Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Godt jobba til nettstedet">

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

postet på http://www.allbest.ru/

postet på http://www.allbest.ru/

Trådløse dataoverføringssystemer

Introduksjon

For tiden er trådløse dataoverføringssystemer utbredt i de fleste områder av samfunnet.

De skylder denne oppmerksomheten til:

Lav kostnad

· Mobilitet

· Uavhengighet fra kabelinfrastruktur

· Høyhastighets Internett-tilgang

Enkel å koble til og bruke

Utviklingen av trådløse tilgangssystemer går i tre hovedretninger:

1. Satellittsystemer

2. Personlige systemer mobilkommunikasjon

3. Terrestriske mikrobølgesystemer

Hver av disse midlene har sine egne fordeler og ulemper. Trådløst nettverk Det er mest effektivt når du overfører data over en avstand på flere hundre meter.

1. Utviklingen av trådløse nettverk

Ganske nylig, Mobil var egentlig telefoner, ikke smarttelefoner slik de er nå. Disse "gamle" enhetene kunne støtte minimumssett funksjoner, for eksempel å ringe og bare sende tekstmeldinger. Den gode nyheten er at disse dagene er bak oss og løftet om neste generasjons trådløse høyhastighets datanettverk har begynt å dukke opp rundt om i verden, og noen ting begynner å virke forvirrende. La oss først merke oss at prefikset "G" betyr "generasjon" (fra den engelske generasjonen).

1,1 1G

Historien begynner med fremveksten av flere nettverksteknologier på 1980-tallet: en kombinasjon av NMT og TACS i Europa og AMPS i USA. Trioen NMT, TACS og AMPS regnes som den første generasjonen av det trådløse 1G-nettverket, fordi det var disse teknologiene som gjorde at mobiltelefoner, i den formen vi nå ser dem, ble et masseprodukt. På den tiden var det ingen som tenkte på en datatjeneste, siden disse var rene analoge systemer, oppfunnet og designet eksklusivt for taleanrop og noen andre beskjedne funksjoner. Dessuten var dataoverføringshastigheten lav og dyr.

1,2 2G

Tidlig på 1990-tallet så fremveksten av de første digitale mobilnettverkene, som hadde høyere lydkvalitet, økt ytelse, større sikkerhet osv. GSM begynte sin utvikling i Europa.

Andre generasjon av det trådløse 2G-nettverket hadde allerede støtte for overføring av korte tekstmeldinger (SMS), samt dataoverføringsteknologi (CSD – en dataoverføringsteknologi utviklet for GSM-mobiltelefoner), som gjorde at data kunne overføres digitalt. Alt dette gjorde det mulig å øke dataoverføringshastigheten til 14,4 kbit/s.

1,3 2,5G

I 1997 dukket GPRS-tjenesten opp. Utseendet markerte et vendepunkt i historien til trådløs mobilkommunikasjon fordi med dens bruk begynte eksisterende GSM-nettverk å støtte kontinuerlig dataoverføring. Med GPRS kan du overføre data bare når det er nødvendig. GPRS-hastigheten var høyere enn CSD-hastigheten og nådde teoretisk 171,2 kbit/s, og operatørene kunne ta betalt for trafikk i stedet for tid på linjen.

Hoppet i popularitet til GPRS på så kort tid forklares av det faktum at folk begynte å aktivt sjekke postboksene sine. Da GPRS-teknologi allerede var på markedet, publiserte International Telecommunication Union (ITU) en ny standard, IMT-2000, som etablerte 3G-spesifikasjonene. Hovedsaken i denne historien er at 3G-enheter må gi dataoverføringshastigheter på opptil 2 Mbit/s for faste terminaler og 384 kbit/s for trådløse nettverk, noe som ikke var mulig med GPRS. Dermed ble GPRS sittende fast mellom generasjoner, 2G – som det var overlegent, og 3G – som det ikke kom til.

1,4 3G, 3,5G, 3,75G

I 2003 ble EDGE-standarden først gjort tilgjengelig i Nord-Amerika. Denne standarden tillot GSM-nettverksoperatører å presse ekstra juice ut av 2,5G-nettverk uten å investere mye penger i å oppgradere utstyr. Med en mobiltelefon som støttet EDGE, kunne abonnenter motta hastigheter dobbelt så raske som GPRS, noe som var ganske bra for den tiden.

I 2004 støttet nordamerikanske GSM-operatører EDGE. Dette var på grunn av fremveksten av en sterk konkurrent til CDMA2000. Det gir dataoverføringshastigheter litt raskere enn GPRS. De fleste andre GSM-operatører betraktet UMTS-teknologi som neste trinn i utviklingen, så de foretrakk eller hoppet over introduksjonen av EDGE. Som praksis har vist, har imidlertid de høye kostnadene og mengden arbeid med å implementere UMTS tvunget noen europeiske operatører til å revurdere sitt syn på EDGE som mulig.

Etter en tid mottok trådløse CDMA2000-nettverk 1x EV-DO Rel.0-oppdateringen. Oppdateringen økte innkommende hastighet til 2,4 Mbit/s og utgående hastighet til 153 kbit/s. Dermed fikk vi 3,5G.

Overgangsgenerasjonen 3.5G er representert av HSDPA-standarden.

For mobilnettverk i dag finnes det flere protokoller som øker dataoverføringshastighetene. Men faktisk er ingen av dem i stand til å spare mobilnettverksressurser, noe som gjør slik trafikk dyr og ineffektiv. Utviklet av ledende produsenter av utstyr for mobilkommunikasjon, er HSDPA-protokollen designet for å forbedre nettverksytelsen nøyaktig gjennom mer effektiv bruk av radiokanalen, spesielt ved å redusere forsinkelser i pakkeoverføring. HSDPA-teknologi bringer ikke noe nytt, men den endrer brukerens forståelse av tredjegenerasjons mobildatanettverk.

HSDPA (High-Speed ​​​​Downlink Packet Access - høyhastighets pakkedataoverføring fra en basestasjon til en mobiltelefon) er en mobilkommunikasjonsstandard som av eksperter anses som en av overgangsstadiene av migrering til fjerde generasjons (4G) mobil kommunikasjonsteknologier. Maksimal teoretisk dataoverføringshastighet i henhold til standarden er 14,4 Mbit/s, praktisk oppnåelig i eksisterende nettverk er ca. 3 Mbit/s.

1,5 4G

Akkurat som 3G tok ITU kontroll over 4G, og knyttet den til IMT-Advanced-spesifikasjonen. Spesifikasjonen setter innkommende datahastighet til 1 Gbit/s for faste terminaler og 100 Mbit/s for mobile enheter. Dette er virkelig enorme hastigheter som kan overgå selv en direkte tilkobling til en bredbåndskanal.

Ingen kommersiell standard oppfyller disse spesifikasjonene, men WiMAX og LTE er historisk sett ansett for å være 4G-teknologier, men dette er bare delvis sant siden de begge bruker nye, ekstremt effektive multipleksing-opplegg, og de begge mangler en talekanal. . Vi kan trygt si at 100 % av båndbredden deres brukes til datatjenester.

Som praksis har vist, har WiMAX og LTE sviktet i dataoverføringshastigheter. Teoretisk sett er hastighetsverdiene på nivået 40 Mbit/s og 100 Mbit/s, men i praksis overstiger ikke reelle hastigheter til kommersielle nettverk henholdsvis 4 Mbit/s og 30 Mbit/s. Dette faktum tilfredsstiller ikke høye krav IMT-avansert. Bare oppgradering av standardene til WiMAX Release 2 og LTE-Advanced var i stand til å oppnå disse hastighetene.

1,6 5G

Ikke alle større byer har ennå distribuert fjerdegenerasjons LTE-nettverk, og telekommunikasjonsselskaper legger allerede planer for femtegenerasjons (5G) tjenester. For eksempel tror japanske NTT DoCoMo at lanseringen av slike nettverk vil bli mulig i 2020: sammenlignet med LTE vil de gi en hundredobling i dataoverføringshastighet og en tusendobling i gjennomstrømming.

Forskere fra Chalmers tekniska högskola (Sverige) forklarte hvilke infrastrukturendringer som kan være nødvendige når man introduserer 5G-teknologier.

Først litt statistikk. I 2012 var antallet mobilabonnenter – smarttelefoneiere – 1,2 milliarder. Innen 2018 forventes antallet å vokse til 4,5 milliarder. Mobiltrafikken doblet seg mellom de første kvartalene 2012 og 2013, og innen utgangen av 2018 vil den øke ytterligere 12 ganger.

Det er klart at veksten i antall mobile enheter med nettforbindelse vil føre til en kraftig økning i belastningen på dataoverføringskanaler og vil skape behov for økt hastighet. 5G-nettverk bør være løsningen på problemet.

Forskere identifiserer fem hovedretninger i scenariet for utvikling av neste generasjons kommunikasjonssystemer. Dette er en multippel økning i hastighet sammenlignet med 4G/LTE, evnen til å tilby tjenester av høy kvalitet selv i de tettest befolkede områdene, opprettholde stabil kommunikasjon med et stort antall enheter med en nettforbindelse (vi snakker om Internett av Tingene), høy kvalitet tjenester for sluttbrukere og minimale forsinkelser.

I begynnelsen av året bevilget EU-kommisjonen 50 millioner euro til forskning på femte generasjons mobilkommunikasjon. Tilskudd er tilgjengelig vitenskapelige organisasjoner og forskere involvert i kommunikasjonsteknologi. For eksempel mottok deltakere i METIS-prosjektet (Mobile and wireless communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society), som involverte Chalmers teknologiske universitet, 16 millioner euro.

METIS har allerede definert de grunnleggende kravene som 5G-nettverk må tilfredsstille:

1. Øk dataoverføringshastigheten med 10-100 ganger per abonnent - opptil 1-10 Gbit/s.

2. Økning i forbrukt trafikk med 1000 ganger – opptil 500 GB per bruker per måned.

3. Øk antall tilkoblede enheter med 10-100 ganger.

4. Tidobling av batterilevetid for enheter med lavt strømforbruk, for eksempel sensorer.

5. Reduserer systemets responstid til 5 ms eller mindre.

6. Opprettholde samme driftskostnader og energikostnader.

En av de foreslåtte måtene å løse de identifiserte problemene på er installasjon av små laveffektbasestasjoner i hus, på gatelykter gatebelysning og til og med på biler og offentlig transport. Dette vil redusere avstanden mellom informasjonssenderen og sluttbrukeren og dermed øke effektiviteten til hovedbasestasjonene og øke dataoverføringshastigheten.

I tillegg vil fortetting av basestasjonens infrastruktur redusere strålingsintensiteten og forbedre energieffektiviteten til alle enheter uten unntak ved å redusere signaleffekten.

I hovedsak, sier forskerne, vil femte generasjons nettverk skape grunnlaget for et intelligent fellesskap der mennesker og enheter kan dele data hvor som helst, når som helst.

2. Klassifisering av trådløse teknologier

Det er forskjellige måter å klassifisere trådløse teknologier på

2.1 Etter rekkevidde

Figur 1 - klassifisering av trådløse teknologier etter rekkevidde

Personlige trådløse nettverk

Trådløse personlige nettverk ( WPAN) er nettverk som brukes til å koble til forskjellige enheter. Rekkevidden til WPAN kan nå flere meter.

Lokale trådløse nettverk (WLAN)

I et slikt nettverk utføres dataoverføring via radioluft. De vanligste representantene for et slikt nettverk er Wi-Fi og WiMAX.

Wide Area Wireless Networks (WWAN)

WWAN skiller seg fra WLAN ved at de bruker mobilteknologier som GSP og GPRS.

