Díky pokroku jsme získali mnoho zařízení a zařízení, která nám usnadňují život a která fungují díky vymýšlení nových technologií. Průlomem v oblasti komunikací byl nejen přenos informací bezdrátovým kanálem, ale také synchronizace různých druhů zařízení při absenci kabelového připojení.
Co je bezdrátový přenos dat?
Odpověď na tuto otázku je jednoduchá: BPD je přenos informací z jednoho zařízení do druhého, které jsou v určité vzdálenosti, bez kabelového připojení.
Technologie přenosu hlasových informací prostřednictvím rádiového kanálu se začala používat na konci 19. století. Od té doby se objevilo velké množství radiokomunikačních systémů, které se začaly používat při výrobě zařízení pro domácnost, kancelář nebo obchod.
Existuje několik způsobů, jak synchronizovat zařízení pro přenos dat. Každý z nich se používá v určité oblasti a má individuální vlastnosti. Bezdrátové přenosové sítědata se liší svými charakteristikami, takže minimální a maximální vzdálenost mezi zařízeními se bude lišit v závislosti na typu technologie přenosu informací.
Pro synchronizaci zařízení vzduchem jsou nainstalovány speciální adaptéry, které jsou schopny odesílat a přijímat informace. Zde můžeme mluvit jak o malém modulu, který je zabudován do smartphonu, tak o orbitálním satelitu. Přijímač a vysílač mohou být různé typy zařízení. Přenos se provádí prostřednictvím kanálů různých frekvencí a rozsahů. Pojďme se podrobněji zabývat specifiky implementace různých typů bezdrátové synchronizace.
Klasifikace bezdrátových kanálů
V závislosti na povaze přenosového média existují čtyři typy bezdrátového přenosu dat.
Kanály mobilního rádia
Data jsou přenášena bezdrátově z vysílače do přijímače. Vysílač generuje rádiový impuls o určité frekvenci a amplitudě, kmitání je vyzařováno do prostoru. Přijímač filtruje a zpracovává signál, načež jsou extrahovány potřebné informace. Rádiové vlny jsou částečně absorbovány atmosférou, takže tato komunikace může být zkreslena vysokou vlhkostí nebo deštěm. Mobilní komunikace funguje přesně na základě standardů rádiových vln, kanály bezdrátového přenosu dat se liší rychlostí přenosu informací a provozním frekvenčním rozsahem. Radiofrekvenční kategorie přenosu dat zahrnuje Bluetooth, technologii pro bezdrátovou výměnu dat mezi zařízeními. VRusko používá následující protokoly:
- GSM. Toto je globální celulární komunikační systém. Frekvence – 900/1800 MHz, maximální rychlost přenosu dat – 270 kb/s.
- CDMA. Tento standard poskytuje nejlepší kvalitu komunikace. Provozní frekvence – 450 MHz.
- UMTS. Má dvě provozní frekvenční pásma: 1885–2012 MHz a 2110–2200 MHz.
Satelitní kanály
Tento způsob přenosu informací spočívá v použití satelitu, na kterém je instalována anténa se speciálním vybavením. Signál přichází od účastníka k nejbližší pozemní stanici, poté je signál přesměrován na satelit. Odtud jsou informace odesílány do přijímače, další pozemní stanice. Satelitní komunikace se používá k poskytování televizního a rozhlasového vysílání. Satelitní telefon lze použít v libovolném místě vzdáleném od mobilních stanic.
Infračervené kanály
Komunikace je navázána mezi přijímačem a vysílačem, které jsou od sebe v těsné vzdálenosti. Takový kanál pro bezdrátový přenos dat funguje pomocí LED záření. Komunikace může být obousměrná nebo vysílání.
Laserové kanály
Princip činnosti je stejný jako u předchozí verze, pouze místo LED diod je použit laserový paprsek. Objekty musí být blízko sebe.
Bezdrátová přenosová média se liší ve svých specifikách. Hlavní rozlišovací znaky jsou rozsah a rozsah.
Technologie a standardybezdrátový přenos dat
Informační technologie se v současné době vyvíjí rychlým tempem. Nově je možné přenášet informace pomocí rádiových vln, infračerveného nebo laserového záření. Tento způsob výměny informací je mnohem pohodlnější než drátový typ synchronizace. Rozsah se bude lišit v závislosti na technologii.
Zde je několik příkladů:
- Personal Area Networks (WPAN). Pomocí těchto standardů se připojují periferní zařízení. Používání bezdrátových myší a klávesnic je mnohem pohodlnější než drátové protějšky. Rychlost bezdrátového přenosu dat je poměrně vysoká. Osobní sítě vám umožňují vybavit systémy chytré domácnosti, synchronizovat bezdrátové příslušenství s miniaplikacemi. Bluetooth a ZigBee jsou příklady technologií PAN.
