádius v porovnaní s WPAN a úroveň ochrany sa tiež zvýšila.
- Urban scale networks (WMAN). Takéto siete fungujú na rovnakom princípe ako Wi-Fi. Charakteristickým znakom tohto systému bezdrôtového prenosu dát je širší rozsah území, do tejto siete sa môže pripojiť väčší počet.prijímačov. WMAN je rovnaká technológia Wi Max, ktorá poskytuje širokopásmové pripojenie.
- Wide Area Networks (WWAN) – GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Siete tohto typu môžu fungovať na základe paketových dát alebo prepínania okruhov.
Rozdiely v technických charakteristikách sietí určujú rozsah ich použitia. Ak vezmeme do úvahy všeobecné vlastnosti bezdrôtových sietí, potom môžeme rozlíšiť tieto kategórie:
- firemné siete – používajú sa na prepojenie objektov v rámci tej istej spoločnosti;
- siete operátorov – vytvárajú ich telekomunikační operátori na poskytovanie služieb.
Ak vezmeme do úvahy protokoly bezdrôtového prenosu dát, potom možno rozlíšiť tieto kategórie:
- IEEE 802.11a, b, n, g, y. Tieto protokoly sa zvyčajne kombinujú pod spoločným marketingovým názvom Wi-Fi. Protokoly sa líšia v rozsahu komunikácie, rozsahu prevádzkovej frekvencie a rýchlosti prenosu dát.
- IEEE 802.15.1. V rámci štandardu sa dáta prenášajú prostredníctvom technológie Bluetooth.
- IEEE 802.15.4. Štandard pre bezdrôtovú synchronizáciu pomocou technológie ZigBee.
- IEEE 802.16. Telekomunikačná technológia štandardu WiMax, ktorá sa vyznačuje širokým rozsahom. WiMax je funkčne podobný technológii LTE.
V súčasnosti sú 802.11 a 802.15.1 najobľúbenejšie zo všetkých protokolov bezdrôtového prenosu dát. Na základe týchto protokolov fungujú technológie Wi-Fi a Bluetooth.
Bluetooth
Prístupový bod, ako v prípadeWi-Fi môže byť akékoľvek zariadenie vybavené špeciálnym ovládačom, ktorý okolo seba vytvára pikonetu. Tento pikonet môže obsahovať niekoľko zariadení, ak je to potrebné, môžu byť kombinované do mostov na prenos dát.
Niektoré počítače a notebooky už majú vstavaný ovládač Bluetooth. Ak táto funkcia nie je dostupná, použijú sa USB adaptéry, ktoré sa pripájajú k zariadeniu a umožňujú mu bezdrôtovo prenášať dáta.
Bluetooth používa frekvenciu 2,4 GHz, pričom spotreba energie je čo najnižšia. Práve tento ukazovateľ umožnil technológii obsadiť svoje miesto v oblasti informačných technológií. Nízka spotreba energie je spôsobená slabým výkonom vysielača, krátkym dosahom a nízkou dátovou rýchlosťou. Napriek tomu sa tieto vlastnosti ukázali ako dostatočné na pripojenie a prevádzku rôznych druhov periférnych zariadení. Technológia Bluetooth nám poskytla širokú škálu bezdrôtového príslušenstva: slúchadlá, reproduktory, myši, klávesnice a ďalšie.
Existujú 3 triedy Bluetooth prijímačov:
- 1. stupeň. Dosah bezdrôtovej synchronizácie môže dosiahnuť 100 m. Zariadenia tohto typu sa používajú spravidla v priemyselnom meradle.
- 2. trieda. Dosah je 10 m. Zariadenia tejto triedy sú najbežnejšie. Väčšina bezdrôtového príslušenstva patrí do tejto kategórie.
- 3. ročník. Rozsah - 1 meter. Takéto prijímače sa umiestňujú do herných konzol alebo do niektorých náhlavných súprav, keď nemá zmysel oddeľovať vysielač a prijímač.
Bluetooth bezdrôtový prenosový systém je veľmi vhodný na komunikáciu so zariadením. Náklady na čipy sú pomerne nízke, takže vybavenie zariadenia bezdrôtovým pripojením nemá veľký vplyv na zvýšenie ceny.
Wi-Fi
Spolu s Bluetooth sa technológia Wi-Fi stala rovnako všadeprítomnou v oblasti bezdrôtových komunikačných technológií. Popularita k nej však neprišla okamžite. Vývoj technológie Wi-Fi sa začal v 80-tych rokoch, no finálna verzia bola predstavená až v roku 1997. Apple sa rozhodol novú možnosť využiť na svojich notebookoch. Takto sa v iBooku objavili prvé sieťové karty.
Princíp fungovania technológie Wi-Fi je nasledovný: v zariadení je zabudovaný čip, ktorý dokáže zabezpečiť spoľahlivú bezdrôtovú synchronizáciu s iným rovnakým čipom. Ak máte viac ako dve zariadenia, musíte použiť prístupový bod.
