Bežični prijenos podataka: vrste, tehnologija i uređaji

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 05:19

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

Šta je bežični prijenos podataka?

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

Tehnologija prenosa glasovnih informacija preko radio kanala počela je da se koristi krajem 19. veka. Od tada se pojavio veliki broj radio komunikacionih sistema koji se koriste u proizvodnji opreme za dom, ured ili posao.

Postoji nekoliko načina za sinhronizaciju uređaja za prijenos podataka. Svaki od njih se koristi u određenom području i ima individualna 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 sinhronizaciju uređaja preko mreže, instalirani su specijalni 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 predajnik mogu biti različite vrste uređaja. Prijenos se vrši kroz kanale različitih frekvencija i opsega. Zaustavimo se detaljnije na specifičnostima implementacije različitih vrsta bežične sinhronizacije.

Klasifikacija bežičnih kanala

U zavisnosti od prirode medija za prenos, postoje četiri tipa bežičnog prenosa podataka.

Mobilni radio kanali

Podaci se bežično prenose od predajnika do prijemnika. Predajnik generiše radio puls određene frekvencije i amplitude, oscilacija se emituje u svemir. Prijemnik filtrira i obrađuje signal, nakon čega se izvlače potrebne informacije. Atmosfera djelomično apsorbira radio valove, tako da ova komunikacija može biti poremećena zbog visoke vlažnosti ili kiše. Mobilna komunikacija radi upravo na osnovu radiotalasnih standarda, kanali bežičnog prijenosa podataka razlikuju se po brzini prijenosa informacija i radnom frekvencijskom opsegu. Radio frekvencijska kategorija prijenosa podataka uključuje Bluetooth, tehnologiju za bežičnu razmjenu podataka između uređaja. ATRusija koristi sljedeće protokole:

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

Satelitski kanali

Ovaj način prenošenja informacija je korištenje satelita na kojem je ugrađena antena sa 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 se koriste za pružanje televizijskog i radio emitovanja. Satelitski telefon se može koristiti na bilo kojem mjestu udaljenom od mobilnih stanica.

Infracrveni kanali

Komunikacija se uspostavlja između prijemnika i predajnika, koji su na maloj udaljenosti jedan od drugog. 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 laserski zrak umjesto LED dioda. Objekti moraju biti u neposrednoj blizini jedan drugom.

Mediji bežičnog prenosa razlikuju se po svojim specifičnostima. Glavne karakteristike koje se razlikuju su domet i opseg.

Tehnologije i standardibežični prijenos podataka

Informaciona tehnologija se trenutno razvija brzim tempom. Sada je moguće prenositi informacije pomoću radio talasa, infracrvenog ili laserskog zračenja. Ova metoda razmjene informacija je mnogo pogodnija od žične sinhronizacije. Raspon će se razlikovati ovisno o tehnologiji.

Evo nekoliko primjera:

• Personal Area Networks (WPAN). Po ovim standardima se povezuje periferna oprema. Korištenje bežičnih miševa i tastatura mnogo je praktičnije od žičanih. Brzina bežičnog prijenosa podataka je prilično visoka. Lične mreže vam omogućavaju da opremite pametne kućne sisteme, sinhronizujete bežične dodatke sa gadžetima. Bluetooth i ZigBee su primjeri PAN tehnologija.
• Lokalne mreže (WLAN) su zasnovane na 802.11 proizvodima. Pojam Wi-Fi sada je svima poznat. Ovo ime je prvobitno dato proizvodima standardne serije 802.11, a sada se ovaj termin odnosi na proizvode bilo kog standarda iz ove porodice. WLAN mreže su u stanju da stvore veći radni radijus u poređenju sa WPAN-om, a nivo zaštite je takođe povećan.
• Urbane mreže (WMAN). Takve mreže rade na istom principu kao i Wi-Fi. Posebnost ovog bežičnog sistema za prenos podataka je širi opseg teritorija, na ovu mrežu se može povezati veći broj.prijemnici. WMAN je ista Wi Max tehnologija koja omogućava širokopojasno povezivanje.
• Wide Area Networks (WWAN) - GPRS, EDGE, HSPA, LTE. Mreže ovog tipa mogu raditi na bazi paketnih podataka ili komutacije kola.

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

• korporativne mreže - koriste se za povezivanje objekata unutar iste kompanije;
• mreže operatera - kreiraju 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. Ovi protokoli se obično kombinuju pod zajedničkim marketinškim imenom Wi-Fi. Protokoli se razlikuju po opsegu komunikacije, opsegu radne frekvencije 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 sinhronizaciju preko ZigBee tehnologije.
4. IEEE 802.16. Telekomunikaciona tehnologija standarda WiMax, koju karakteriše širok raspon. WiMax je funkcionalno sličan LTE tehnologiji.