- Místní sítě (WLAN) jsou založeny na produktech 802.11. Pojem Wi-Fi zná dnes každý. Tento název byl původně dán produktům standardní řady 802.11 a nyní tento termín označuje produkty libovolného standardu z této rodiny. Sítě WLAN jsou schopny vytvořit větší pracovní rádius ve srovnání s WPAN a úroveň ochrany se také zvýšila.
- Urban scale networks (WMAN). Takové sítě fungují na stejném principu jako Wi-Fi. Charakteristickým rysem tohoto bezdrátového systému přenosu dat je širší rozsah území, do této sítě se může připojit větší počet.přijímače. WMAN je stejná technologie Wi Max, která poskytuje širokopásmové připojení.
- Wide Area Networks (WWAN) – GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Sítě tohoto typu mohou fungovat na základě paketových dat nebo přepínání okruhů.
Rozdíly v technických charakteristikách sítí určují rozsah jejich použití. Pokud vezmeme v úvahu obecné vlastnosti bezdrátových sítí, pak můžeme rozlišit následující kategorie:
- firemní sítě – slouží k propojení objektů v rámci stejné společnosti;
- sítě operátorů – jsou vytvářeny telekomunikačními operátory za účelem poskytování služeb.
Pokud vezmeme v úvahu protokoly bezdrátového přenosu dat, lze rozlišit následující kategorie:
- IEEE 802.11a, b, n, g, y. Tyto protokoly jsou obvykle kombinovány pod společným marketingovým názvem Wi-Fi. Protokoly se liší dosahem komunikace, rozsahem provozní frekvence a rychlostí přenosu dat.
- IEEE 802.15.1. V rámci standardu jsou data přenášena prostřednictvím technologie Bluetooth.
- IEEE 802.15.4. Standard pro bezdrátovou synchronizaci prostřednictvím technologie ZigBee.
- IEEE 802.16. Telekomunikační technologie standardu WiMax, která se vyznačuje širokým záběrem. WiMax je funkčně podobný technologii LTE.
V současnosti jsou 802.11 a 802.15.1 nejoblíbenější ze všech protokolů bezdrátového přenosu dat. Na základě těchto protokolů fungují technologie Wi-Fi a Bluetooth.
Bluetooth
Přístupový bod, stejně jako v případěWi-Fi může být jakékoli zařízení vybavené speciálním ovladačem, který kolem sebe tvoří pikonetu. Tato pikonet může obsahovat několik zařízení, v případě potřeby je lze kombinovat do mostů pro přenos dat.
Některé počítače a notebooky již mají vestavěný Bluetooth ovladač. Pokud tato funkce není dostupná, použijí se USB adaptéry, které se připojí k zařízení a umožní mu bezdrátově přenášet data.
Bluetooth využívá frekvenci 2,4 GHz, přičemž spotřeba energie je co nejnižší. Právě tento ukazatel umožnil technologii obsadit své místo v oblasti informačních technologií. Nízká spotřeba energie je způsobena slabým výkonem vysílače, krátkým dosahem a nízkou datovou rychlostí. Přesto se tyto vlastnosti ukázaly jako dostatečné pro připojení a provoz různých druhů periferních zařízení. Technologie Bluetooth nám poskytla širokou škálu bezdrátového příslušenství: sluchátka, reproduktory, myši, klávesnice a další.
Existují 3 třídy Bluetooth přijímačů:
- 1. třída. Dosah bezdrátové synchronizace může dosáhnout 100 m. Zařízení tohoto typu se používají zpravidla v průmyslovém měřítku.
- 2. třída. Dosah je 10 m. Zařízení této třídy jsou nejběžnější. Většina bezdrátového příslušenství spadá do této kategorie.
- 3. třída. Dosah - 1 metr. Takové přijímače jsou umístěny v herních konzolách nebo v některých náhlavních soupravách, když nemá smysl oddalovat vysílač a přijímač.
Bluetooth bezdrátový přenosový systém je velmi vhodný pro komunikaci se zařízením. Náklady na čipy jsou poměrně nízké, takže vybavení zařízení bezdrátovým připojením nemá velký vliv na zvýšení ceny.
Wi-Fi
Spolu s Bluetooth se technologie Wi-Fi stala stejně všudypřítomnou v oblasti bezdrátových komunikačních technologií. Popularita k ní však nepřišla okamžitě. Vývoj technologie Wi-Fi začal v 80. letech, ale finální verze byla představena až v roce 1997. Apple se rozhodl novou možnost využít u svých notebooků. Takto se objevily první síťové karty v iBooku.