Nettverk i byskala (WMAN)

Slike nett gir bredbåndsaksess til nettet via en radiokanal.

Etter topologi

Punkt-til-punkt-nettverk

Et punkt-til-punkt-nettverk er den enkleste typen datanettverk der to datamaskiner kommuniserer gjennom kommunikasjonsutstyr.

Punkt-til-multipunkt-nettverk

Slike nettverk brukes til å koble sammen tre eller flere objekter.

2.2 Etter bruksområde

2.2.1 Bedriftsnettverk

Et bedriftsdatanettverk er et system som gir informasjonsoverføring mellom ulike objekter som brukes i et selskaps system. De er skapt av selskaper for deres egne behov.

2.2.2 Operatørnettverk

Operatørnett er de nettverk som er opprettet av teleoperatører for å tilby tjenester mot en avgift.

3. De vanligste trådløse datanettverkene

3.1 Bluetooth

Det mest slående eksemplet på trådløse personlige nettverk er Bluetooth. Den muliggjør dataoverføring mellom personlige enheter som bærbare datamaskiner, smarttelefoner, nettbrett, etc.

Bluetooth er en spesifikasjon for WPAN-nettverk. Som et trådløst personlig nettverk kobler Bluetooth sammen personlige enheter (bærbare datamaskiner, mobiltelefoner, mus, hodetelefoner, GPS-adaptere osv.) til en helhet. Fungerer i 2,4 GHz-frekvensområdet, avstanden avhengig av nettverksklassen kan være fra én til hundre meter.

Bluetooth-versjoner:

· Bluetooth 1.0, 1.1, 1.2, 2.0, 2.1. Disse spesifikasjonene er foreldet og er ikke inkludert i nye enheter. Andre, mer moderne alternativer er av interesse.

· Bluetooth 2.1 + EDR (Enhanced Data Rate). Dataoverføringshastighet opptil 2,1 Mbit/s.

· Bluetooth 3.0 + HS (Høyhastighet). Inkluderer to undersystemer - for høy hastighet (teoretisk maksimalt 24 Mbit/s) og for lavt strømforbruk (opptil 3 Mbit/s). Bytting skjer automatisk avhengig av behov.

· Bluetooth 4.0. Lagt til Bluetooth lavenergi-spesifikasjon. Designet for små sensorer (for eksempel i sko, treningsutstyr), kan batterilevetiden til slike sensorer nå flere år. Maksimal overføringshastighet på opptil 1 Mbit/s.

Ulike enheter kan støtte ulike protokollutvidelser, kalt profiler. Følgende profiler er av størst interesse for brukeren:

· A2DP (Advanced Audio Distribution Profile). Designet for å overføre stereolyd (for eksempel til hodetelefoner). Det finnes en versjon for mottaker og sender. Enheter med A2DP kan støtte alle typer kodeker, som MP3, AAC, etc.

· Filoverføringsprofil (FTP_profile). Overfør filer, se kataloglisten.

· HID (Human Interface Device Profile). Støtte for inndataenheter - mus, tastaturer, styrespaker. Krever mindre energi.

3.1.1 Driftsprinsipp

Driftsprinsipp Bluetooth er basert på bruk av radiobølger. Bluetooth-radiokommunikasjon utføres i området 2,4-2,4835 GHz (ISM-bånd). Bluetooth bruker Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) teknologi.

I henhold til FHSS-algoritmen, i Bluetooth hopper bærefrekvensen til signalet 1600 ganger per sekund. Sekvensen for å bytte mellom frekvenser er kjent bare for senderen og mottakeren, som synkront bytter fra en bærefrekvens til en annen hvert 625 mikrosekund. Dermed, hvis flere mottaker-sender-par opererer i nærheten, forstyrrer de ikke hverandre. Denne algoritmen er også en integrert del av systemet for å beskytte konfidensialiteten til overført informasjon: overgangen skjer i henhold til en pseudo-tilfeldig algoritme og bestemmes separat for hver forbindelse.

Bluetooth-protokollen støtter ikke bare punkt-til-punkt-tilkoblinger, men også punkt-til-multipunkt-tilkoblinger.

3.1.2 Fordeler

blåtann krever ikke siktlinje mellom enheter for synkronisering. Dette betyr at enhetene ikke trenger å stå vendt mot hverandre, og det er også mulig å overføre når begge enhetene er i separate rom. Det faktum at denne teknologien ikke krever ledninger og kabler har gjort den så populær. Maksimal overføringsrekkevidde via Bluetooth er 100 meter, men denne rekkevidden er ikke den samme for alle Bluetooth-tilkoblinger. Dette avhenger av egenskapene til enheten og dens versjon.

En av hovedfordelene med Bluetooth er dens brukervennlighet. Alle kan finne ut hvordan de konfigurerer to enheter for å koble til og synkronisere. I tillegg er teknologien helt gratis å bruke. Bluetooth 2.0-versjonen introduserte støtte for multicast, det vil si samtidig sending av data til flere enheter Sjansen for forstyrrelser fra andre trådløse nettverk i et Bluetooth-nettverk er svært lav. Dette skyldes den lave effekten til trådløse signaler og frekvenshopping. Bluetooth fungerer i samme frekvensområde som Wi-Fi 2,4 GHz. I noen svært sjeldne tilfeller kan forbindelser komme i konflikt med hverandre.

3.1.3 Ulemper

Den største ulempen Bluetooth er lav sikkerhet. Nå for tiden finnes det mange hackerprogrammer - spionprogrammer som lar deg komme inn i enheten din hvis Bluetooth er slått på. Batterislitasje under en overføring via Bluetooth er ikke betydelig, men det er noen som lar Bluetooth være slått på i enhetene sine. Dette reduserer uunngåelig batteriets levetid betydelig.

3.2 Wi-Fi

Wi-Fi - trådløse nettverk basert på IEEE 802.11-standarden.

Figur 3 - Wi-Fi-logo

Wi-Fi-standarder:

1. IEEE 802.11b - beskriver mer høye hastigheter overføring og innfører flere teknologiske begrensninger. Denne standarden ble bredt promotert av WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) og ble opprinnelig kalt Wi-Fi. Frekvenskanaler i 2,4GHz-spekteret brukes. Ratifisert i 1999. RF-teknologi som brukes: DSSS. Maksimal dataoverføringshastighet i kanalen: 1, 2, 5,5, 11 Mbps

2. IEEE 802.11a - beskriver betydelig høyere overføringshastigheter enn 11b. Frekvenskanaler i 5GHz-spekteret brukes. RF-teknologi brukt: OFDM Protokoll Ikke kompatibel med 802.11b. Ratifisert i 1999. Maksimal dataoverføringshastighet i kanalen: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps.

3. IEEE 802.11g - beskriver dataoverføringshastigheter tilsvarende 11a. Frekvenskanaler i 2,4GHz-spekteret brukes. Protokollen er 11b-kompatibel. Ratifisert i 2003. RF-teknologier som brukes: DSSS og OFDM. Maksimal datahastighet i kanalen: 1, 2, 5,5, 11 Mbps på DSSS og 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps på OFDM.

4. IEEE 802.11n er den mest avanserte kommersielle Wi-Fi-standarden for øyeblikket. Frekvenskanaler i 2,4GHz- og 5GHz-spekteret brukes. Kompatibel med 11b/11a/11g. Selv om det anbefales å bygge nettverk med fokus på kun 11n, siden det krever konfigurering av spesielle beskyttelsesmoduser hvis bakoverkompatibilitet med utdaterte standarder er nødvendig. Dette fører til en stor økning i signalinformasjon og en betydelig reduksjon i den tilgjengelige nyttige ytelsen til luftgrensesnittet. Faktisk vil selv én 11g eller 11b klient kreve spesiell konfigurasjon av hele nettverket og dets umiddelbare betydelige forringelse når det gjelder aggregert ytelse. Selve 802.11n-standarden ble utgitt 11. september 2009. Frekvenskanaler med en bredde på 20MHz og 40MHz (2x20MHz) støttes. RF-teknologi brukt: OFDM.

3.2.1 Hvordan Wi-Fi fungerer

Vanligvis inneholder et Wi-Fi-nettverksdiagram minst én klient og ett tilgangspunkt. Også i punkt-til-punkt-modus, når et tilgangspunkt ikke brukes og klienter er direkte koblet sammen med nettverkskort, er det mulig å koble sammen to klienter. Med en hastighet på 0,1 Mbit/s overfører tilgangspunktet sin nettverks-ID ved hjelp av spesielle signalpakker hvert 100. millisekund. Derfor er 0,1 Mbit/s den laveste dataoverføringshastigheten for Wi-Fi. Ved å kjenne nettverks-IDen kan klienten finne ut om en tilkobling til et gitt tilgangspunkt er mulig. Når to tilgangspunkter med identiske nettverks-IDer er innenfor rekkevidde, kan mottakeren velge mellom dem basert på signalstyrkedata.

3.2.2 Fordeler

Mulighet distribuere et nettverk uten å legge kabler, noe som reduserer kostnadene ved nettverksdistribusjon og utvidelse. Trådløse nettverk betjener steder hvor kabel ikke kan legges

Gir mobilenheter tilgang til nettverket.

Bredt distribuert i markedet. Garanti for utstyrskompatibilitet takket være obligatorisk sertifisering av utstyr av dette merket.

Mobilitet.

I en Wi-Fi-sone kan flere brukere få tilgang til Internett fra bærbare enheter og datamaskiner.

Strålingen fra enheter som bruker Wi-Fi under dataoverføring er 10 ganger mindre enn strålingen fra en mobiltelefon.

3.2.3 Ulemper

I området 2,4 GHz-frekvensen brukes av mange enheter som støtter andre typer trådløse nettverk som svekker elektromagnetisk kompatibilitet.

WEP-krypteringsstandarden kan relativt enkelt brytes selv med riktig konfigurasjon (på grunn av den svake styrken til algoritmen). Det er WPA(2)-kryptering, men i punkt-til-punkt-modus krever standarden bare implementering av en hastighet på 11 Mbit/sek (802.11b). WPA(2)-kryptering er ikke tilgjengelig, bare den lett knekkelige WEP-en.

3.3 WiMAX

Telekommunikasjonsteknologi basert på IEEE 802.16-standarden, også kalt Wireless MAN.

3.3.1 Driftsprinsipp

WiMAX-nettverk består av flere deler – base- og abonnentstasjoner, samt utstyr som kobler sammen basestasjonene.

Base- og abonnentstasjoner kommuniserer ved hjelp av radiobølger i området 1,5-11 GHz. Datautveksling kan skje med en hastighet på 70 Mbit/s.

Basestasjoner kobles til via sikteforbindelser med en frekvens på 10-66 GHz, og datautvekslingshastigheten når 120 Mbit/s.

3.3.2 Fordeler

WiMAX-teknologier vil hjelpe til med å organisere trådløs tilgang i befolkede områder, bidra til å løse «last mile»-problemet, samt redusere økonomiske kostnader for nye tilkoblinger. Hvis det nå kan vare opptil flere måneder å koble til ett objekt, vil denne prosessen med WiMAX-baserte løsninger reduseres til flere timer eller dager. Besparelser på organisering, installasjon og drift av strukturert kabelnettverk(SCS), samt hastigheten på installasjon og tilkobling av utstyr, vil redusere investeringene i telekominfrastruktur betraktelig. WiMAX-teknologier gir ikke bare taleoverføring, men også alle data, inkludert videokonferanser, Internett-tilgang, bedriftsnettverk og databaser. Problemet med å bruke WiMAX-teknologi er den ganske lave sikkerheten til informasjon som sendes over radiokanaler. Dette problemet blir nå løst av produsentene av det aktuelle utstyret. Imidlertid kan WiMAX-teknologi bli mye brukt i organisering av bedriftsdatanettverk.