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

Bluetooth

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

Neki računari i laptopi već imaju ugrađeni Bluetooth kontroler, ako ova funkcija nije dostupna, tada se koriste USB adapteri koji se povezuju na uređaj i daju mu mogućnost bežičnog prijenosa podataka.

Bluetooth koristi frekvenciju od 2,4 GHz, dok je potrošnja energije što je moguće niža. Upravo je ovaj pokazatelj omogućio tehnologiji da zauzme svoju nišu u oblasti informacionih tehnologija. Mala potrošnja energije je zbog slabe snage predajnika, kratkog dometa i niske brzine prenosa podataka. Unatoč tome, ove karakteristike su se pokazale dovoljnim za povezivanje i rad raznih vrsta periferne opreme. Bluetooth tehnologija nam je dala širok izbor bežičnih dodataka: slušalice, zvučnike, miševe, tastature i još mnogo toga.

Postoje 3 klase Bluetooth prijemnika:

• 1. razred. Domet bežične sinhronizacije može doseći 100 m. Uređaji ovog tipa se po pravilu koriste u industrijskim razmjerima.
• 2. razred. Domet je 10 m. Uređaji ove klase su najčešći. Većina bežičnih dodataka spada u ovu kategoriju.
• 3. razred. Domet - 1 metar. Takvi prijemnici se postavljaju u igraće konzole ili u neke slušalice kada nema smisla razdvojiti predajnik i prijemnik.

Bluetooth bežični sistem prenosa je veoma zgodan za komunikaciju uređaja. Cijena čipova je prilično niska, tako da opremanje opreme bežičnom vezom ne utiče mnogo na povećanje cijene.

Wi-Fi

Zajedno sa Bluetooth-om, Wi-Fi tehnologija je postala podjednako sveprisutna u oblasti bežičnih komunikacionih tehnologija. Međutim, popularnost joj nije došla odmah. Razvoj Wi-Fi tehnologije započeo je 80-ih godina, ali je konačna verzija predstavljena tek 1997. godine. Apple je odlučio da koristi novu opciju na svojim laptopima. Ovako su se pojavile prve mrežne kartice u iBook-u.

Princip rada Wi-Fi tehnologije je sljedeći: u uređaj je ugrađen čip koji može obezbijediti pouzdanu bežičnu sinhronizaciju sa drugim istim čipom. Ako postoji više od dva uređaja, onda morate koristiti pristupnu tačku.

Wi-Fi pristupna tačka je bežični analog stacionarnog rutera. Za razliku od potonjeg, veza se vrši bez sudjelovanja žica, uz pomoć radio valova. Ovo omogućava povezivanje nekoliko uređaja odjednom. Ne zaboravite da će se prilikom korištenja velikog broja uređaja brzina prijenosa podataka značajno smanjiti. Za zaštitu vaših mrežnih podataka, Wi-Fi pristupne tačke su sigurneenkripcija. Neće biti moguće povezati se na takav izvor podataka bez unošenja lozinke.

Prvi standard za Wi-Fi tehnologiju usvojen je 1997. godine, ali nikada nije dobio široku rasprostranjenost 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 dozvoljeno. Druga opcija je omogućila mrežama da prenose podatke 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. 802, 11y standard je analogan standardu 802, 11g, ima veliku udaljenost mreže (do 5 km na otvorenom prostoru).

LTE

Ovaj standard je trenutno najperspektivniji zajedno sa drugim globalnim mrežama. Mobilni širokopojasni pristup pruža najveću brzinu bežičnog paketnog prenosa podataka. Što se tiče opsega radne frekvencije, sve je dvosmisleno. LTE standard je veoma fleksibilan, mreže se mogu bazirati u frekvencijskom opsegu od 1,4 do 20 MHz.

Raspon mreža zavisi od visine bazne stanice i može doseći 100 km. Mogućnost povezivanja na mreže pruža veliki broj gadžeta: pametni telefoni, tableti, laptopi, konzole za igre i drugi uređaji koji podržavaju ovaj standard. Uređaji moraju imati integrirani LTE modul koji radi u sprezi sa 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 prenosa podataka, može se primetiti sledeće: u poređenju sa 3G mrežama, ona se povećala nekoliko puta i dostigla 20 Mbit/s. Uvođenje velikog broja uređaja opremljenih LTE modulima osigurava potražnju za ovom tehnologijom. Instaliraju se nove bazne stanice koje omogućavaju brzi pristup Internetu čak i naseljima udaljenim od megagradova.