Wi-Fi hotspot je bezdrôtový analóg stacionárneho smerovača. Na rozdiel od druhého sa spojenie vykonáva bez účasti drôtov pomocou rádiových vĺn. Vďaka tomu je možné pripojiť niekoľko zariadení naraz. Nezabudnite, že pri použití veľkého počtu zariadení sa rýchlosť prenosu dát výrazne zníži. Na ochranu údajov v sieti zabezpečte prístupové body Wi-Fišifrovanie. K takémuto zdroju údajov sa nebude možné pripojiť bez zadania hesla.
Prvý štandard pre technológiu Wi-Fi bol prijatý v roku 1997, ale nikdy sa nerozšíril, pretože rýchlosť prenosu dát bola príliš nízka. Neskôr prišli štandardy 802, 11a a 802, 11b. Prvý dával prenosovú rýchlosť 54 Mb/s, no pracoval na frekvencii 5 GHz, čo nie je všade povolené. Druhá možnosť umožňovala sieťam prenášať dáta maximálnou rýchlosťou 11 Mb/s, čo však nestačilo. Potom prišla štandardná 802, 11g. Skombinoval výhody predchádzajúcich možností a poskytol pomerne vysokú rýchlosť pri pracovnej frekvencii 2,4 GHz. Štandard 802, 11y je analógom 802, 11g, má veľkú vzdialenosť pokrytia siete (až 5 km v otvorenom priestore).
LTE
Tento štandard je v súčasnosti najsľubnejší spolu s ostatnými globálnymi sieťami. Mobilné širokopásmové pripojenie poskytuje najvyššiu rýchlosť paketových dát. Pokiaľ ide o prevádzkové frekvenčné pásmo, všetko je nejednoznačné. Štandard LTE je veľmi flexibilný, siete môžu byť založené vo frekvenčnom rozsahu od 1,4 do 20 MHz.
Dosah sietí závisí od výšky základňovej stanice a môže dosiahnuť 100 km. Možnosť pripojenia k sieťam poskytuje veľké množstvo miniaplikácií: smartfóny, tablety, notebooky, herné konzoly a ďalšie zariadenia, ktoré podporujú tento štandard. Zariadenia musia mať integrovaný LTE modul, ktorý funguje v spojení s existujúcimi štandardmiGSM a 3G. Ak dôjde k prerušeniu pripojenia LTE, zariadenie sa prepne na existujúci prístup k sieťam 3G alebo GSM bez prerušenia pripojenia.
Pokiaľ ide o rýchlosť prenosu dát, je možné poznamenať nasledovné: v porovnaní so sieťami 3G sa niekoľkonásobne zvýšila a dosiahla 20 Mbit / s. Uvedenie veľkého množstva gadgetov vybavených modulmi LTE zabezpečuje dopyt po tejto technológii. Inštalujú sa nové základňové stanice, ktoré poskytujú vysokorýchlostný prístup k internetu aj do osád vzdialených od megamiest.
Uvažujme o princípe sietí štvrtej generácie. Technológia bezdrôtového paketového prenosu dát je realizovaná pomocou IP protokolu. Pre rýchlu a stabilnú synchronizáciu medzi základňovou stanicou a mobilnou stanicou je vytvorený frekvenčný aj časový duplex. Vzhľadom na veľké množstvo kombinácií spárovaných frekvenčných pásiem je možné širokopásmové pripojenie účastníkov.
Rozšírenie LTE sietí znížilo tarify za používanie mobilnej komunikácie. Široký rozsah siete umožňuje operátorom ušetriť na drahom zariadení.
Zariadenia na dátovú komunikáciu
V našom každodennom živote sme obklopení zariadeniami, ktoré fungujú na báze technológií bezdrôtového prenosu dát. Okrem toho má každé zariadenie niekoľko modulov aktivít určitých štandardov. Príklad: klasický smartfón využíva siete GSM, 3G, LTE na prenos paketových a hlasových dát, Wi-Fi na prístup k internetu cez prístupový bod, Bluetooth na synchronizáciu zariadenia s príslušenstvom.
Pozrime sa na najobľúbenejšie zariadenia na bezdrôtový prenos dát, ktoré sú všadeprítomné:
- Wi-Fi router. Toto zariadenie je schopné poskytnúť prístup na internet viacerým zariadeniam. Samotné zariadenie je synchronizované s internetovým zdrojom drôtom alebo pomocou SIM karty od mobilného operátora.
- Smartfón. Univerzálny komunikačný nástroj, ktorý vám umožňuje odosielať hlasové informácie, posielať krátke textové správy, pristupovať na internet a synchronizovať s bezdrôtovým alebo káblovým príslušenstvom.
- Tabletový počítač. Funkčne môže byť identický so smartfónom. Charakteristickým prvkom je veľká obrazovka, vďaka ktorej sa používanie gadgetu stáva pohodlnejším pre určité typy práce.
