Pateicoties progresam, esam saņēmuši daudzas ierīces un ierīces, kas atvieglo mūsu dzīvi un kuras darbojas, izgudrojot jaunas tehnoloģijas. Izrāviens sakaru jomā bija ne tikai informācijas pārraide pa bezvadu kanālu, bet arī dažāda veida ierīču sinhronizācija, ja nav vadu savienojuma.
Kas ir bezvadu datu pārraide?
Atbilde uz šo jautājumu ir vienkārša: BPD ir informācijas pārsūtīšana no vienas ierīces uz citu, kas atrodas noteiktā attālumā, bez vadu savienojuma.
Tehnoloģiju balss informācijas pārraidīšanai pa radio kanālu sāka izmantot 19. gadsimta beigās. Kopš tā laika ir parādījies liels skaits radiosakaru sistēmu, kuras tiek izmantotas mājai, birojam vai uzņēmumam paredzētu iekārtu ražošanā.
Ir vairāki veidi, kā sinhronizēt ierīces datu pārsūtīšanai. Katrs no tiem tiek izmantots noteiktā jomā, un tam ir individuālas īpašības. Bezvadu pārraides tīklidati atšķiras pēc to īpašībām, tāpēc minimālais un maksimālais attālums starp ierīcēm atkarībā no informācijas pārraides tehnoloģijas veida būs atšķirīgs.
Lai sinhronizētu ierīces pa gaisu, ir uzstādīti īpaši adapteri, kas spēj nosūtīt un saņemt informāciju. Šeit var runāt gan par nelielu moduli, kas ir iebūvēts viedtālrunī, gan par orbītā riņķojošu satelītu. Uztvērējs un raidītājs var būt dažāda veida ierīces. Pārraide tiek veikta pa dažādu frekvenču un diapazonu kanāliem. Pakavēsimies sīkāk pie dažādu bezvadu sinhronizācijas veidu ieviešanas specifikas.
Bezvadu kanālu klasifikācija
Atkarībā no pārraides vides veida ir četri bezvadu datu pārraides veidi.
Mobilā radio kanāli
Dati tiek pārraidīti bezvadu režīmā no raidītāja uz uztvērēju. Raidītājs ģenerē noteiktas frekvences un amplitūdas radio impulsu, svārstības izstaro kosmosā. Uztvērējs filtrē un apstrādā signālu, pēc tam tiek iegūta nepieciešamā informācija. Radioviļņus daļēji absorbē atmosfēra, tāpēc šo saziņu var izkropļot augsts mitrums vai lietus. Mobilie sakari darbojas precīzi uz radioviļņu standartu bāzes, bezvadu datu pārraides kanāli atšķiras pēc informācijas pārraides ātruma un darbības frekvenču diapazona. Datu pārraides radiofrekvenču kategorijā ietilpst Bluetooth, tehnoloģija bezvadu datu apmaiņai starp ierīcēm. ATKrievija izmanto šādus protokolus:
- GSM. Šī ir globāla mobilo sakaru sistēma. Frekvence - 900/1800 MHz, maksimālais datu pārraides ātrums - 270 Kb/s.
- CDMA. Šis standarts nodrošina vislabāko saziņas kvalitāti. Darba frekvence - 450 MHz.
- UMTS. Tam ir divas darbības frekvenču joslas: 1885–2012 MHz un 2110–2200 MHz.
Satelīta kanāli
Šī informācijas pārraides metode ir satelīta izmantošana, uz kuras ir uzstādīta antena ar īpašu aprīkojumu. Signāls nāk no abonenta uz tuvāko zemes staciju, pēc tam signāls tiek novirzīts uz satelītu. No turienes informācija tiek nosūtīta uztvērējam, citai zemes stacijai. Satelīta sakarus izmanto televīzijas un radio apraides nodrošināšanai. Satelīttālruni var izmantot jebkurā vietā, kas atrodas tālu no mobilajām stacijām.
Infrasarkanie kanāli
Saziņa tiek izveidota starp uztvērēju un raidītāju, kas atrodas tuvu viens no otra. Šāds bezvadu datu pārraides kanāls darbojas ar LED starojuma palīdzību. Saziņa var būt divvirzienu vai apraide.
Lāzera kanāli
Darbības princips ir tāds pats kā iepriekšējā versijā, tikai gaismas diožu vietā tiek izmantots lāzera stars. Objektiem jāatrodas tuvu viens otram.
