Metode de transmitere a comunicării fără fir și principiile tehnice
Comunicarea fără fir este un fel de metodă de comunicare care utilizează caracteristicile semnalelor de undă electromagnetică care se propagă în spațiu liber pentru a face schimb de informații. Tehnologia de comunicare fără fir în sine are multe avantaje, tehnologia de comunicare cu costuri mai mici, fără fir nu trebuie să stabilească linii fizice, ca să nu mai vorbim de un număr mare de forță de muncă pentru a pune cabluri, iar tehnologia de comunicare wireless nu este supusă limitărilor mediului industrial, Capacitatea de a lupta împotriva schimbărilor din mediu este mai puternică, depanarea este, de asemenea, mai ușoară, în comparație cu configurarea și întreținerea tradițională a comunicării cu fir, întreținerea rețelei wireless poate fi finalizată prin diagnostic la distanță, mai convenabil; Expandibilitate puternică, atunci când rețeaua trebuie extinsă, comunicarea wireless nu are nevoie să extindă cablarea; Flexibilitatea, rețeaua wireless nu este supusă unor restricții precum terenul de mediu, iar în cazul schimbărilor în utilizarea mediului, rețeaua wireless trebuie doar să facă foarte puține ajustări pentru a se adapta cerințelor noului mediu.
Metodele și tehnologiile de transmisie de comunicare wireless comună (date) sunt clasificate în două tipuri: „tehnologie de comunicare wireless la distanță scurtă” și „tehnologie de transmisie wireless pe distanțe lungi”.
Tehnologia de comunicare wireless de distanță scurtă
Tehnologia de comunicare wireless la distanță scurtă se referă la transmiterea datelor dintre cele două părți ale comunicării prin undele radio, iar distanța de transmisie se află într-un interval relativ scurt, iar gama sa de aplicații este foarte largă. În ultimii ani, standardele de comunicare wireless la distanță, care sunt mai utilizate pe scară largă și au perspective de dezvoltare mai bune sunt: Zig-Bee, Bluetooth (Bluetooth), bandă largă fără fir (Wi-Fi), bandă ultra-largă (UWB) și comunicare aproape pe câmp ( NFC).
(1) Zig-bee:Zig-Bee este o tehnologie de comunicare wireless cu putere scurtă, cu putere redusă, bazată pe standardul IEEE802.15.4. Zig-Bee este derivat din metoda de comunicare a roiurilor de albine, în timp ce albinele (albine) se bazează pe zbor și „zumzet” (zig) aripile lor pentru a comunica cu tovarășii lor pentru a determina informații precum direcția, locația și distanța surselor alimentare, constituind astfel rețeaua de comunicare a roiului. Se caracterizează prin distanța sa apropiată, distanța sa obișnuită de transmisie este 10-100 m; Consum redus de energie, în modul de standby cu consum redus de energie, 2 Bateriile uscate nr. 5 pot suporta un terminal pentru a funcționa pentru 6-24 luni, sau chiar mai mult; Costul său, taxa de protocol gratuit în zig-bee, prețul cipului este ieftin; Rata scăzută, prin zig-bee funcționează adesea în rata mai mică de 20-250 kbps; Întârzierea timpului scurt, viteza de răspuns a lui Zig-Bee este mai rapidă, etc. Este aplicată în principal pe câmpurile controlului de casă și clădiri, control de automatizare a câmpurilor industriale, colectare și control al informațiilor agricole, detectarea și controlul informațiilor publice, etichetare inteligentă etc. Poate fi încorporat în diverse dispozitive.
(2) Bluetooth:Capabil să realizeze date wireless punct-la-punct sau transmisie wireless și transmisie de sunet într-o rază 10-, iar lățimea de bandă a transmisiei sale de date poate atinge un mediu de comunicare de 1Mbps pentru frecvența de 2,402GHz la 2.480GHz între undă electromagnetică. Tehnologia Bluetooth poate fi utilizată pe scară largă în rețeaua de zonă locală în toate tipurile de echipamente de date și voce, cum ar fi PC, rețea de apelare, computere laptop, imprimante, mașini de fax, camere digitale, telefoane mobile și căști de înaltă calitate etc. , pentru a obține tot felul de echipamente pentru a comunica între ele oricând, oriunde.
Tehnologia Bluetooth este utilizată pe scară largă în mediul wireless, industria auto, aparatele informaționale, echipamentele medicale și educația școlară și automatizarea fabricii și alte domenii, Bluetooth există în prezent în problema principală este dimensiunea cipului, iar prețul este mare; Abilitatea anti-interferență este slabă.