Princip fungování technologie Wi-Fi je následující: v zařízení je zabudován čip, který může zajistit spolehlivou bezdrátovou synchronizaci s jiným stejným čipem. Pokud máte více než dvě zařízení, musíte použít přístupový bod.
Wi-Fi hotspot je bezdrátový analog stacionárního routeru. Na rozdíl od posledně jmenovaného se připojení provádí bez účasti vodičů pomocí rádiových vln. Díky tomu je možné připojit několik zařízení najednou. Nezapomeňte, že při použití velkého množství zařízení se výrazně sníží rychlost přenosu dat. Chcete-li chránit data sítě, zabezpečte přístupové body Wi-Fišifrování. Bez zadání hesla se nebude možné připojit k takovému zdroji dat.
První standard pro technologii Wi-Fi byl přijat v roce 1997, ale nikdy se nerozšířil, protože rychlost přenosu dat byla příliš nízká. Později přišly standardy 802, 11a a 802, 11b. První udával přenosovou rychlost 54 Mb/s, ale pracoval na frekvenci 5 GHz, což není všude povoleno. Druhá možnost umožňovala sítím přenášet data maximální rychlostí 11 Mb/s, což bylo málo. Pak přišla standardní 802, 11g. Kombinoval výhody předchozích možností a poskytoval poměrně vysokou rychlost při pracovní frekvenci 2,4 GHz. Standard 802, 11y je analogem 802, 11g, má velkou vzdálenost pokrytí sítě (až 5 km v otevřeném prostoru).
LTE
Tento standard je v současnosti nejslibnější spolu s ostatními globálními sítěmi. Mobilní širokopásmové připojení poskytuje nejvyšší rychlost bezdrátového paketového přenosu dat. S ohledem na provozní frekvenční pásmo je vše nejednoznačné. Standard LTE je velmi flexibilní, sítě mohou být založeny ve frekvenčním rozsahu od 1,4 do 20 MHz.
Dosah sítí závisí na výšce základnové stanice a může dosáhnout 100 km. Možnost připojení k sítím poskytuje velké množství gadgetů: smartphony, tablety, notebooky, herní konzole a další zařízení, která tento standard podporují. Zařízení musí mít integrovaný LTE modul, který funguje ve spojení se stávajícími standardyGSM a 3G. Pokud dojde k přerušení připojení LTE, zařízení se bez přerušení připojení přepne na stávající přístup k sítím 3G nebo GSM.
Pokud jde o rychlost přenosu dat, lze poznamenat následující: ve srovnání se sítěmi 3G se několikanásobně zvýšila a dosáhla 20 Mbit/s. Uvedení velkého množství gadgetů vybavených moduly LTE zajišťuje poptávku po této technologii. Instalují se nové základnové stanice, které poskytují vysokorychlostní přístup k internetu i do osad vzdálených od velkoměst.
Uvažujme o principu sítí čtvrté generace. Technologie bezdrátového paketového přenosu dat je realizována pomocí IP protokolu. Pro rychlou a stabilní synchronizaci mezi základnovou stanicí a mobilní stanicí je vytvořen frekvenční i časový duplex. Vzhledem k velkému množství kombinací spárovaných frekvenčních pásem je možné širokopásmové připojení účastníků.
Rozšíření sítí LTE snížilo tarify za používání mobilních komunikací. Široký rozsah sítě umožňuje operátorům ušetřit na drahém vybavení.
Zařízení pro datovou komunikaci
V našem každodenním životě jsme obklopeni zařízeními, která fungují na bázi technologií bezdrátového přenosu dat. Kromě toho má každé zařízení několik modulů aktivit určitých standardů. Příklad: klasický smartphone využívá sítě GSM, 3G, LTE pro přenos paketových a hlasových dat, Wi-Fi pro přístup k internetu přes přístupový bod, Bluetooth pro synchronizaci zařízení s příslušenstvím.
Pojďme se podívat na nejoblíbenější zařízení pro bezdrátový přenos dat, která jsou všudypřítomná:
- Wi-Fi router. Toto zařízení je schopno poskytovat přístup k internetu několika zařízením. Samotné zařízení je synchronizováno se zdrojem internetu po drátě nebo pomocí SIM karty od mobilního operátora.
- Smartphone. Univerzální komunikační nástroj, který vám umožňuje odesílat hlasové informace, posílat krátké textové zprávy, přistupovat k internetu a synchronizovat s bezdrátovým nebo kabelovým příslušenstvím.