Bezvadu pārraides datu nesēji atšķiras pēc to specifikas. Galvenās atšķirības pazīmes ir diapazons un darbības joma.
Tehnoloģijas un standartibezvadu datu pārraide
Informācijas tehnoloģija pašlaik attīstās strauji. Tagad ir iespējams pārraidīt informāciju, izmantojot radioviļņus, infrasarkano vai lāzera starojumu. Šī informācijas apmaiņas metode ir daudz ērtāka nekā vadu sinhronizācijas veids. Diapazons atšķirsies atkarībā no tehnoloģijas.
Šeit ir daži piemēri:
- Personālie tīkli (WPAN). Perifērijas iekārtas ir pievienotas, izmantojot šos standartus. Bezvadu peles un tastatūras ir daudz ērtākas nekā vadu peļu un tastatūru izmantošana. Bezvadu datu pārraides ātrums ir diezgan augsts. Personiskie tīkli ļauj aprīkot viedās mājas sistēmas, sinhronizēt bezvadu piederumus ar sīkrīkiem. Bluetooth un ZigBee ir PAN tehnoloģiju piemēri.
- Vietējie tīkli (WLAN) ir balstīti uz 802.11 produktiem. Termins Wi-Fi tagad ir zināms visiem. Šis nosaukums sākotnēji tika dots 802.11 standarta sērijas produktiem, un tagad šis termins attiecas uz jebkura standarta izstrādājumiem no šīs saimes. WLAN tīkli spēj izveidot lielāku darbības rādiusu, salīdzinot ar WPAN, un arī aizsardzības līmenis ir paaugstināts.
- Pilsētas mēroga tīkli (WMAN). Šādi tīkli darbojas pēc tāda paša principa kā Wi-Fi. Šīs bezvadu datu pārraides sistēmas īpatnība ir plašāks teritoriju klāsts, šim tīklam var pieslēgties lielāks skaits.uztvērēji. WMAN ir tā pati Wi Max tehnoloģija, kas nodrošina platjoslas savienojumu.
- Plaša apgabala tīkli (WWAN) - GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Šāda veida tīkli var darboties, pamatojoties uz pakešdatiem vai ķēžu komutāciju.
Tīklu tehnisko raksturojumu atšķirības nosaka to pielietojuma apjomu. Ja ņemam vērā bezvadu tīklu vispārīgās īpašības, mēs varam atšķirt šādas kategorijas:
- korporatīvie tīkli - izmanto objektu savienošanai viena uzņēmuma ietvaros;
- operatoru tīkli - tos izveido telekomunikāciju operatori, lai sniegtu pakalpojumus.
Ja ņemam vērā bezvadu datu pārsūtīšanas protokolus, tad var izšķirt šādas kategorijas:
- IEEE 802.11a, b, n, g, y. Šie protokoli parasti tiek apvienoti ar kopējo mārketinga nosaukumu Wi-Fi. Protokoli atšķiras pēc sakaru diapazona, darbības frekvenču diapazona un datu pārraides ātruma.
- IEEE 802.15.1. Standarta ietvaros dati tiek pārsūtīti, izmantojot Bluetooth tehnoloģiju.
- IEEE 802.15.4. Standarts bezvadu sinhronizācijai, izmantojot ZigBee tehnoloģiju.
- IEEE 802.16. Telekomunikāciju tehnoloģiju standarts WiMax, kam raksturīgs plašs klāsts. WiMax ir funkcionāli līdzīgs LTE tehnoloģijai.
Šobrīd 802.11 un 802.15.1 ir vispopulārākie no visiem bezvadu datu pārsūtīšanas protokoliem. Pamatojoties uz šiem protokoliem, darbojas Wi-Fi un Bluetooth tehnoloģijas.
Bluetooth
Piekļuves punkts, kā tas ir gadījumāWi-Fi var būt jebkura ierīce, kas aprīkota ar speciālu kontrolieri, kas ap sevi veido pikotīklu. Šajā pikotīklā var iekļaut vairākas ierīces, ja vēlaties, tās var apvienot tiltos datu pārraidei.
Dažiem datoriem un klēpjdatoriem jau ir iebūvēts Bluetooth kontrolleris, ja šī funkcija nav pieejama, tad tiek izmantoti USB adapteri, kas savienojas ar ierīci un dod tai iespēju pārsūtīt datus bezvadu režīmā.