(3) bandă largă fără fir (Wi-Fi):Este o tehnologie de acces LAN wireless bazată pe protocolul 802.11. (Avantajul remarcabil al tehnologiei (Wi-Fi) este că are o acoperire LAN largă, raza de acoperire poate fi de până la aproximativ 100 de metri, în comparație cu tehnologia Bluetooth, (Wi-Fi) acoperirea este mai largă; viteza de transmisie este foarte rapidă , viteza sa de transmisie poate ajunge la 11Mbps (802.11b) sau 54Mbps (802.11.A), potrivită pentru activitatea de transmisie de date de mare viteză; Prin condițiile de cablare, foarte potrivite pentru utilizatorii de birouri mobile. -Speed Lines. Milliwatts, puterea de transmitere efectivă de aproximativ 60-70 milliwatts, în comparație cu telefoanele mobile, walkie-talkies și alte echipamente de comunicații, produse WiFi, radiația este mai mică.
(4) bandă ultra-largă (UWB):UWB este o tehnologie de comunicare fără purtătoare care folosește impulsuri înguste de unde neinusoidale la nivelul nanosecundelor până la nivel micro-microsecund pentru a transmite date, iar distanța de transmisie a acesteia este de obicei la 10 m, iar folosind o lățime de bandă de mai mult de 1 GHz, viteza de comunicare poate ajunge Mai mult de câteva sute de megabits/s. UWB funcționează într -o bandă de frecvență care variază de la 3,1 GHz la 10.6 GHz, iar lățimea de bandă minimă de funcționare este de 500MHz.
Principalele sale caracteristici sunt: rata de transmisie ridicată; energie redusă, consum redus de energie; confidențialitate puternică; Comunicarea UWB folosind secvențe reglate în timp, capabile să reziste la decolorarea multipath; UWB necesită foarte puține dispozitive RF și microunde, ceea ce poate reduce complexitatea sistemului. Datorită lățimii de bandă ridicate ocupate de sistemul UWB, sistemul UWB poate interfera cu alte sisteme de comunicații wireless existente.UWB este utilizat în principal în „gama mică” de înaltă rezoluție pentru a pătrunde în pereți ”și alte obstacole în sistemele radar și imagistică.
Astfel de dispozitive pot fi utilizate pentru a verifica dacă există defecte în structuri de beton și asfalt în clădiri, poduri, drumuri etc., precum și pentru a localiza defecțiuni în cablurile subterane și alte conducte și pentru diagnosticul bolii. În plus, acestea sunt de mare folos în domeniile salvării, prevenirii securității, combaterii incendiilor și prelucrării imaginilor medicale și medicale.
(5) NFC:NFC este o nouă tehnologie de comunicare wireless aproape de câmp, frecvența sa de operare este de 13,56 MHz, dezvoltată de la tehnologia de identificare a frecvenței radio (RFID) de 13,56 MHz, este aceeași frecvență folosită de actuala populară carte inteligentă ISO14443, care oferă o modalitate convenabilă de comunicare pentru toate produsele electronice pentru consumatori.NFC folosește modularea de cheie a amplitudinii (Ask), rata de transmitere a datelor este în general de 106kbit/s și 424kbit/s. Principalele avantaje ale NFC sunt: distanță strânsă, lățime mare de bandă, consum redus de energie, compatibil cu tehnologia de carduri inteligente fără contact, care are o gamă largă de aplicații în domeniul controlului de acces, transport public, plata telefonului mobil și așa mai departe.
Contextul aplicației NFC poate fi împărțit practic în următoarele cinci categorii:
O trecere de contact, utilizată în principal în admiterea conferinței, bariera de transport, controlul accesului și biletele de evenimente;
B Contact-Confirmare/plată, care se aplică în principal portofelelor de telefonie mobilă, plata transportului mobil și public;
C Contact-Conection, această aplicație permite 2 dispozitive activate NFC pentru a realiza transmiterea punct-la-punct a datelor;
D Browsing de contact, care permite utilizatorului să învețe și să utilizeze funcțiile și serviciile pe care sistemul le poate oferi prin intermediul telefonului mobil activat NFC;
E descărcare-contact, prin intermediul echipamentului terminal cu funcția NFC, folosind rețeaua GPRS/CDMA pentru a primi sau descărca informații relevante pentru controlul sau plata accesului și alte funcții.
Tehnologie de transmisie wireless pe distanțe lungi
Tehnologia de transmisie wireless la distanță lungă: În prezent, tehnologia de comunicare wireless utilizată pe scară largă în zone îndepărtate include în principal GPRS/CDMA, radio de transmisie digitală, microunde cu spectru de răspândire, pod wireless și comunicare prin satelit, tehnologie de comunicare cu undă scurtă. Este utilizat în principal în mai îndepărtat sau mai potrivit pentru așezarea liniilor în regiune, cum ar fi: mine de cărbune, mare, poluare sau zone de mediu mai severe.