3.3.3 Ulemper

Værforhold og andre trådløse systemer kan forstyrre den normale funksjonen til radiotilgang, helt andre frekvensområder kan brukes til drift, dataoverføringshastigheter faller raskt ettersom avstanden mellom basestasjonen og klientutstyret øker, utstyret er strømkrevende og forbruker ganske mye kraft.

3.4GPRS

3.4.1 Driftsprinsipp

Ved hjelp av GPRS-informasjon samles inn i pakker og overføres via talekanaler som for øyeblikket ikke er i bruk. Overføringsprioritet (taletrafikk eller dataoverføring) velges av teleoperatøren.

3.4.2 Fordeler og ulemper

Fordelene med GPRS er muligheten til å koble til Internett fra hvor som helst i verden der det er mobilkommunikasjon, høye dataoverføringshastigheter som lar deg raskt organisere tilkoblinger til Internett og jobbe med komfort, kompakthet og mobilitet.

Ulempene med GPRS er den altfor høye kostnaden for én MB informasjon og den laveste tilgangshastigheten.

Konklusjon

trådløs nettverkskommunikasjon

For tiden er trådløse dataoverføringssystemer en integrert del av ethvert menneskes liv. Trådløse nettverk forbedres raskere og raskere hvert år, spesifikasjoner systemene forbedres betydelig.

Forbedringer i trådløse dataoverføringssystemer kan utløse utviklingen av teknologier som skylagring. Hvis dataoverføringshastigheten er svært høy, kan behovet for harddisker forsvinne.

Skrevet på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Forskning og analyse av trådløse datanettverk. Trådløs kommunikasjonsteknologi wi-fi. Bluetooth kortdistanse trådløs teknologi. Trådløst nettverksgjennomstrømning. Algoritmer for alternativ ruting i trådløse nettverk.

kursarbeid, lagt til 19.01.2015


Historien om fremveksten av mobilkommunikasjon, dets driftsprinsipp og funksjoner. Hvordan Wi-Fi fungerer - et varemerke for Wi-Fi Alliance for trådløse nettverk basert på IEEE 802.11-standarden. Funksjonsdiagram av et mobilnettverk for mobilkommunikasjon. Fordeler og ulemper med nettverket.

abstrakt, lagt til 15.05.2015


Generelle konsepter om trådløse lokale nettverk, studie av deres egenskaper og grunnleggende klassifikasjoner. Anvendelse av trådløse kommunikasjonslinjer. Fordeler med trådløs kommunikasjon. Områder av det elektromagnetiske spekteret, forplantning av elektromagnetiske bølger.

kursarbeid, lagt til 18.06.2014


Karakteristisk nåværende situasjon digitale bredbåndsdatanettverk, funksjoner for deres bruk for overføring av telemetriinformasjon fra spesielle objekter. Prinsipper for å konstruere og beregne nettverk ved bruk av Wi-Fi- og WiMax-teknologier.

avgangsarbeid, lagt til 06.01.2010


Prinsippet for drift av trådløse nettverk og enheter, deres sårbarheter og hovedtrusler. Trådløst nettverk informasjon beskyttelse verktøy; WEP, WPA og WPA-PSK moduser. Sette opp nettverkssikkerhet ved bruk av inntrengningsdeteksjonssystemer med Kismet som eksempel.

kursarbeid, lagt til 28.12.2017


Utsikter for mobilitet for trådløse kommunikasjonsnettverk. Radiofrekvensområde. TV-kanalers muligheter og begrensninger. Beregning av signalet mottatt av antennen. Multikanals radiokommunikasjonssystemer. Blokkdiagrammer av en radiosender og mottaker.

presentasjon, lagt til 20.10.2014


Studerer funksjonene til trådløse nettverk, gir kommunikasjonstjenester uavhengig av sted og tid. Prosessen med å bruke bredbåndsoptisk spektrum som medium for overføring av informasjon i lukkede trådløse kommunikasjonssystemer.

artikkel, lagt til 28.01.2016


Konseptet med dataoverføringsnettverk, deres typer og klassifisering. Fiberoptiske og fiberkoaksiale nettverk. Bruk av tvunnet par og abonnenttelefonledninger for dataoverføring. Satellitttilgangssystemer. Personlige mobilnettverk.

abstrakt, lagt til 15.01.2015


Konseptet med trådløs kommunikasjon, organisere tilgang til et kommunikasjonsnettverk, til Internett. Klassifisering av trådløse nettverk: satellittmobilmodemer, infrarøde kanaler, radiorelékommunikasjon, Bluetooth. WI-FI - teknologi for overføring av data over en radiokanal, fordeler.

sammendrag, lagt til 06.06.2012


Hva er TSR? Prinsippet om å bygge trunking-nettverk. Lastebilkommunikasjonsnettverkstjenester. Bluetooth-teknologi er en metode for trådløs informasjonsoverføring. Noen aspekter praktisk anvendelse Bluetooth-teknologi. Analyse av trådløse teknologier.

Oversikt over trådløs kommunikasjonsteknologi

For tiden opplever trådløs kommunikasjonsteknologi en virkelig boom i utviklingen. Dette skyldes hovedsakelig det sterke inntoget i livene våre til smarttelefoner, nettbrett og netbooks, som for full bruk krever konstant tilgang til Internett, også ved flytting.

I tillegg, i industrien, jordbruk Vel, naturlig nok, i den militære sfæren er det et økende behov for å organisere pålitelige kontrollsystemer for distribuerte objekter og integrere dem i et globalt nettverk. Lignende trender observeres over hele verden og fører til den uunngåelige utviklingen av trådløs kommunikasjonsteknologi.

Dette bekreftes av det store antallet artikler og analytiske vurderinger som vises i søkemotorer på forespørsel fra nettverksentriske teknologier og systemer.

Begrepet nettverksentrisme innebærer tilstedeværelsen av et enkelt informasjonsrom, og maksimerer situasjonsbevissthet for alle abonnenter inkludert i det og kontinuitet i interaksjon. Noe som naturligvis innebærer en radikal revisjon av holdningen til kommunikasjonssystemer, inkludert trådløs kommunikasjon, noe som uunngåelig fører til deres aktive utvikling og forbedring.

I denne artikkelen vil jeg gjennomføre kort anmeldelse eksisterende kommersielle trådløse teknologier og standarder. For å gjøre det lettere å navigere i det store spekteret av teknologier, vil vi innføre en klassifisering basert på kommunikasjonsrekkevidde og antall abonnenter som er inkludert i det trådløse nettverket. Totalt introduserer vi seks graderinger:

1. Personlige trådløse nettverk inkluderer:

IrDA (Infrared Data Association), infrarød port - en gruppe standarder som beskriver fysiske og logiske nivåprotokoller for dataoverføring over en optisk kommunikasjonslinje ved bruk av det infrarøde området av lysbølger. I dag brukes IR-porter hovedsakelig i kontrollpaneler. I telefoner, smarttelefoner, bærbare datamaskiner og annet datautstyr er de erstattet av trådløse kommunikasjonslinjer som Bluetooth, Wi-Fi, etc. på grunn av den korte rekkevidden, muligheten til å overføre data bare med direkte synlighet av mottakeren og senderen og andre funksjoner i IR-portene.

blåtann– spesifikasjon for kortdistanseradiokommunikasjon (vanligvis opptil 200 meter) i det lisensfrie frekvensområdet (ISM-bånd: 2,4-2,4835 GHz). Bluetooth-radiokommunikasjon er basert på FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)-algoritmen, som gir pseudo-tilfeldig frekvenshopp 1600 ganger per sekund (hver 625 μs). 79 driftsfrekvenser i 1 MHz-området er tilgjengelige for tuning. I noen land er antallet tildelte frekvenser smalere, for eksempel i Japan, Frankrike og Spania - 23 frekvenskanaler. Frekvenssvitsjesekvensen er kun kjent for senderen og mottakeren som er del av samme nettverk, som synkront bytter driftsfrekvenser. For et annet mottaker-senderpar vil byttesekvensen være annerledes. Dette gjør det mulig for flere sender-mottaker-par å operere samtidig i overlappende dataoverføringsområder.

UWB (Ultra-Wide Band)– trådløs kommunikasjonsteknologi med kort rekkevidde (ca. 10 meter), som bruker i dag (09.01.2012) det bredeste frekvensområdet for kommersielle kommunikasjonsenheter. Så i USA er området tildelt fra 3,1 til 10,6 GHz, i EU fra 6 til 8 GHz, i Russland fra 2,85 til 10 GHz. De store utfordringene for utviklingen av denne teknologien er knyttet til skjæringen av frekvensområdet med frekvensene til mange militære og sivile radarer og andre produkter. Men på grunn av den ultrakorte kommunikasjonsrekkevidden og bruken av lav effekt, påvirker ikke signalene til enheter opprettet på grunnlag av UWB-teknologi driften av militært og sivilt utstyr som bruker de samme frekvensområdene. Ved å bruke et bredt spekter av frekvenser kan du oppnå enorme hastigheter, men hastigheten synker veldig raskt med økende rekkevidde. Således, i en avstand på 3 m, leveres hastigheter på opptil 480 Mbit/s. På en avstand på 10 meter vil hastigheten allerede være 110 Mbit/s. Denne store reduksjonen i hastighet skyldes den store forvrengningen av bredbåndssignalet på grunn av spredningen av den elektromagnetiske studien.

Trådløs USB, trådløs USB – designet for å erstatte kablet USB. Hovedoppgaven til WUSB er å sørge for høyhastighets utveksling over ultrakorte avstander og sikre samhandling personlig datamaskin med periferutstyr: skannere, skrivere, video- og fotokameraer, eksterne harddisker og så videre. Høy hastighet (opptil 180 Mbit/s) gis på avstander på opptil 10 meter og synker kritisk når avstanden mellom mottaker og sender øker. Høy hastighet sikres ved bruk av et bredbåndssignal ved bruk av UWB-teknologi, som også forklarer de korte dataoverføringsavstandene.

Trådløs HD– trådløs dataoverføringsteknologi, hovedsakelig beregnet på overføring av HD-video, men ingenting hindrer den i å brukes til å organisere et trådløst nettverk. Den teoretiske maksimale gjennomstrømningen til Wireless HD kan nå 28 Gbps over en avstand på opptil 10 meter. En så stor gjennomstrømming sikres ved å jobbe med et bredbåndssignal (7 GHz) med en signalfrekvens i området 60 GHz. Dette gir imidlertid også betydelige problemer: for å sende et signal med en frekvens i området 60 GHz, kreves det at mottakeren og senderen er i sikte til hverandre, ellers vil gjenstander som fanges mellom dem avbryte signalet og overføringen vil være ustabil.
For å sikre stabil kommunikasjon i rom der det ikke alltid er mulig å plassere enheter i sikte, har utviklerne gjort mye arbeid og myket betydelig opp de strenge restriksjonene for dataoverføring ved ultrahøye frekvenser. Dette ble hovedsakelig oppnådd gjennom innføringen av et distribuert system av antenner som danner et nettverk som gjør at stabil dataoverføring kan opprettholdes.