Bluetooth izmanto 2,4 GHz frekvenci, bet enerģijas patēriņš ir pēc iespējas mazāks. Tieši šis rādītājs ļāva tehnoloģijai ieņemt savu nišu informācijas tehnoloģiju jomā. Zemais enerģijas patēriņš ir saistīts ar vāju raidītāja jaudu, nelielu diapazonu un zemu datu pārraides ātrumu. Neskatoties uz to, šīs īpašības izrādījās pietiekamas dažādu perifērijas iekārtu pieslēgšanai un darbībai. Bluetooth tehnoloģija ir nodrošinājusi mums plašu bezvadu piederumu klāstu: austiņas, skaļruņus, peles, tastatūras un daudz ko citu.
Ir 3 Bluetooth uztvērēju klases:
- 1.klase. Bezvadu sinhronizācijas diapazons var sasniegt 100 m. Šāda veida ierīces parasti tiek izmantotas rūpnieciskā mērogā.
- 2.klase. Diapazons ir 10 m. Šīs klases ierīces ir visizplatītākās. Lielākā daļa bezvadu piederumu ietilpst šajā kategorijā.
- 3.klase. Diapazons - 1 metrs. Šādus uztvērējus ievieto spēļu konsolēs vai dažās austiņās, kad nav jēgas pārvietot raidītāju un uztvērēju.
Bluetooth bezvadu pārraides sistēma ir ļoti ērta ierīču saziņai. Mikroshēmu izmaksas ir diezgan zemas, tāpēc iekārtu aprīkošana ar bezvadu pieslēgumu cenas pieaugumu īpaši neietekmē.
Wi-Fi
Līdz ar Bluetooth Wi-Fi tehnoloģija ir kļuvusi vienlīdz izplatīta bezvadu sakaru tehnoloģiju jomā. Tomēr popularitāte viņai nenāca uzreiz. Wi-Fi tehnoloģiju attīstība sākās 80. gados, bet galīgā versija tika prezentēta tikai 1997. gadā. Apple ir nolēmusi izmantot jauno opciju savos klēpjdatoros. Tādā veidā iBook parādījās pirmās tīkla kartes.
Wi-Fi tehnoloģijas darbības princips ir šāds: ierīcē ir iestrādāta mikroshēma, kas var nodrošināt drošu bezvadu sinhronizāciju ar citu tādu pašu mikroshēmu. Ja ir vairāk nekā divas ierīces, jums ir jāizmanto piekļuves punkts.
Wi-Fi tīklājs ir stacionāra maršrutētāja bezvadu analogs. Atšķirībā no pēdējā, savienojums tiek veikts bez vadu līdzdalības, izmantojot radioviļņus. Tas ļauj savienot vairākas ierīces vienlaikus. Neaizmirstiet, ka, izmantojot lielu skaitu ierīču, datu pārraides ātrums tiks ievērojami samazināts. Lai aizsargātu tīkla datus, Wi-Fi piekļuves punkti ir drošišifrēšana. Bez paroles ievadīšanas nebūs iespējams izveidot savienojumu ar šādu datu avotu.
Pirmais Wi-Fi tehnoloģijas standarts tika pieņemts 1997. gadā, taču tas nekad netika plaši izplatīts, jo datu pārsūtīšanas ātrums bija pārāk zems. Vēlāk parādījās 802, 11a un 802, 11b standarti. Pirmais deva pārsūtīšanas ātrumu 54 Mb / s, bet darbojās ar frekvenci 5 GHz, kas nav atļauts visur. Otrā opcija ļāva tīkliem pārsūtīt datus ar maksimālo ātrumu 11 Mb / s, kas nebija pietiekami. Tad nāca standarta 802, 11g. Viņš apvienoja iepriekšējo iespēju priekšrocības, nodrošinot diezgan lielu ātrumu ar darbības frekvenci 2,4 GHz. Standarts 802, 11y ir 802, 11g analogs, tam ir liels tīkla pārklājuma attālums (līdz 5 km atklātā kosmosā).