(1) GPRS/CDMA Tehnologie de comunicare wireless:GPRS (Serviciul de pachete radio cu scop general) este o tehnologie de comutare a pachetelor wireless bazate pe sistemul de comunicare GSM dezvoltat și operat de China Mobile și este o tehnologie între a doua generație și a treia generație, cunoscută de obicei ca 2.5G, care este o fir fără fir Metoda de transmisie dezvoltată prin utilizarea conceptului de „comutare a pachetelor”. Comutarea pachetelor încapsulează datele într -o serie de pachete separate și transmite aceste pachete unul câte unul, într -o formă oarecum similară cu trimiterea unui colet, cu avantajul că lățimea de bandă este preluată doar atunci când există date care trebuie transmise și are un preț în termeni de Cantitatea de date, care îmbunătățește eficient utilizarea rețelei. Rețeaua GPRS acceptă atât date de tip circuit, cât și date comutate de pachete, ceea ce face ușor interconectarea cu internetul, în comparație cu datele de tip circuit din rețeaua originală GSM. În comparație cu metoda de transmitere a datelor comutată de circuit a rețelei originale GSM, tehnologia de gRRS comutată de pachete are avantajele transmisiei de mare viteză online în timp real online.
CDMA (care reprezintă accesul multiplu al diviziei de cod) este un nou sistem de comunicare wireless operat de China Telecom bazat pe tehnologia diviziei de coduri și tehnologia de acces multiplu, iar principiul său se bazează pe tehnologia SPREAPTUM Spectrum.
(2) Comunicare radio de transmisie digitală:Radio de transmisie digitală este prescurtarea radioului digital de transmisie de date wireless. Este utilizarea procesării digitale a semnalului, a modulării digitale și a demodulului, cu corectarea erorilor înainte, egalizarea judecății soft și alte funcții ale unui radio de transmisie de date wireless. Frecvența de lucru a radioului de transmisie digitală folosește în cea mai mare parte 220--240 MHz sau 400--470 bandă de frecvență MHz, care are avantajele compatibilității digitale și vocale, transmisie bună a datelor în timp real, canal de transmisie dedicat de date, o singură dată Investiții, fără funcționare și utilizarea taxei, aplicabile mediilor dure, stabilitate bună și așa mai departe. Raza de acoperire eficientă a radioului digital este de aproximativ zeci de kilometri, care pot acoperi un oraș sau o anumită zonă. Radioul digital oferă, de obicei, interfața de date standard RS -232, care poate fi conectată direct cu computer, Colector de date, RTU, PLC, terminal de date, receptor GPS, cameră digitală și așa mai departe. A fost utilizat pe scară largă în diverse industrii, în aerospațial, calea ferată, energia electrică, petrolul, meteorologia, seismicul și alte industrii diferite au aplicații în telecomandă, telemetrie, agitând scrisoarea, teledetecta și alte zone SCADA au făcut, de asemenea, progrese mari și dezvoltare.
(3) Comunicare cu microunde cu spectru răspândit:Comunicarea spectrului răspândit, adică tehnologia de comunicare extinsă cu spectru se referă la o tehnologie de comunicare în care lățimea de bandă a semnalului utilizat pentru transmiterea informațiilor este mult mai mare decât lățimea de bandă a informațiilor în sine. A fost folosit pentru prima dată în comunicații militare. Principiul de bază al transmisiei este că informațiile transmise sunt modulate cu o secvență de cod pseudo-aleatoriu (cod cu spectru de răspândire), iar rata codului pseudo-aleatoriu este mult mai mare decât rata informațiilor transmise, ceea ce face ca lățimea de bandă să fie ocupat de semnalul transmis mult mai mare decât lățimea de bandă cerută de informațiile în sine pentru a realiza expansiunea spectrului și, în același timp, densitatea spectrală a puterii radio emise în spațiu este, de asemenea redus foarte mult. La capătul de primire, același cod de spectru răspândit este utilizat pentru demodularea și recuperarea datelor informațiilor! Principalele sale caracteristici sunt: imunitate excelentă a zgomotului; Abilitatea anti-Jamming; capacitate anti-decapare; capacitate de interferență anti-poligonală; rețea de comunicații ușor de multimedia; are capacități bune de comunicare de securitate; nu interferează cu alte sisteme de același tip, etc., având în același timp o distanță lungă de transmisie, o acoperire largă și alte caracteristici, în special potrivite pentru aplicațiile de rețea de câmp.