WiGig (IEEE 802.11ad.)– trådløs bredbåndsteknologi som opererer i det ulisensierte 60 GHz-frekvensbåndet og gir dataoverføring på opptil 7 Gbit/s over avstander på opptil 10 meter. WiGig er bakoverkompatibel med Wi-Fi-standarden (IEEE 802.11).
Bruk av frekvensområdet rundt 60 GHz for dataoverføring fører til rask signaldemping og behovet for å sikre siktlinje mellom mottaker og sender. For å redusere virkningen av negative effekter, bruker WiGig smalt rettet signaloverføring, som krever ekstra tid for å etablere en forbindelse (opptil flere sekunder). Hvis det ikke var mulig å etablere kommunikasjon i line-of-sight-sonen, gir teknologien muligheten til å overføre data ved lavere frekvenser - 2,4 og 5 GHz.

WHDi, Wireless Home Digital Interface (Amimon)– trådløs datateknologi brukt for høyhastighets dataoverføring og optimalisert for videooverføring høy oppløsning. WHDi-teknologien gjør det for eksempel mulig å koble en datamaskin eller bærbar PC til en skjerm trådløst.
For overføring brukes 5 GHz-frekvensområdet, som gir en hastighet på 3 Gbit/s. WHDi bruker en spesiell "video-modem"-kodingsteknologi som gir støyimmunitet og beskyttelse mot dataoverføringsfeil, og som et resultat av høy kvalitet på gjenutsending av video.

LibertyLink– teknologi for å organisere et trådløst personlig nettverk utviklet av Aura. Effekten av magnetisk induksjon brukes til å overføre informasjon. Et magnetisk felt dannes rundt senderen, modulert ved hjelp av en Gaussisk forspenning. En mottaker plassert i et magnetfelt er følsom for modulasjonene, som forårsaker en indusert strøm. Endringer i strøm generert ved mottakeren konverteres til data. LibertyLink-teknologi lar deg overføre data med hastigheter opptil ~200 Kb/s i en avstand på opptil 3 meter.

DECT/GAP– digitalt avansert trådløst telefonisystem – trådløs kommunikasjonsteknologi brukt i moderne radiotelefoner. Frekvensen som brukes for dataoverføring er 1880-1900 MHz i Europa og 1920-1930 MHz i USA. Dataoverføring er basert på en multi-carrier-metode og prinsippet om tidsdeling av flere tilganger. Kanalen er delt inn i rammer med 10 ms varighet. Hver ramme er delt inn i 24 spor, som hver kan brukes til å sende og motta data. Vanligvis brukes de første 12 sporene for å overføre data og de neste 12 sporene brukes for mottak. Bruken av DECT/GAP-teknologi lar deg oppnå høykvalitets taleoverføring over en trådløs kommunikasjonskanal, høy støyimmunitet, sikkerhet og beskyttelse mot avlytting, og alt dette med lave strålingsnivåer som er trygge for helsen.

2. Trådløse sensornettverk inkluderer:

DASH7– standard for organisering av trådløse sensornettverk.
Et sensornettverk er et nettverk av miniatyrdatabehandlingsenheter utstyrt med berøringssensorer (for eksempel temperatur, trykk, bevegelse, lyssensorer, etc.), signaltransceivere og en miniatyrstrømkilde. Rekkevidden for trådløs kommunikasjon avhenger av kraften til det overførte signalet, og etter hvert som rekkevidden øker, reduseres gjennomstrømningen av kommunikasjonslinjen betydelig. Siden et sensornettverk betyr bruk av autonome miniatyrsensorer, er signaleffekten sterkt begrenset, siden en økning i kraft fører til en reduksjon i batterilevetiden til sensorene.
DASH7-standarden bruker en signalfrekvens på 433 MHz, som er i det ulisensierte frekvensområdet. Ved overføring av data over en avstand på inntil 2 km gis en hastighet på 200 Kb/s. DASH7-teknologien er åpen og konkurrerer seriøst med proprietære trådløse sensornettverksteknologier som ZigBee eller Z-Wave.

Z-Wave– trådløs radioteknologi som brukes til å organisere sensornettverk. Hovedformålet med Z-Wave-nettverk er fjernkontroll husholdningsapparater og ulike hjemmeenheter som gir styring av belysning, varme og andre enheter for automatiseringskontroll boligbygg og kontorlokaler.
Z-Wave-teknologi gir dataoverføring over en avstand på opptil 30 meter i sikteforhold med en hastighet på 9,6 kbit/s eller 40 kbit/s, ved frekvenser på 869,0 MHz i Russland, 908,42 MHz i USA, 868,42 MHz i Europa osv. .
Siden det i hjemme- og kontorinnstillinger er umulig å sikre at alle nettverkssensorer er direkte synlige for hverandre, kan i Z-Wave-standarden hver node eller enhet videresende data til andre noder. Dermed, hvis du trenger å overføre data til en node som er ute av syne, kan dette gjøres gjennom en kjede av noder. Dessuten har Z-Wave-nettverk elementer av selvorganisering avhengig av eksterne faktorer. For eksempel, hvis det oppstår en hindring mellom to nærliggende nettverksnoder, vil signalet automatisk overføres gjennom et nettverk av andre nettverksnoder.

Insteon– kombinert (delvis kablet og delvis trådløst) sensornettverk. For å overføre informasjon brukes et radiosignal med en frekvens på 902-924 MHz, som gir dataoverføring i en avstand på opptil 45 meter under sikteforhold med en gjennomsnittshastighet på 180 bit/s. Elektriske ledninger i et hjem eller kontor brukes til å overføre informasjon over en ledning. Bruken av et kombinert nettverk øker dets pålitelighet og unngår problemer forbundet med interferens eller overlapping av siktområder ved overføring av data over en radiokanal. Insteons sensornettverk brukes ofte til hjemme- eller kontorautomatisering. Den kommer fra USA, hvor den ble opprettet for å erstatte X10-sensornettverket og hvorfra den flyttet til Europa.

EnOcean- teknologi for organisering av trådløse sensornettverk ved bruk av subminiatyrsensorer med elektrisitetsgeneratorer, mikrokontrollere og transceivere. Bruken av strømgeneratorer og elementer med ultralavt strømforbruk gjør at EnOcean-nettverkselementer kan operere autonomt, praktisk talt uten batterier, i svært lang tid. EnOcean-nettverk brukes hovedsakelig til å automatisere hjem og kontorer. EnOcean-teknologi lar deg overføre data med en frekvens på 868 MHz (for Europa, i andre land kan frekvensen variere, da dette er et lisensiert frekvensområde) med en hastighet på 120 Kbps over avstander på opptil 300 meter innenfor synsvidde . Naturligvis innendørs er dette tallet mye lavere og avhenger av materialene til veggene og bygningens utforming. Hvert nettverkselement har sitt eget 32-bits identifikasjonsnummer og en utvekslingsprotokoll som beskytter nabosensorer mot gjensidig interferens, som gjør at opptil 4 milliarder enheter kan installeres i umiddelbar nærhet av hverandre (i henhold til nettsiden til teknologiutviklerne) uten gjensidig forstyrrelse.

ISA100.11a– standard for organisering av industrielle sensornettverk, nettverk av sensorer og aktuatorer. Overføring bruker lavhastighets trådløs kommunikasjon ved hjelp av laveffektselementer. Karakteristiske trekk ved ISA100.11a fra andre sensornettverk:
– fokus på industriell bruk og følgelig spesifikke krav til styrke, støyimmunitet, pålitelighet og sikkerhet,
– muligheten til å emulere protokoller for allerede eksisterende og velprøvde kablede og trådløse sensornettverk ved hjelp av ISA100.11a-teknologi.
Datautveksling utføres med en frekvens på rundt 2,4 GHz og en hastighet på rundt 250 kbit/s.

WirelessHART er en trådløs kommunikasjonsprotokoll utviklet av HART Communication Foundation for overføring av data i form av HART-meldinger i et trådløst miljø. HART er en kommunikasjonsprotokoll for samhandling med feltsensorer basert på et utvidbart sett med enkle forespørsel-svar-kommandoer som overføres digitalt over en 2-leder linje. WirelessHART gir dataoverføringshastigheter på opptil 250 kbps over avstander på opptil 200 m (siktlinje) ved en dataoverføringsfrekvens i 2,4 GHz-båndet.

MiWi– en protokoll for organisering av sensor- og personlige nettverk med lave dataoverføringshastigheter over korte avstander, basert på IEEE802.15.4-spesifikasjonen for trådløse personlige nettverk. Et MiWi-basert nettverk kan inneholde opptil 1024 noder, administrert av opptil 8 koordinatorer. Hver koordinator kan kommunisere med opptil 127 noder. Dataoverføring utføres i frekvensområdet 2,4 GHz (drift i frekvensområdet 868 MHz og 915 MHz med lavere hastigheter er gitt) med hastigheter på opptil 250 Kb/s.

6LoWPAN– en standard som sikrer samspillet mellom små trådløse nettverk (private nettverk eller sensornettverk) med IP-nettverk som bruker IPv6-protokollen. Den brukes hovedsakelig til organisering av sensornettverk og automatisering av bolig- og kontorlokaler med mulighet for styring via Internett, men kan også brukes autonomt som enkle trådløse sensornettverk. Dataoverføring i 6LoWPAN-standarden innebærer bruk av sub-GHz-området og gir overføringshastigheter fra 50 til 200 kbps over en avstand på opptil 800 meter.

One-Net– en åpen protokoll for organisering av trådløse sensornettverk og automasjonsnettverk for bygninger og distribuerte objekter. Lar deg organisere nettverk som inkluderer opptil 4096 noder med flere koordinatorer og repeatere, noe som øker dataoverføringsområdet. Dataoverføring leveres over avstander på opptil 100 meter innendørs og opptil 500 meter i åpne områder med en dataoverføringshastighet på 28,4 – 230 Kbps.

Wavenis– trådløs dataoverføringsteknologi som bruker frekvenser 433/868/915 MHz og gir overføringsavstander på opptil 1000 m i åpent rom og opptil 200 m innendørs med hastigheter på opptil 100 Kbps. Wavenis-teknologi brukes til å organisere personlige nettverk og sensornettverk, siden det ultralave forbruket av sender/mottakerenheter gjør at de kan operere autonomt i opptil 15 år på ett enkelt batteri.

Rubee– lokalt trådløst nettverk, som hovedsakelig brukes som sensornettverk. RuBee bruker magnetiske bølger for å overføre data og sender med en frekvens på 131 KHz, noe som gir en hastighet på kun 1200 roboter per sekund på avstander fra 1 til 30 meter. Det kan imidlertid redusere energiforbruket betydelig og lar nettverksnoder operere autonomt i flere år på ett enkelt batteri.
Nettverket brukes hovedsakelig til spesifikke formål som ikke krever høy hastighet, men som krever lang batterilevetid og pålitelig, sikker kommunikasjon. Ved å bruke en lav frekvens kan du unngå problemer knyttet til dataoverføring innendørs, siden signalet ikke reflekteres eller blokkeres av vegger og andre gjenstander. RuBee-nettverket i USA er sertifisert av Department of Defense og Department of Energy og anbefales for bruk i høyrisikoanlegg.

3. Små lokale trådløse nettverk inkluderer:

HiperLAN (High Performance Radio LAN)– trådløs kommunikasjonsstandard. Det er to revisjoner av standarden: HiperLAN 1 og HiperLAN 2. HiperLAN 1-standarden ble utgitt i 1981 og beskriver en langsommere kommunikasjonslinje som gir dataoverføringshastigheter på opptil 10 Mbit/s over en avstand på opptil 50 meter. Denne revisjonen brukte en asynkron overføringsmodus og en flertilgangsmekanisme lik den som ble brukt i familien av buss-type lokale nettverk med tilfeldig tilgang med kollisjonsunngåelse.
En revisjon av standarden utgitt i 2000 beskriver allerede en trådløs datakobling med høyere hastighet. HiperLAN 2 bruker et bredbåndssignal med en frekvens på rundt 5 GHz for dataoverføring, og gir dataoverføringshastigheter på opptil 54 Mbit/s over en avstand på opptil 150 meter. Dessuten lar begge revisjonene deg jobbe med mobile objekter som beveger seg med hastigheter på opptil 1,4 m/s (HiperLAN revisjon 1) og opptil 10 m/s (HiperLAN revisjon 2).