- Osobný počítač. Plnohodnotné stacionárne zariadenie s integrovaným operačným systémom, ktoré umožňuje prácu v internetových sieťach vrátane bezdrôtových. Bezdrôtový prenos údajov do počítača z prístupového bodu sa zvyčajne vykonáva prostredníctvom adaptéra Wi-Fi, ktorý sa pripája cez konektor USB.
- Zápisník. Menšia verzia osobného počítača. Väčšina notebookov má vstavaný Bluetooth a Wi-Fi, čo vám umožňuje synchronizovať prístup na internet a pripojiť bezdrôtové príslušenstvo bez ďalších adaptérov USB.
- Bezdrôtové príslušenstvo a periférie. Táto kategória zahŕňa bezdrôtové reproduktory, slúchadlá, náhlavné súpravy, myši,klávesnice a ďalšie obľúbené príslušenstvo, ktoré sa pripája k zariadeniam alebo počítačom.
- TV alebo Smart-TV. Televízor s operačným systémom funkčne pripomína počítač, takže prítomnosť vstavaných bezdrôtových modulov je preň nevyhnutnosťou.
- Herná konzola. Na inštaláciu softvéru má tento modul gadget bezdrôtové internetové pripojenie. Herné konzoly sú synchronizované so zariadením prostredníctvom technológie Bluetooth.
- Bezdrôtové zariadenie „Smart home“. Veľmi zložitý a všestranný systém, ktorý je ovládaný bezdrôtovo. Všetky snímače a časti vybavenia sú vybavené špeciálnymi modulmi na prenos signálu.
S vylepšovaním bezdrôtovej technológie sa staré zariadenia neustále nahrádzajú novými zariadeniami, ktoré sú funkčne efektívnejšie a praktickejšie. Zariadenia na bezdrôtový prenos dát sa rýchlo menia a menia.
Vyhliadky na používanie bezdrôtových sietí
Súčasným trendom je nahrádzať káblové zariadenia novšími bezdrôtovými možnosťami. Je to oveľa pohodlnejšie nielen z dôvodu mobility zariadení, ale aj z hľadiska jednoduchosti použitia.
Výroba bezdrôtových zariadení umožní nielen uviesť najnovšie systémy do sveta komunikačných zariadení, ale aj vybaviť bývanie bežného priemerného obyvateľa akejkoľvek lokality najmodernejšou technológiou. V súčasnosti tu žijú len ľudia s vysokým príjmommetropolitné oblasti.
Oblasť bezdrôtovej rádiovej komunikácie je neustále skúmaná, výsledkom čoho sú inovatívne technológie, ktoré sa líšia od svojich predchodcov vo vyššej produktivite, zníženej spotrebe energie a praktickosti použitia. Výsledkom takéhoto výskumu je vznik nového zariadenia. Výrobcovia majú vždy záujem vyrábať produkty, ktoré budú spĺňať inovatívne technológie.
Lepšie prístupové body a výkonné základňové stanice umožnia použitie nových technológií všade vo veľkých podnikoch. Zariadenie je možné ovládať na diaľku. V oblasti vzdelávania môžu bezdrôtové technológie uľahčiť proces výučby a kontroly. Niektoré školy už začínajú implementovať proces mobilného vzdelávania. Spočíva vo vzdelávaní na diaľku prostredníctvom videokomunikácie cez internet. Tieto príklady sú len prvým krokom v prechode spoločnosti do novej etapy, ktorá bude postavená na báze bezdrôtových technológií.
Výhody bezdrôtovej synchronizácie
Ak porovnáte káblový a bezdrôtový prenos dát, môžete identifikovať mnohé výhody toho druhého:
- nezasahujte do káblov;
- vysoká dátová rýchlosť;
- praktickosť a rýchlosť pripojenia;
- mobilita používania vybavenia;
- žiadne opotrebovanie alebo prerušené spojenie;
- Je možné použiť niekoľko možností bezdrôtového pripojenia vjedno zariadenie;
- možnosť pripojiť niekoľko zariadení naraz k internetovému prístupovému bodu.
Súčasne s tým existujú určité nevýhody:
- žiarenie z veľkého počtu zariadení môže nepriaznivo ovplyvniť ľudské zdravie;
- Keď sú rôzne bezdrôtové zariadenia blízko seba, existuje možnosť rušenia a zlyhania komunikácie.
Dôvody rozšíreného používania bezdrôtových sietí sú zrejmé. Potrebu byť vždy v kontakte potrebuje každý priemerný člen modernej spoločnosti.
Na záver
Bezdrôtové technológie poskytli príležitosť na rozsiahle zavedenie telekomunikačných zariadení, ktoré sú masívne používané vo všetkých krajinách sveta. Neustále zlepšovanie a nové objavy v oblasti bezdrôtovej komunikácie nám poskytujú stále vyššiu úroveň pohodlia a zlepšovanie domácnosti pomocou inovatívnych zariadení je pre väčšinu ľudí dostupnejšie.