LTE
Šis standarts pašlaik ir visdaudzsološākais līdzās citiem globālajiem tīkliem. Mobilā platjosla nodrošina augstāko bezvadu pakešdatu pārraides ātrumu. Attiecībā uz darbības frekvenču joslu viss ir neskaidrs. LTE standarts ir ļoti elastīgs, tīklus var bāzēt frekvenču diapazonā no 1,4 līdz 20 MHz.
Tīklu diapazons ir atkarīgs no bāzes stacijas augstuma un var sasniegt 100 km. Iespēju izveidot savienojumu ar tīkliem nodrošina liels skaits sīkrīku: viedtālruņi, planšetdatori, klēpjdatori, spēļu konsoles un citas ierīces, kas atbalsta šo standartu. Ierīcēs ir jābūt integrētam LTE modulim, kas darbojas kopā ar esošajiem standartiemGSM un 3G. Ja LTE savienojums tiek pārtraukts, ierīce pārslēgsies uz esošo piekļuvi 3G vai GSM tīkliem, nepārtraucot savienojumu.
Attiecībā uz datu pārraides ātrumu var atzīmēt sekojošo: salīdzinot ar 3G tīkliem, tas ir pieaudzis vairākas reizes un sasniedzis 20 Mbit/s. Liela skaita ar LTE moduļiem aprīkotu sīkrīku ieviešana nodrošina pieprasījumu pēc šīs tehnoloģijas. Tiek uzstādītas jaunas bāzes stacijas, kas nodrošina ātrgaitas interneta piekļuvi pat apdzīvotām vietām, kas atrodas tālu no megapilsētām.
Apskatīsim ceturtās paaudzes tīklu principu. Bezvadu pakešdatu pārraides tehnoloģija tiek veikta, izmantojot IP protokolu. Ātrai un stabilai sinhronizācijai starp bāzes staciju un mobilo staciju tiek veidots gan frekvences, gan laika duplekss. Sakarā ar lielo pārī savienoto frekvenču joslu kombināciju skaitu, ir iespējams abonentu platjoslas savienojums.
LTE tīklu izplatība ir samazinājusi mobilo sakaru lietošanas tarifus. Plašais tīkla klāsts ļauj operatoriem ietaupīt uz dārgām iekārtām.
Datu sakaru ierīces
Ikdienā mūs ieskauj ierīces, kas darbojas uz bezvadu datu pārraides tehnoloģiju bāzes. Turklāt katrai ierīcei ir vairāki noteiktu standartu darbības moduļi. Piemērs: klasiskais viedtālrunis izmanto GSM, 3G, LTE tīklus, lai pārsūtītu pakešu un balss datus, Wi-Fi, lai piekļūtu internetam, izmantojot piekļuves punktu, Bluetooth, lai sinhronizētu ierīci ar piederumiem.
Apskatīsim populārākās bezvadu datu pārraides ierīces, kas ir visuresošas:
- Wi-Fi maršrutētājs. Šī ierīce spēj nodrošināt piekļuvi internetam vairākām ierīcēm. Pati ierīce tiek sinhronizēta ar interneta avotu, izmantojot vadu vai mobilā tīkla operatora SIM karti.
- Viedtālrunis. Universāls saziņas rīks, kas ļauj nosūtīt balss informāciju, īsas īsziņas, piekļūt internetam un sinhronizēt ar bezvadu vai vadu piederumiem.
- Planšetdators. Funkcionāli tas var būt identisks viedtālrunim. Atšķirīga iezīme ir lielais ekrāns, pateicoties kuram sīkrīka lietošana noteiktiem darba veidiem kļūst ērtāka.
- Personālais dators. Pilnvērtīga stacionāra iekārta ar integrētu operētājsistēmu, kas ļauj strādāt interneta tīklos, arī bezvadu. Bezvadu datu pārsūtīšana uz datoru no piekļuves punkta parasti tiek veikta, izmantojot Wi-Fi adapteri, kas tiek savienots, izmantojot USB savienotāju.
- Piezīmju grāmatiņa. Mazāka personālā datora versija. Lielākajai daļai klēpjdatoru ir iebūvēts Bluetooth un Wi-Fi, kas ļauj sinhronizēt, lai piekļūtu internetam un pievienotu bezvadu piederumus bez papildu USB adapteriem.
- Bezvadu piederumi un perifērijas ierīces. Šajā kategorijā ietilpst bezvadu skaļruņi, austiņas, austiņas, peles,tastatūras un citi populāri piederumi, kas savienojami ar ierīcēm vai datoriem.