Razmotrimo princip mreže četvrte generacije. Tehnologija bežičnog prijenosa paketnih podataka odvija se putem IP protokola. Za brzu i stabilnu sinhronizaciju između bazne stanice i mobilne stanice formiraju se i frekvencijski i vremenski dupleks. Zbog velikog broja kombinacija uparenih frekvencijskih opsega moguća je širokopojasna veza pretplatnika.

Širenje LTE mreža smanjilo je tarife za korištenje mobilnih komunikacija. Širok opseg mreže omogućava operaterima da uštede na skupoj opremi.

Uređaji za prenos podataka

U svakodnevnom životu okruženi smo uređajima koji rade na bazi tehnologija bežičnog prijenosa podataka. Štaviše, 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 preko pristupne tačke, Bluetooth za sinhronizaciju uređaja s dodacima.

Pogledajmo najpopularnije uređaje za bežični prijenos podataka koji su sveprisutni:

1. Wi-Fi ruter. Ovaj uređaj može omogućiti pristup Internetu za nekoliko uređaja. Sam uređaj je sinhronizovan sa internet izvorom žicom ili korišćenjem SIM kartice operatera mobilne mreže.
2. Pametni telefon. Univerzalni komunikacijski alat koji vam omogućava slanje glasovnih informacija, slanje kratkih tekstualnih poruka, pristup internetu i sinhronizaciju sa bežičnim ili žičanim dodacima.
3. Tablet kompjuter. Funkcionalno može biti identičan pametnom telefonu. Posebna karakteristika je veliki ekran, zahvaljujući kojem upotreba gadžeta postaje udobnija za određene vrste posla.
4. Personalni računar. Punopravni stacionarni uređaj s integriranim operativnim sistemom koji vam omogućava rad u internetskim mrežama, uključujući i bežične. Bežični prenos podataka na računar sa pristupne tačke se obično vrši preko Wi-Fi adaptera koji se povezuje preko USB konektora.
5. Beležnica. Manja verzija personalnog računara. Većina laptopa ima ugrađeni Bluetooth i Wi-Fi, što vam omogućava sinhronizaciju 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,tastature i drugi popularni dodaci koji se povezuju na uređaje ili računare.
7. TV ili Smart-TV. Televizor sa operativnim sistemom funkcionalno podseća na računar, tako da je prisustvo ugrađenih bežičnih modula neophodno za njega.
8. Konzola za igru. Za instaliranje softvera, ovaj gadžet ima bežičnu internet vezu. Konzole za igre su sinhronizovane sa uređajem putem Bluetooth tehnologije.
9. Bežična oprema "Pametna kuća". Veoma složen i svestran sistem koji se kontroliše 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 efikasniji i praktičniji. Oprema za bežični prenos podataka se brzo menja i menja.

Izgledi za korištenje bežičnih mreža

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

Proizvodnja bežične opreme omogućit će ne samo uvođenje najnovijih sistema u svijet komunikacionih uređaja, već i opremanje kućišta standardnog prosječnog stanovnika bilo kojeg lokaliteta najnovijom tehnologijom. Trenutno u njima žive samo ljudi sa visokim prihodimagradska područja.

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

Bolje pristupne tačke i moćne bazne stanice će omogućiti da se nove tehnologije koriste svuda u velikim preduzećima. Oprema se može kontrolisati daljinski. U oblasti obrazovanja, bežične tehnologije mogu olakšati proces nastave i kontrole. Neke škole već počinju sa implementacijom procesa 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 bazi bežičnih tehnologija.

Prednosti bežične sinhronizacije

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

• ne ometajte žice;
• visoka brzina prijenosa podataka;
• praktičnost i brzina konekcije;
• pokretnost upotrebe opreme;
• bez habanja ili prekida veze;
• Moguće je koristiti nekoliko opcija za bežičnu vezujedan uređaj;
• mogućnost povezivanja nekoliko uređaja odjednom na internet pristupnu tačku.

Uz ovo, postoje i neki nedostaci:

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

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

Na zatvaranju

Bežične tehnologije pružile su priliku za široko uvođenje telekomunikacione opreme, koja se masovno koristi u svim zemljama svijeta. Konstantna poboljšanja i nova otkrića u oblasti bežičnih komunikacija daju nam sve veći nivo udobnosti, a poboljšanje doma uz pomoć inovativnih uređaja postaje sve pristupačnije većini ljudi.