WiFi er et varemerke for Wi-Fi Alliance, som er en familie av standarder i IEEE 802.11-spesifikasjonen for bredbåndsradiokommunikasjon. Avhengig av standarden bruker Wi-Fi frekvenser rundt 2,4 GHz eller 5 GHz for dataoverføring og gir dataoverføringshastigheter på 2 Mbit/s over avstander på opptil 200 meter. Wi-Fi brukes til å organisere trådløse lokale nettverk og trådløse Internett-tilkoblinger. Wi-Fi er en av de mest populære gruppene av standarder og er mye brukt for å organisere hjemme- og kontornettverk, offentlig tilgang til Internett på hoteller, kafeer, butikker og andre offentlige steder.

Zigbee– teknologi for organisering av trådløse sensorer og personlige nettverk. Zigbee-teknologi gir lavt strømforbruk og dataoverføring på en ulisensiert 2,4 GHz-frekvens (frekvensen kan variere fra land til land) med hastigheter på opptil 250 Kbps, over en avstand på opptil 75 meter i sikteforhold. Både enkle punkt-til-punkt- og stjernenettverk støttes, samt komplekse nettverk med videresending og automatisk ruting, slik at data kan overføres mellom to noder som ikke er i siktlinje gjennom en kjede av nettverksnoder.
Zigbee-nettverk brukes både for å koble sammen individuelle enheter, for eksempel trådløse hodetelefoner eller høyttalere med en datamaskin eller smarttelefon, og for å organisere komplekse nettverk for automatisering av hjemme- og kontoradministrasjon.

RONJA (Reasonable Optical Near Joint Access)– teknologi for trådløs dataoverføring ved bruk av et optisk signal. Den brukes til å organisere full-dupleks punkt-til-punkt-forbindelser ved hjelp av Ethernet-standarden, og gir dataoverføringshastigheter på opptil 10 Mbit/s i en avstand på opptil 1,4 km med klar synlighet for abonnenter. Under vanskelige værforhold (snø, regn, tåke) synker kommunikasjonsrekkevidden og hastigheten betydelig, og dataoverføringsfeil kan oppstå.

4. Store lokale trådløse nettverk inkluderer:

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)– trådløs dataoverføringsteknologi basert på IEEE 802.16-standarden. Hovedformålet med teknologien er høyhastighetskommunikasjon over lange avstander og å tilby Internett-tilgang. Det er to revisjoner av WiMAX, hvorav den ene (WiMAX selv) er basert på IEEE 802.16d-standarden, og den andre (WiMAX Mobile) er basert på IEEE 802.16e-standarden. En tredje revisjon er under utvikling – WiMax 2, som vil være betydelig raskere enn de to første revisjonene når det gjelder hastighet og kommunikasjonsrekkevidde.
WiMAX overfører data med en frekvens på 1,5-11 GHz med hastigheter på opptil 75 Mbit/s over en avstand på opptil 80 km. WiMAX Mobile overfører data med en frekvens på 2,3-13,6 GHz med hastigheter på opptil 40 Mbit/s over en avstand på opptil 5 km. Du kan lese mer om design- og driftsprinsippene til WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) på nettstedet Systems and Networks (systemseti.com).

HiperMAN- trådløs dataoverføringsteknologi basert på IEEE 802.16-standarden. Europeisk alternativ til WiMAX-teknologi. HiperMAN er spesialisert for pakkedataoverføring og organisering av trådløse IP-nettverk. Den har egenskaper (frekvensområde, hastighet og dataoverføringsområde) som ligner på WiMAX-teknologi.

WiBro (trådløst bredbånd)– trådløs teknologi for høyhastighets dataoverføring over lange avstander, basert på IEEE 802.16e-standarden. Nordkoreansk analog av WiMAX Mobile-teknologi. Frekvensområdet 2,3-13,6 GHz brukes til dataoverføring, mens det i Nord-Korea er tildelt området 2,3-2,4 GHz. Maksimal gjennomstrømning av basestasjoner er 30-50 Mbit/s i rekkevidder på opptil 5 km når objektet beveger seg med en hastighet på mindre enn 120 km/t.

Klassisk WaveLAN– trådløs kommunikasjonsteknologi som brukes til å organisere lokale nettverk (et trådløst alternativ til kablede Ethernet- og Token Ring-nettverk). Dataoverføring utføres i frekvensområdet 900 MHz eller 2,4 GHz, samtidig som det gir en overføringshastighet på opptil 2 Mbit/s.

5. Globale trådløse nettverk inkluderer:

5.1. 1G generasjons mobilkommunikasjon

NMT (Nordisk mobiltelefon) er en trådløs analog mobilkommunikasjonsstandard utviklet i 1978, men den brukes fortsatt i Russland i dag, med dekning som kan sammenlignes med den totale dekningen til alle andre standarder for mobilkommunikasjon. NMT gir tilgang til flere abonnenter med frekvensdeling på avstander over 70 km fra basestasjonen.
Signaloverføring utføres i frekvensområdet 450 MHz. I dette tilfellet brukes frekvensområdet 453-457,5 MHz til å overføre data fra abonnenten, og frekvensområdet 463-467,5 MHz brukes til å motta data fra basestasjonen. Innenfor disse områdene brukes kanalskjæring med et trinn på 12,5 KHz.
Bruk av en frekvens i 450 MHz-området resulterer i mye forstyrrelser i store byer, men den lengre kommunikasjonsrekkevidden gir god kommunikasjon i forstedene og vekk fra byer.

AMPS (Advanced Mobile Phone System)- en trådløs analog mobilstandard brukt siden 1983. Først brukt i USA, nå brukt i mange europeiske land, inkludert i Russland (Beeline-selskap). AMPS gir tilgang til flere abonnenter med frekvensdeling. Akkurat som i NMT-standarden brukes separate frekvensområder for å sende og motta data, som er kuttet i kanaler (én kanal - 30 KHz). Totalt støttes 832 kanaler. Nettverksdesignet er veldig likt GSM-nettverket, som bruker et nettverk av cellehjørnebasestasjoner og svitsjesentre.

TACS (Total Access Control System)– et analogt trådløst kommunikasjonssystem utviklet basert på AMPS-standarden og brukt siden 1985. Det første nettverket ble distribuert i England, deretter begynte TACS å bli brukt i land som Spania, Irland, Australia, Kenya, Kuwait, Malaysia og noen andre. Ikke brukt siden mai 2001. TACS-systemet brukte frekvensmodulasjon (FSK). Frekvensbåndet 935-950 MHz ble brukt for overføring fra basestasjonen, og 890-905 MHz for overføring fra abonnenten. Totalt antall 600 kanaler, med en avstand på 25 kHz. Rekkevidden til én basestasjon er opptil 20 km. TACS-kommunikasjonssystemet har blitt forbedret flere ganger. Modifikasjoner av ETACS og NTACS ble introdusert, og økte frekvensområdet og antall kanaler, noe som gjorde det mulig å øke antall samtidig betjente abonnenter og kvaliteten på kommunikasjonen.

Mobitex– en åpen trådløs kommunikasjonsstandard basert på pakkesvitsjing. Nettverket består av basestasjoner og brytere og er et mobilnettverk for data- og taleoverføring, men i Mobitex-standarden er punkt-til-punkt-svitsjing mellom to abonnenter mulig, utenom basestasjoner, hvis de er innenfor rekkevidden til abonnentutstyr. Dette avlaster nettverket noe. Frekvensområder rundt 80, 400, 800 eller 900 MHz brukes til overføring. Den teoretiske maksimale nettverksgjennomstrømningen er 8 KB/s. Den effektive gjennomstrømningen er mye lavere og avhenger av lengden på meldinger, overbelastning av kommunikasjonskanaler osv. og er i gjennomsnitt omtrent 2 Kbps. Utviklet på midten av 80-tallet. Brukt i 23 land er det imidlertid mindre populært enn GSM-mobilnettverk og brukes hovedsakelig av førstehjelp, brannmenn, militær, politi, etc.

DataTAC– en åpen standard for trådløs lavhastighetskommunikasjon basert på pakkesvitsjing, tilsvarende konstruksjon som Mobitex-standarden. Frekvensområder rundt 800 MHz brukes vanligvis til overføring, og gir hastigheter på opptil 19,2 Kbps. Hovedsakelig brukt til dataoverføring, for eksempel, er personsøkernettverk i Canada organisert basert på DataTAC.

5.2. Mobilkommunikasjon av 2G-generasjonen

GSM (Global System for Mobile Communications)– den mest utbredte standarden for trådløs digital mobilkommunikasjon i dag (oktober 2012). Standarden tilhører 2G-generasjonen og gir kanalseparasjon etter tid og frekvens. Dataoverføring i standarden er mulig i fire frekvensområder: 450 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz. Frekvensområdet som brukes avhenger av typen telefon og regionen den brukes i. Mange telefoner støtter flere bånd samtidig, og det er noen som støtter alle fire mulige bånd.
GSM-nettverket består av basestasjoner, kommunikasjonssentre og abonnenter selv - mobile mobilstasjoner eller ganske enkelt mobiltelefoner. Basestasjoner er lokalisert ved hjørnene til likesidede sekskanter, og dekker med sekskanter hele området der mobilkommunikasjon må tilbys. Hvis du ser på utformingen av basestasjonene, vil den ligne en honningkake. Diameteren til hver sekskantet celle (sirkelen som en likesidet sekskant er innskrevet i) kan nå opptil 50 km. Teoretisk kan diameteren nå 120 km, men dette krever spesielle forsterkere og kommunikasjonskvaliteten kan være uakseptabel.
Abonnenten sender data gjennom en av basestasjonene, som igjen videresender dataene gjennom et nettverk av basestasjoner til en annen abonnent, og når abonnenten flytter fra en celle til en annen, sikres arbeid med den nye basestasjonen uten avbrudd i kommunikasjonen .
Kommunikasjonssentre gir interaksjon mellom abonnenter ved å etablere forbindelser, og gir interaksjon mellom andre radiokommunikasjonssystemer.

TDMA (Time Division Multiple Access)– en mobil trådløs kommunikasjonsstandard basert på tidsdelt multippeltilgang. Det vil si at alle abonnenter i et nettverk basert på TDMA-standarden opererer i samme frekvensområde, men hver abonnent får tildelt en bestemt tidsluke der kringkasting er tillatt. Dette laget tildeles alle aktive abonnenter én etter én, og gjentar denne prosessen syklisk. Når antallet aktive abonnenter øker, reduseres kanalkapasiteten. TDMA-baserte nettverk er svært populære og brukes i mer enn 70 land rundt om i verden og fortsetter å utvikle seg, og rangerer nummer to i popularitet etter GSM-nettverk.

PDC (Personal Digital Cellular)– en standard basert på TDMA-standarden og brukes kun i Japan. I drift siden 1993. Signaloverføring fra basestasjonen til abonnenten utføres med en frekvens på 810-888 MHz, og fra abonnenten til basestasjonen ved en frekvens på 893-958 MHz eller med en frekvens på 1477-1501 MHz og 1429-1453 MHz, henholdsvis. Bredden på en kanal er 25 KHz. Dataoverføringshastigheten er 11,2 Kbps i versjonen med tre spor av standarden og 5,6 Kbps i versjonen med seks spor. Standarden blir raskt erstattet av tredjegenerasjons mobilkommunikasjon, og 31. mars 2012 ble den siste tjenesten som brukte denne standarden stoppet.