(4) Podul wireless:Podul wireless este o combinație de tehnologie de frecvență radio wireless și tehnologie tradițională cu fir. Podul wireless este proiectat pentru utilizarea wireless (cuptor cu microunde) pentru interconectarea punct-la-punct de transmitere a datelor pe distanțe lungi. Este un dispozitiv de depozitare și avansat pentru a realiza interconectarea LAN la stratul de legătură, care poate fi utilizat pentru o distanță lungă de distanță lungă (până la 50 km), de mare viteză (până la 100 de megabits pe secundă (MBPS)) rețea wireless între fix Echipamente digitale și alte echipamente digitale fixe. Tehnologia cu microunde cu spectru de răspândire și tehnologia podului wireless pot fi utilizate pentru a transmite cerințele de lățime de bandă sunt destul de mari pentru supravegherea video și alte servicii mari de transmisie a semnalului de date.
(5) Comunicare prin satelit:Comunicarea prin satelit se referă la utilizarea sateliților artificiali pe pământ ca stații de releu pentru a releva semnalele radio, realizând astfel o tehnologie de comunicare între mai multe stații la sol, care este moștenirea și dezvoltarea comunicării cu microunde terestre. Un sistem de comunicare prin satelit constă de obicei din două părți, și anume, capătul satelitului și capătul solului. Capătul satelitului este în aer, folosit în principal pentru a amplifica semnalele trimise de stația de sol și apoi pentru a le transmite către alte stații de sol. Stația de la sol este utilizată în principal pentru controlul și urmărirea sateliților, precum și realizarea accesului sistemelor de comunicare la sol la sistemele de comunicare prin satelit.
Sateliții pot fi împărțiți în sateliți sincroni și sateliți non-sincroni, sateliți sincroni care rulează în aer în aceeași direcție și perioadă cu direcția și perioada rotației Pământului, iar din orice poziție de pe sol, sateliții sunt staționare; Sateliții non-sincroni rulează într-o perioadă mai mare sau mai mică decât ciclul de funcționare al Pământului, iar altitudinea și înclinația lor orbitală pot fi ajustate în funcție de nevoile formei „înclinației”.
Caracteristicile comunicării prin satelit sunt: o acoperire largă, o bandă de frecvență de lucru largă, o calitate bună a comunicării, fără a fi limitată de condițiile geografice, iar costul nu are nicio legătură cu distanța de comunicare, etc. Este utilizată în principal în comunicarea internațională și comunicarea internă. Este utilizat în principal în comunicații internaționale, comunicații interne, comunicații militare, comunicații mobile și radiodifuziune de radio și televiziune, etc. Principalul dezavantaj al comunicațiilor prin satelit este că comunicarea are o anumită întârziere, de exemplu, atunci când joci telefonul prin satelit, nu poți să nu poți Auziți imediat reciproc înapoi, motivul principal este că distanța de transmisie a comunicațiilor prin satelit este mai lungă, transmisia undelor radio în aer este o anumită întârziere.
(6) Comunicări cu unde scurte:Conform diviziei Comitetului consultativ radio internațional, undele scurte se referă la undele electromagnetice cu o lungime de undă de 100m - 10 M și o frecvență de 3MHz - 30 MHz. Comunicarea cu unde scurte se referă la utilizarea comunicării radio cu undă scurtă, cunoscută și sub denumirea de comunicare de înaltă frecvență (HF). Comunicarea cu unde scurte poate fi împărțită în propagarea undelor solului și propagarea undelor cerului. Atenuarea propagării undelor solice crește odată cu creșterea frecvenței de funcționare, iar în aceleași condiții de sol, cu cât frecvența este mai mare, cu atât atenuarea este mai mare. Utilizarea undei la sol este aplicabilă numai comunicării cu distanță apropiată, iar frecvența de funcționare a acesteia este în general selectată sub 5MHz. Propagarea undelor la sol este afectată de vremea este mică, relativ stabilă, parametrii canalului, practic, nu se schimbă cu timpul, astfel încât canalul poate fi considerat ca un canal de referință constant. Propagarea undelor Sky este unda radio reflectată de ionosferă pentru a efectua o comunicare pe distanțe lungi, proiecția înclinată a undelor electromagnetice reflectate de ionosferă, poate fi transmisă la sol la mii de kilometri distanță. Pierderea de propagare a undelor sky este mult mai mică decât cea a valurilor solului și, după multe reflecții între sol și ionosferă, pot ajunge la locuri extrem de îndepărtate, astfel încât utilizarea undelor de cer poate fi folosită pentru a efectua comunicări din lume . Propagarea Skywave este extrem de instabilă datorită efectelor grave ale modificărilor ionosferice și propagarea multipath, iar parametrii canalului său se schimbă drastic cu timpul, astfel încât se numește canal de parametri variabili. Comunicările cu undă scurtă se caracterizează prin costuri scăzute de construcție și întreținere, timp cu ciclu scurt, echipamente simple, planificare ușoară a circuitului, rezistență puternică la distrugere, benzi de frecvență îngustă, capacitate mică de comunicare și stabilitate slabă a transmiterii semnalului pe canalele de undă cer.