- Tabletový počítač. Funkčně může být shodný s chytrým telefonem. Charakteristickým prvkem je velká obrazovka, díky které se používání gadgetu stává pohodlnějším pro určité typy práce.
- Osobní počítač. Plnohodnotné stacionární zařízení s integrovaným operačním systémem, které umožňuje práci v internetových sítích včetně bezdrátových. Bezdrátový přenos dat do počítače z přístupového bodu se obvykle provádí prostřednictvím adaptéru Wi-Fi, který se připojuje pomocí konektoru USB.
- Zápisník. Menší verze osobního počítače. Většina notebooků má vestavěné Bluetooth a Wi-Fi, což vám umožňuje synchronizovat přístup k internetu a připojit bezdrátové příslušenství bez dalších adaptérů USB.
- Bezdrátové příslušenství a periferní zařízení. Tato kategorie zahrnuje bezdrátové reproduktory, sluchátka, náhlavní soupravy, myši,klávesnice a další oblíbené příslušenství, které se připojuje k zařízením nebo počítačům.
- TV nebo Smart-TV. Televizor s operačním systémem funkčně připomíná počítač, takže přítomnost vestavěných bezdrátových modulů je pro něj nutností.
- Herní konzole. Pro instalaci softwaru má tento gadget bezdrátové připojení k internetu. Herní konzole jsou synchronizovány se zařízením prostřednictvím technologie Bluetooth.
- Bezdrátové zařízení "Chytrá domácnost". Velmi komplexní a všestranný systém, který se ovládá bezdrátově. Všechny senzory a části zařízení jsou vybaveny speciálními moduly pro přenos signálu.
Se zdokonalováním bezdrátové technologie jsou stará zařízení neustále nahrazována novými zařízeními, která jsou funkčně efektivnější a praktičtější. Zařízení pro bezdrátový přenos dat se rychle mění.
Vyhlídky na používání bezdrátových sítí
Současným trendem je nahrazovat drátová zařízení novějšími bezdrátovými možnostmi. To je mnohem pohodlnější nejen kvůli mobilitě zařízení, ale také z hlediska snadného použití.
Výroba bezdrátových zařízení umožní nejen zavést nejnovější systémy do světa komunikačních zařízení, ale také vybavit bydlení běžného průměrného obyvatele jakékoli lokality nejmodernější technologií. V současné době zde žijí pouze lidé s vysokými příjmymetropolitní oblasti.
Oblast bezdrátových rádiových komunikací je neustále zkoumána a výsledkem jsou inovativní technologie, které se od svých předchůdců liší vyšší produktivitou, nižší spotřebou energie a praktičností použití. Výsledkem takového výzkumu je vznik nového zařízení. Výrobci mají vždy zájem vyrábět produkty, které budou splňovat inovativní technologie.
Lepší přístupové body a výkonné základnové stanice umožní použití nových technologií všude ve velkých podnicích. Zařízení lze ovládat na dálku. V oblasti vzdělávání mohou bezdrátové technologie usnadnit proces výuky a ovládání. Některé školy již začínají zavádět proces mobilního vzdělávání. Spočívá ve výuce na dálku prostřednictvím videokomunikace přes internet. Tyto příklady jsou pouze prvním krokem v přechodu společnosti do nové etapy, která bude postavena na bázi bezdrátových technologií.
Výhody bezdrátové synchronizace
Pokud porovnáte kabelový a bezdrátový přenos dat, můžete identifikovat mnoho výhod druhého:
- nezasahujte do drátů;
- vysoká datová rychlost;
- praktičnost a rychlost připojení;
- mobilita používání zařízení;
- žádné opotřebení nebo přerušené spojení;
- Je možné použít několik možností bezdrátového připojení vjedno zařízení;
- možnost připojit několik zařízení najednou k přístupovému bodu k internetu.
Spolu s tím existují některé nevýhody:
- záření z velkého počtu zařízení může nepříznivě ovlivnit lidské zdraví;
- Když jsou různá bezdrátová zařízení blízko sebe, existuje možnost rušení a selhání komunikace.
Důvody pro rozšířené používání bezdrátových sítí jsou zřejmé. Potřebu být vždy v kontaktu potřebuje každý průměrný člen moderní společnosti.
Zavíráme
Bezdrátové technologie poskytly příležitost pro rozsáhlé zavedení telekomunikačních zařízení, která jsou masivně používána ve všech zemích světa. Neustálá vylepšování a nové objevy v oblasti bezdrátové komunikace nám poskytují stále vyšší úroveň pohodlí a vylepšování domácnosti pomocí inovativních zařízení je pro většinu lidí dostupnější.