DAMPER– Time Division Multiple Access (TDMA) og Frequency Division Multiple Access (FDMA) digital trådløs mobilkommunikasjonsstandard. Frekvenser i området fra 825 MHz til 890 MHz ble brukt til overføring. Bredden på én kanal for dataoverføring er 30 KHz. De siste modifikasjonene av standarden har nærmet seg GSM-standarden i sine evner, men for øyeblikket er det over hele verden en overgang til raskere og mer romslige nettverk som gir høyhastighets Internett-tilgang, muligheten til å gjennomføre videokonferanser, etc. . Så denne standarden blir aktivt erstattet. For eksempel, i Russland, er frekvensområdet okkupert av denne standarden tildelt digital-TV, og siden 2010 har DAMPS-standardnettverk blitt slått av. Det siste slike nettverket ble stengt i oktober 2012.

iDEN (integrert Digital Enhanced Network)- trådløs kommunikasjonsteknologi utviklet av Motorolla på midten av nittitallet. Teknologien er basert på GSM-nettet og krever ikke installasjon av tilleggsutstyr annet enn sentrale kontrollenheter. Det er nok å installere tilleggsprogramvare på GSM-nettverksbasestasjoner. iDEN er basert på TDMA-standarden (Time Division Multiple Access) - tidsdelt multippeltilgang. Overføring utføres i frekvensområdet 806-825/851-870 MHz, som er kuttet i kanaler med en bredde på 25 KHz. Data i kanalen overføres i 90 ms intervaller. Dermed kan flere abonnenter samtidig kommunisere ikke bare i forskjellige frekvenskanaler, men også på samme kanal, vekselvis ved å bruke den. Kanalkapasiteten når 64 Kbps. For taleoverføring brukes et kodesystem basert på VSELP-algoritmen, som gjør det mulig å oppnå et lydsignal av høy kvalitet med lav belastning på kommunikasjonskanalen.

5.3. 2,5G generasjon mobilkommunikasjon

GPRS (General Packet Radio Service)– pakkeradioteknologi, som er et tillegg til GSM-standarden for trådløs digital mobilkommunikasjon. Ved bruk av GPRS-teknologi samles data i pakker og overføres først da, mens den maksimale teoretiske hastigheten kan komme opp i 171,2 kbit/s med et gjennomsnitt på 50-60 kbit/s, i motsetning til GSM-nettet som gir maksimalt 14,4 kbit/s Med. GPRS brukes hovedsakelig for dataoverføring mellom enheter på GSM-nettverket og tilgang til Internett.

EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution)– trådløs dataoverføringsteknologi for mobilkommunikasjon, brukt som et tillegg i GSM-nettverk. Takket være en forbedret adaptiv modulasjonsjusteringsalgoritme og ytterligere feilkontroll- og korrigeringsalgoritmer, økes dataoverføringshastigheten og påliteligheten og følsomheten for interferens reduseres. Således, når du bruker EDGE-teknologi, gis en gjennomsnittshastighet på ca. 75 - 130 Kbps. Samtidig kan den maksimale teoretiske hastigheten nå 474 kbit/s med pakkedataoverføring.

HC-SDMA (High Capacity Spatial Division Multiple Access) eller iBurst– trådløs bredbåndsdataoverføringsteknologi. Foreløpig gir teknologien dataoverføringshastigheter på opptil 1 Mbit/s for stasjonære og mobile objekter (som beveger seg med hastigheter på opptil 110 km/t). Konstruksjonsprinsippet ligner på GSM-nettverk; roaming mellom basestasjoner støttes også og sømløs (ubrutt) nettverksdekning tilbys for mobilabonnenter. Men på grunn av det "smarte" adaptive antennesystemet, brukes delingen av nettverksressurser mellom abonnenter mye mer effektivt og dataoverføringshastigheten øker. For øyeblikket (oktober 2012) brukes iBurst i 13 land: USA, Canada, Sør-Afrika, Aserbajdsjan, Norge, Irland, Malaysia, Libanon, Kenya, Tanzania, Ghana, Mosambik, Den demokratiske republikken Kongo. Teknologien er ennå ikke tatt i bruk i Russland.

CDMA (Code Division Multiply Access)– en gruppe mobilkommunikasjonsstandarder som ligger mellom andre (2G) og tredje generasjon (3G), den såkalte 2,5G-generasjonen. CDMA-standarder bruker en kodedelt fleraksessteknikk der et smalbåndssignal moduleres med en pseudo-tilfeldig digital sekvens, noe som resulterer i et støylignende bredbåndssignal. Ved mottak demoduleres signalet og det opprinnelige smalbåndssignalet oppnås. Ved å modulere signalet med ulike sekvenser kan du kommunisere med flere abonnenter samtidig.

5.4. Mobilkommunikasjon av 3G-generasjonen

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)– tredje generasjons (3G) mobilkommunikasjonsteknologi som bruker Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) teknologi for kommunikasjon. UMTS gir en teoretisk topphastighet på opptil 21 Mbit/s, men i praksis er hastigheten for øyeblikket (slutten av 2012) mye lavere. Dermed leveres hastigheter på opptil 7,2 Mbit/s fra basestasjonen til abonnenten, og kun 384 Kbit/s fra abonnenten til basestasjonen. Men samtidig er dette betydelig mer enn det som tilbys i andre generasjons (2G) nettverk - GSM, der hastigheten knapt når 14,4 Kbps. For dataoverføring brukes to kanaler med en bredde på 5 MHz i området 1885 MHz - 2025 MHz og 2110 MHz - 2200 MHz. Dessuten brukes det første området til å overføre data fra abonnenten til basestasjonen, og det andre - fra basestasjonen til abonnenten. Siden rekkeviddene som er tildelt i henhold til standarden kan overlappe med de som allerede er i bruk, kan de i noen land avvike, for eksempel i USA brukes områdene 1710 MHz - 1755 MHz og 2110 MHz - 2155 MHz.

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access)– en bredbåndsversjon av CDMA-standarden med hybrid faseskiftnøkling. Ny standard gir hastigheter på opptil 2 Mbit/s for faste abonnenter på korte avstander fra basestasjonen, og opptil 384 Kbit/s for mobile objekter som beveger seg fra høy hastighet. For å kringkaste data bruker standarden to frekvensbånd med en bredde på 5 MHz, ett for å motta data fra basestasjoner, det andre for å sende. Bruken av bred båndbredde, nye kodealgoritmer og en ny stemmekodek (AMR) gjør WCDMA-standarden raskere, høyere kvalitet og mer pålitelig sammenlignet med forgjengeren CDMA.

CDMA 2000– videreutvikling av CDMA trådløs kommunikasjonsstandard. CDMA 2000 består av flere revisjoner: CDMA2000 1X, CDMA2000 1X EV-DO, CDMA2000 1X EV-DO Rev.A, CDMA2000 1X EV-DO Rev.B og andre. CDMA2000 1X er den første versjonen av standarden. Den ga hastigheter på opptil 153 kbit/s og tilhørte andre generasjons mobilkommunikasjon. CDMA2000 1X EV-DO ga allerede hastigheter på opptil 2,4 Mbit/s ved overføring av data fra basestasjonen til abonnenten og opptil 153 kbit/s i motsatt retning og tilhørte allerede 3G-generasjonen. I CDMA2000 1X EV-DO Rev.A revisjonen ble overføringshastigheten ytterligere økt og utgjorde 3,1 Mbit/s fra basestasjonen til abonnenten og 1,8 Mbit/s tilbake. I revisjon B var hastighetene allerede 4,9 Mbit/s og 2,4 Mbit/s, mens det ble introdusert muligheten for å kombinere flere frekvenskanaler, som teoretisk kunne gi hastigheter på 73,5 Mbit/s til abonnenten og 27 Mbit/s fra abonnenten . Gruppen av standarder har blitt svært utbredt og har mange modifikasjoner som er forskjellige i kanaldelingsmetoder, overføringshastighet, kodetype, etc.

5.5. Mobilkommunikasjon av 3,5G-generasjonen

HSPA (Høyhastighetspakketilgang)– en teknologi for trådløs bredbånd (5 MHz) pakkedataoverføring, som er et tillegg til tredjegenerasjons mobilnettverk (WCDMA/UMTS) og kan øke deres grunnleggende hastighet betydelig. WCDMA-teknologi lar deg oppnå en teoretisk topphastighet fra abonnenten til basestasjonen på opptil 5,7 Mbit/s, og fra basestasjonen til abonnenten - 14,4 Mbit/s. I praksis er hastighetene mye lavere, ikke bare på grunn av overbelastning av nettverket, men også på grunn av utstyrsbegrensninger. Så mange abonnentenheter støtter en maksimal datamottakshastighet på bare 7,2 Mbit/s. Med ytterligere forbedring av standarden annonserte utviklerne hastigheter på opptil 42 Mbit/s fra basestasjonen og opptil 12 Mbit/s fra abonnenten.

5.6. Mobilkommunikasjon av 4G-generasjonen

LTE (langsiktig utvikling)– teknologi for å bygge en ny generasjon trådløst nettverk, fundamentalt forskjellig fra mobilnettverk i 2G- og 3G-generasjonen. LTE-nettverk bruker pakkesvitsjteknologi og ortogonal frekvensdelings-multitilgangsteknologi (OFDMA), noe som gir dramatiske fordeler i forhold til tidligere generasjonsnettverk med kretssvitsjing og kodedelings-multitilgangsteknologier. Så den teoretiske gjennomstrømningshastigheten fra basestasjonen til abonnenten vil være opptil 300 Mbit/s, og fra abonnenten til basestasjonen - opptil 75 Mbit/s. Dette vil gi en fundamentalt ny kvalitet på kommunikasjonen og vil tillate oss å tilby tidligere utilgjengelige tjenester: se på nettvideoer, flerspillerspill på nett, organisere massevideokonferanser, overvåkingssystemer, etc.

5.7. Andre globale trådløse nettverk

MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System)– trådløs dataoverføringsteknologi som brukes til å organisere TV-kringkasting. Signalet sendes i frekvensområdet 2686-2500 MHz, som gir en kanalbredde på 186 MHz og tillater samtidig overføring av opptil 24 analoge kanaler (i Russland brukes 8 MHz per analog kanal). Etter moderne standarder er antallet kanaler lite, og i Russland har de sluttet å utstede lisenser for kringkasting i frekvensområdet 2,5-2,7 GHz, men det er fortsatt flere MMDS-kringkastingssentre. I utgangspunktet gir MMDS enveiskommunikasjon (bare overføring av et fjernsynssignal), men toveisutveksling kan også konfigureres, men dette krever ekstrakostnader som kan sammenlignes med kostnadene ved hovedorganisasjonen for dataoverføring, og reduserer nettverkskapasiteten betydelig.

6. Satellittkommunikasjon inkluderer:

Inmarsat– et satellittkommunikasjonssystem, utviklet i 1979 og brukt til i dag, for å organisere kommunikasjon i avsidesliggende tynt befolkede områder, i sjøtransport, for å bestemme posisjonen til abonnenter, dataoverføring, etc. Dette er det første offentlig tilgjengelige mobile satellittkommunikasjonssystemet. Satellittkonstellasjonen til Inmarsat-systemet består av ni satellitter plassert i geostasjonær bane (hvorav 4 er hoved- og 5 er backup) og gir dekning av nesten hele kloden, med unntak av polene. Satellittsendinger utføres i frekvensområdet 1,5 GHz for overføring fra satellitten og 1,6 GHz for overføring til satellitten. Frekvensområdet, overføringshastigheten, kodingen og så videre er beskrevet mer detaljert i standardene, som det for tiden er mer enn seks av: Inmarsat-A, Inmarsat-C, Inmarsat-D/D+, Inmarsat-M, Inmarsat- telefon mini-M, Inmarsat -M4, etc.