- TV vai Smart-TV. Televizors ar operētājsistēmu funkcionāli atgādina datoru, tāpēc iebūvēto bezvadu moduļu klātbūtne tam ir obligāta.
- Spēļu konsole. Lai instalētu programmatūru, šim sīkrīkam ir bezvadu interneta savienojums. Spēļu konsoles tiek sinhronizētas ar ierīci, izmantojot Bluetooth tehnoloģiju.
- Bezvadu aprīkojums "Gudrā māja". Ļoti sarežģīta un daudzpusīga sistēma, kas tiek vadīta bezvadu režīmā. Visi sensori un iekārtas ir aprīkoti ar īpašiem moduļiem signāla pārraidei.
Uzlabojot bezvadu tehnoloģijas, vecās ierīces pastāvīgi tiek aizstātas ar jaunām ierīcēm, kas ir funkcionāli efektīvākas un praktiskākas. Bezvadu datu pārraides aprīkojums strauji mainās un mainās.
Bezvadu tīklu izmantošanas perspektīvas
Pašreizējā tendence ir aizstāt vadu iekārtas ar jaunākām bezvadu iespējām. Tas ir daudz ērtāk ne tikai ierīču mobilitātes, bet arī lietošanas ērtuma dēļ.
Bezvadu iekārtu ražošana ļaus ne tikai ieviest jaunākās sistēmas sakaru ierīču pasaulē, bet arī aprīkot jebkuras apvidus standarta vidusmēra iedzīvotāja mājokli ar jaunākajām tehnoloģijām. Pašlaik dzīvo tikai cilvēki ar augstu ienākumu līmenilielpilsētas.
Bezvadu radiosakaru joma tiek pastāvīgi pētīta, kā rezultātā tiek radītas inovatīvas tehnoloģijas, kas atšķiras no saviem priekšgājējiem ar lielāku produktivitāti, samazinātu enerģijas patēriņu un lietošanas praktiskumu. Šādu pētījumu rezultāts ir jaunu iekārtu parādīšanās. Ražotāji vienmēr ir ieinteresēti ražot produktus, kas atbilst novatoriskām tehnoloģijām.
Labāki piekļuves punkti un jaudīgas bāzes stacijas ļaus visur lielos uzņēmumos izmantot jaunas tehnoloģijas. Iekārtu var vadīt attālināti. Izglītības jomā bezvadu tehnoloģijas var atvieglot mācīšanas un kontroles procesu. Dažas skolas jau sāk īstenot mobilās izglītības procesu. Tā sastāv no attālinātas mācīšanās, izmantojot video saziņu caur internetu. Šie piemēri ir tikai sākuma solis sabiedrības pārejā uz jaunu posmu, kas tiks būvēts uz bezvadu tehnoloģiju bāzes.
Bezvadu sinhronizācijas priekšrocības
Salīdzinot vadu un bezvadu datu pārraidi, varat identificēt daudzas pēdējās priekšrocības:
- netraucieties ar vadiem;
- augsts datu pārraides ātrums;
- pieslēguma praktiskums un ātrums;
- iekārtu izmantošanas mobilitāte;
- nav nodiluma vai bojāta savienojuma;
- Ir iespējams izmantot vairākas bezvadu savienojuma iespējasviena ierīce;
- iespēja savienot vairākas ierīces vienlaikus ar interneta piekļuves punktu.
Līdztekus tam ir daži trūkumi:
- starojums no liela skaita ierīču var negatīvi ietekmēt cilvēka veselību;
- Kad dažādas bezvadu iekārtas atrodas tuvu viena otrai, ir iespējami traucējumi un sakaru kļūmes.
Bezvadu tīklu plašās izmantošanas iemesli ir acīmredzami. Nepieciešamība vienmēr uzturēt kontaktus ir nepieciešama jebkuram vidusmēra mūsdienu sabiedrības loceklim.
Noslēgumā
Bezvadu tehnoloģijas ir devušas iespēju plaši ieviest telekomunikāciju iekārtas, kuras masveidā izmanto visās pasaules valstīs. Pastāvīgi uzlabojumi un jauni atklājumi bezvadu sakaru jomā sniedz mums arvien augstāku komforta līmeni, un mājas uzlabošana ar novatorisku ierīču palīdzību lielākajai daļai cilvēku kļūst pieejamāka.