Global Star– et satellittkommunikasjonssystem designet for å organisere satellittkommunikasjon i forbindelse med standard mobilnettverk, utfylle dem og gi kommunikasjon med vanskelig tilgjengelige områder på kloden. Global Star-systemet består av 48 hoved- og 4 reserve-lavbanesatellitter som ligger i sirkulære baner i en høyde på omtrent 1414 km. Global Star-systemet gir bakkedekning fra 70° sørlig breddegrad til 70° nordlig breddegrad. Global Star inkluderer også terrestriske segmenter som sikrer samspillet mellom abonnentterminaler og mobilnettverk. Ved overføring av data eller tale sendes et signal fra en abonnent som ikke er innenfor dekningsområdet til mobilnettet til en satellitt, hvorfra det videresendes til nærmeste bakkestasjon, hvor signalet sendes til mottakeren via standard mobilnettverk.

Thuraya er et regionalt satellittkommunikasjonssystem utviklet av Boeing Satellite Systems og dekker ca. 40 % av kloden (hovedsakelig Afrika, Europa og Asia), som inkluderer ca. 99 land med en total befolkning på ca. 2,5 milliarder mennesker. Dessuten inkluderer systemet kun 2 satellitter, som gir samtidig dataoverføring over 13 750 kanaler. Hovedformålet med Thuraya-systemet er å tilby satellitttelefonkommunikasjon, og abonnentterminaler er sammenlignbare i størrelse med vanlige mobiltelefoner og opererer både i cellulære nettverk og i Thuraya satellittkommunikasjonssystem. Det vil si at hvis abonnenten er innenfor dekningsområdet til et standard mobilnettverk, vil mobilnettverket bli brukt til å kringkaste samtalen og dataene; så snart abonnenten forlater dekningsområdet til mobilnettverket, vil modus for data- og taleoverføring via satellitter i Thuraya-systemet vil bli aktivert. Ved å bruke Thuraya-satellittnettverket kan du også bestemme abonnentens posisjon, dvs. bruke systemet til navigasjon.

Iridium– Wigeon satellittsystem som består av 66 lavbanesatellitter som gir 100 % dekning av jorden, men i noen land fungerer ikke systemet, for eksempel i Ungarn, Polen, Nord-Korea og noen andre land. Systemet gir telefonkommunikasjon, overføring av data og korte meldinger. Abonnentterminaler er små i størrelse, sammenlignbare med standard mobiltelefoner, og gir automatisk veksling mellom mobil- og satellittkommunikasjon når de forlater dekningsområdet til mobilnettverk og går tilbake.

ICO- et satellittkommunikasjonssystem utviklet av ICO Global Communications og i drift siden 2002. Satellittkommunikasjonssystemet gir full-dupleks data og taleoverføring med hastigheter på opptil 9,6 Kbps. ICO-systemet består av ti satellitter plassert i en bane i en høyde på omtrent 10 390 km. Abonnentterminaler er litt større i størrelse og vekt enn en mobiltelefon.

Euteltracs– et satellittkommunikasjonssystem, hvis hovedformål er å administrere og kontrollere transportoperasjoner i Europa. I sin arkitektur og formål ligner Euteltracs det amerikanske Omnitracs-satellittsystemet. Euteltracs-systemet er basert på overføring av korte (opptil 1900 tegn) meldinger som inneholder nødvendige data for organisasjonen transport transport. Euteltracs-systemet består av en konstellasjon av satellitter, en bakkesentralstasjon, en bakkerutingsstasjon og mobile kommunikasjonsterminaler. Informasjonsutveksling er sentralisert og utføres gjennom en bakkebasert sentralstasjon som ligger i Frankrike. Samtidig er det mulig å betjene 45.000 kjøretøy i 15 land, inkludert Russland.

Omnitracs– Satellittkommunikasjonssystem for styring og kontroll av transporttransport, utviklet i USA og satt i drift i 1989. Formålet og designet ligner på Euteltracs satellittkommunikasjonssystem som brukes i Europa. Systemet administreres sentralt og utføres fra et enkelt bakkekontrollsenter som behandler flere millioner meldinger daglig.

Prodat- satellittkommunikasjonssystem for bakkebaserte objekter. Systemet bruker algoritmer og teknologier for å redusere terrengets innflytelse på kvaliteten på det overførte signalet. Systemet har vært i drift siden 1992. Abonnentterminaler er svært klumpete og består av tre deler: en ekstern enhet med en rundstrålende antenne med en diameter på mer enn en meter, en kommunikasjonsenhet og en brukerterminal på størrelse med en bærbar PC.

Odyssey– et satellittkommunikasjonssystem som gir dekning fra 65° sørlig breddegrad til 75° nordlig breddegrad og gir nesten 24-timers kringkasting. De viktigste typene Odyssey-tjenester: talekommunikasjon, overføring av korte meldinger, e-post og plasseringsbestemmelse for abonnenter. Feilen ved å bestemme koordinater er imidlertid veldig stor (opptil 15 km) og er betydelig dårligere enn satellittnavigasjonssystemer. Odyssey-systemet består av en konstellasjon av satellitter (12 satellitter i middels høydebane, i en høyde på ca. 10 354 km), bakkebasestasjoner og brukerterminaler. Det er verdt å merke seg at videresending av data mellom satellitter er umulig; all overføring utføres gjennom basestasjoner.

ACeS (Asia Cellular System)– geostasjonært, regionalt satellittkommunikasjonssystem, opprettet tidlig i 1996. Systemet bruker kun en lavbanesatellitt - Garuda 1, lansert i 2000 med et dekningsområde på - Sørøst-Asia og India. Satellitten er i stand til å betjene mer enn 1 million abonnenter med 11 000 samtidige telefonforbindelser. Det er verdt å merke seg at levetiden til Garuda 1-satellitten er omtrent 14 år.

Orbcom– et satellittkommunikasjonssystem med lav bane designet for overføring av korte meldinger. Den første satellitten til Orbcom-systemet ble skutt opp i 1991, nå er det 36 satellitter (fra 2000). Orbcom-satellitter gir dekning av hele jordens overflate. I tillegg til det orbitale satellittsystemet inkluderer Orbcom: bakkestasjoner knyttet til regionale kontrollsentre og brukerterminaler. Dataoverføring utføres som følger. Meldinger sendes fra brukerterminalen til nærmeste satellitt. Hvis det er en knutepunktstasjon innenfor satellittens rekkevidde, vil satellitten videresende dataene til denne, hvorfra de sendes til det regionale senteret, hvor en rute for levering av meldingen til abonnenten vil bli utarbeidet, inkludert bruk av mobilnettverk, og selve overføringen av denne meldingen vil bli organisert. Hvis det ikke er noen nodestasjon i satellittområdet, vil meldingen bli lagret og sendt når nodestasjonen kommer inn i dekningsområdet, noe som kan skje flere timer etter at meldingen er sendt.

Messenger-D1M– satellittkommunikasjon og dataoverføringssystem, bestående av tre lavbane (1400 km) satellitter: to førstegenerasjons satellitter «Gonets-D1» og en oppgradert satellitt «Gonets-M» med en omløpsperiode på 114 minutter. Systemet inkluderer også bakkeinfrastruktur, bestående av et systemkontrollsenter, etnter, sentrale og regionale stasjoner, et flykontrollsenter og et ballistisk senter. Det er 4 regionale bakkestasjoner og de ligger i Moskva, Zheleznogorsk ( Krasnoyarsk-regionen), Yuzhno-Sakhalinsk og på Tiksi-halvøya. For øyeblikket gir satellittkommunikasjonssystemet dekning over hele Russlands territorium, og systemets kapasitet, avhengig av gjennomføringen av programmet og bringer banekonstellasjonen av satellitter til 14 enheter, vil være tilstrekkelig til å gi kommunikasjon på vanskelige områder. nå områder i Russland for opptil 200 000 abonnenter. I 2012 skulle 5 flere Gonets-M-satellitter bli skutt opp, men jeg vet ikke om resultatene. Innen 2015 er det planlagt å utvide sammensetningen av kommunikasjonssatellitter til 14 stykker.

polarstjerne– satellittkommunikasjonssystem utviklet av OJSC Gazprom Space Systems. Polar Star-systemet er designet for å gi bredbåndsmobilkommunikasjon i Russland og polarområdene. Riktignok vil den hovedsakelig brukes til å gi kommunikasjon og Internett-tilgang til mobile og eksterne objekter til Gazprom OJSC. For øyeblikket (2012) inkluderer banekonstellasjonen av satellitter fire romfartøyer plassert i en svært elliptisk bane.

Glonass– Russisk satellittnavigasjonssystem, bestående av 31 satellitter plassert i baner i en høyde av 19 100 km, hvorav 24 satellitter brukes til det tiltenkte formålet, de resterende satellittene er i reserve eller på vedlikeholdsstadiet, og en satellitt er under testing trinn (fra slutten av 2012). Glonass satellittsystem gir koordinatbestemmelse med en nøyaktighet på 3-6 meter ved bruk av 7-8 satellitter. Abonnentenes navigasjonsenheter kan, samtidig med satellittene til Glonass-navigasjonssystemet, bruke data fra satellittene til GPS-navigasjonssystemet i et totalt antall på 14-19 satellitter, mens nøyaktigheten for å bestemme koordinatene vil være 2-3 meter.
Satellitter inkludert i Glonass-systemet produserer et signal synkront. Abonnentenheter, som mottar signaler fra satellitter, registrerer tidspunktet for mottak av et signal fra hver satellitt. Når du kjenner posisjonene til satellittene (satellittene beveger seg i kjente baner med kjent hastighet) og forsinkelsene mellom signalmottak fra dem (jo lenger satellitten er, jo senere vil det synkrone signalet bli mottatt), kompileres et system av ligninger (minst. et signal må mottas fra fire satellitter) hvorfra posisjonen til abonnentens enhet beregnes . Jo flere satellitter som er involvert i beregningen, desto mer nøyaktig vil abonnentens koordinater bli bestemt.

GPS- et satellittnavigasjonssystem laget av det amerikanske forsvarsdepartementet. GPS består av 30 satellitter som kretser rundt jorden i sirkulære baner i en høyde på omtrent 20 200 km. Faktisk er antallet satellitter større, men noen av dem er plassert på vedlikehold, men i drift (ved utgangen av 2012) brukes kun 30 satellitter. GPS-systemet gir koordinatbestemmelsesnøyaktighet på 2-4 meter ved bruk av 6-11 satellitter. Driftsprinsippene til GPS- og Glonass-systemene er like, men etableringen av GPS-satellittsystemet begynte tidligere. Så den første satellitten til GPS-systemet ble skutt opp 14. juli 1974, og den første satellitten til Glonass-systemet ble skutt opp i bane først 12. oktober 1982. GPS-systemet inkluderer også flere satellitter og GPS lar deg oppnå større nøyaktighet ved å bestemme koordinater enn Glonass-systemet.

Det er her jeg vil avslutte gjennomgangen av eksisterende teknologier, standarder og trådløse kommunikasjonssystemer. Naturligvis er dette ikke en fullstendig liste, men den gir eksempler på de mest populære og mest brukte typene trådløs kommunikasjon. Jeg håper denne anmeldelsen vil hjelpe deg å navigere lettere i et så stort og mangfoldig segment av vitenskap og teknologi, i verden av trådløse teknologier, som raskt og trygt erstatter utdaterte, upraktiske og upresenterbare kablede kommunikasjonsteknologier.

Trådløse teknologier tjener til å overføre informasjon over en avstand mellom to eller flere punkter uten at de må kobles sammen med ledninger. Infrarød stråling, radiobølger, optisk eller laserstråling kan brukes til å overføre informasjon.

For tiden er det mange trådløse teknologier, oftest kjent for brukere under markedsføringsnavnene deres, for eksempel Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth. Hver teknologi har visse egenskaper som bestemmer dens anvendelsesområde.

Det finnes ulike tilnærminger til å klassifisere trådløse teknologier.

Rangeklassifisering:

• Wireless Personal Area Networks (WPAN). Disse nettverkene inkluderer Bluetooth.
• Trådløse lokalnettverk WLAN (Wireless Local Area Networks). Disse nettverkene inkluderer Wi-Fi-standardnettverk.
• Byskala trådløse nettverk WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks). Eksempler på teknologier er WiMAX.

Klassifisering etter søknadYu:

• Bedrifts (avdelings-) trådløse nettverk - opprettet av bedrifter for deres egne behov.
• Trådløse operatørnettverk - opprettet av teleoperatører for å tilby tjenester mot en avgift.

En kort, men konsis måte å klassifisere på kan være å samtidig vise de to viktigste egenskapene til trådløse teknologier på to akser: maksimal informasjonsoverføringshastighet og maksimal avstand.

Kort oversikt over de mest populære trådløse dataoverføringsteknologiene

Wi-Fi

"Wi-Fi" er utviklet av Wi-Fi Alliance-konsortiet basert på IEEE 802.11-standarder, og er et varemerke for Wi-Fi Alliance. Navnet på teknologien er Wireless-Fidelity ("trådløs presisjon"), analogt med Hi-Fi.

Ved tidlig bruk ble installasjon av trådløst LAN anbefalt der utplassering av et kabelsystem ikke var mulig eller økonomisk gjennomførbart. I for tiden Mange organisasjoner bruker Wi-Fi, siden nettverkshastigheten under visse forhold allerede overstiger 100 Mbit/s. Brukere kan flytte mellom tilgangspunkter i hele dekningsområdet Wi-Fi-nettverk.

Mobile enheter (PDA-er, smarttelefoner, PSP-er og bærbare datamaskiner) utstyrt med klient-Wi-Fi-sendere kan koble til et lokalt nettverk og få tilgang til Internett via tilgangspunkter eller hotspots.

Historie

Wi-Fi ble opprettet i 1991 av NCR Corporation/AT&T (senere Lucent Technologies og Agere Systems) i Nieuwegein, Nederland. Produkter som opprinnelig var beregnet for salgssteder, ble introdusert på markedet under WaveLAN-merket og ga dataoverføringshastigheter på 1 til 2 Mbit/s. Wi-Fi-skaper - Vic Hayes ( Vic Hayes) jobbet i et team som deltok i utviklingen av standardene IEEE 802.11b, IEEE_802.11a og IEEE_802.11g. IEEE 802.11n-standarden ble godkjent 11. september 2009. Bruken lar deg øke dataoverføringshastighetene med nesten fire ganger sammenlignet med 802.11g-enheter (hvis maksimal hastighet er 54 Mbps), forutsatt at de brukes i 802.11n-modus med andre 802.11n-enheter. Teoretisk sett er 802.11n i stand til å gi dataoverføringshastigheter på opptil 480 Mbps.

blåtann

Bluetooth er en bransjespesifikasjon for trådløse personlige nettverk. Trådløst personlig nettverk, WPAN).

Bluetooth-spesifikasjonen ble utviklet av Bluetooth Special Interest Group, som ble grunnlagt i 1998. Det inkluderte Ericsson, IBM, Intel, Toshiba og Nokia. Deretter oppnådde Bluetooth SIG og IEEE en avtale der Bluetooth-spesifikasjonen ble en del av IEEE 802.15.1-standarden (publisert 14. juni 2002). Ericsson Mobile Communication begynte arbeidet med å lage Bluetooth i 1994. I utgangspunktet ble denne teknologien skreddersydd til behovene til FLYWAY-systemet for et funksjonelt grensesnitt mellom reisende og systemet.

Bluetooth-rekkevidden kan nå 100 meter.

WiMAX (engelsk) Verdensomspennende Jeg interoperabilitet for mikrobølgetilgang) er en telekommunikasjonsteknologi utviklet for å gi universell, langdistanse trådløs kommunikasjon for et bredt spekter av enheter (fra arbeidsstasjoner og bærbare datamaskiner til mobiltelefoner). Teknologien er utviklet basert på IEEE 802.16-standarden, som også kalles Wireless MAN.

Bruksområde

WiMAX er designet for å løse følgende problemer:

· Koble Wi-Fi-tilgangspunkter til hverandre og andre segmenter av Internett.

· Tilbyr trådløst bredbåndstilgang som et alternativ til leide samband og DSL.

· Tilby høyhastighets dataoverføring og telekommunikasjonstjenester.

• Oppretting av tilgangspunkter som ikke er knyttet til geografisk plassering.

WiMAX lar deg få tilgang til Internett i høye hastigheter, med mye større dekning enn Wi-Fi-nettverk. Dette gjør at teknologien kan brukes som "trunk-kanaler", en fortsettelse av disse er tradisjonelle DSL og leide linjer, samt lokale nettverk. Som et resultat gjør denne tilnærmingen det mulig å skape skalerbare høyhastighetsnettverk i hele byer.

WiMAX-standardspesifikasjoner

IEEE 802.16-2004 (også kjent som 802.16d eller fast WiMAX). Spesifikasjonen ble godkjent i 2004. Støtter fast tilgang i områder med eller uten siktlinje. Brukerenheter: stasjonære modemer for installasjon utendørs og innendørs, samt PCMCIA-kort for bærbare datamaskiner. I de fleste land er 3,5 og 5 GHz-båndene tildelt denne teknologien. Ifølge WiMAX Forum er det allerede rundt 175 implementeringer av den faste versjonen. Mange analytikere ser det som en konkurrerende eller komplementær teknologi til kablet DSL-bredbånd.

IEEE 802.16-2005 (også kjent som 802.16e og mobil WiMAX). Spesifikasjonen ble godkjent i 2005 og er optimalisert for å støtte mobilbrukere og støtter en rekke spesifikke funksjoner, som overlevering, hvilemodus og roaming. De planlagte frekvensområdene for mobile WiMAX-nettverk er: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 GHz. Flere pilotprosjekter har blitt implementert rundt om i verden, inkludert Scartel, som var det første som distribuerte nettverket sitt i Russland. 802.16e sine konkurrenter er alle tredjegenerasjons mobilteknologier (f.eks. EV-DO, HSDPA).

Hovedforskjellen mellom de to teknologiene er at fast WiMAX tillater kun å betjene "statiske" abonnenter, mens mobil er fokusert på å jobbe med brukere som beveger seg i hastigheter på opptil 120 km/t. Mobilitet betyr tilstedeværelsen av roaming-funksjoner og "sømløs" veksling mellom basestasjoner når abonnenten beveger seg (slik som skjer i mobilnettverk). I et spesielt tilfelle kan mobil WiMAX også brukes til å betjene fasttelefonbrukere.

Utviklingen av standarder og dataoverføringssystemer går i to hovedretninger:

• - øke kapasiteten til kommunikasjonskanaler;
• - radius (rekkevidde) for SPD-handling.

Det er følgende metoder for trådløs overføring av informasjon mellom mobile enheter:

• - via infrarød kanal (IrDA (Infrared Data Association) Protocol);
• - via radiokanal (protokoller: Bluetooth, Wi-Fi, WiMAX, ZigBee, trådløs USB, GPRS, EDGE, WCDMA),
• - tilkobling ved hjelp av en mikrobølgekanal (radiorelé og satellittdataoverføring).

For tiden har overføring over den infrarøde kanalen praktisk talt sluttet å bli brukt på grunn av utilstrekkelig mobilitet og problemer med å overvinne hindringer; Radiorelé- og satellittsystemer tjener til å organisere ryggradskommunikasjonskanaler, derfor er det fornuftig å bruke trådløs radiokommunikasjonsteknologi for å lage kontrollsystemer og informasjonsstøtte for små bedrifter med distribuert infrastruktur.

Når det gjelder aksjonsradius (rekkevidde) er alle trådløse datanettverk delt inn i:

• 1. trådløse personlige nettverk (WPAN), som fungerer med Bluetooth, WirelessUSB, ZigBee-protokoller;
• 2. trådløse lokalnettverk (WLAN), bruk Wi-Fi;
• 3. trådløse nettverk i byskala (Wireless Metropolitan Area Network, Wireless MAN), eller trådløse bredbåndstilgangsnettverk (BWA), opererer for tiden på WiMAX;
• 4. trådløse globale nettverk (Wireless Wide Area Network, WWAN), disse er trådløse dataoverføringsnettverk basert på radiorelé-, mobil- og satellittteknologier.

Forholdet mellom rekkevidde og datahastighet for forskjellige protokoller er presentert i figur 14.

Ris. 14.

Samtidig kan vi skille mellom følgende hovedtyper av trådløse kommunikasjonsnettverk som brukes til å betjene mobilabonnenter:

• - personlige nettverk;
• - midlertidig opprettet nettverk med vilkårlig struktur;
• - lokale trådløse tilgangsnettverk;
• - trådløse bakkebaserte radiorelélinjer;
• - mobilnettverk;
• - globale satellittnettverk;
• - hybride heterogene nettverk av forskjellige konfigurasjoner.

Trådløst personlig område

Nettverk, WPAN) har en kort rekkevidde (opptil 10-15 m), implementerer vanligvis innendørs kommunikasjon, så vel som samspillet mellom komponenter i maskinvareenheter.

Den aller første teknologien for dataoverføring innenfor en personlig sone er IrDA – dataoverføringsteknologi i det infrarøde området; IrDA-standarden ble utviklet tilbake i 1993. IrDA-porten tillater punkt-til-punkt-kommunikasjon på kort avstand. Standarden legger ikke opp til opprettelse av et IR-basert lokalt nettverk, siden nettverksgrensesnitt er komplekse og krever høy effekt, og målet her var lavt forbruk og kostnadseffektivitet. Grensesnittet bruker et smalt IR-område med lavt strømforbruk, noe som gjør det mulig å lage rimelig utstyr. De største ulempene med trådløs informasjonsutveksling over infrarøde kanaler inkluderer utilstrekkelig mobilitet og problemet med hindringer.

En mer moderne implementering av WPAN er Bluetooth-protokollen. For å etablere en trådløs tilkobling ved hjelp av Bluetooth-protokollen, er det ikke nødvendig med direkte synlighet mellom enheter, i motsetning til infrarød kommunikasjon.

Bluetooth-teknologi (IEEE 802.15-standard) tillater data- og taleoverføring over korte avstander (10-100 m) i det ulisensierte 2,4 GHz-frekvensområdet og kobler sammen PC-er, mobiltelefoner og andre enheter i fravær av siktlinje.

Bluetooth-teknologi støtter både punkt-til-punkt- og punkt-til-multipunkt-tilkoblinger. To eller flere enheter som bruker samme kanal danner et piconet. En av enhetene fungerer som den viktigste (master), og resten - som underordnede (slave). Et enkelt piconet kan ha opptil syv aktive slaver, med de gjenværende slavene i en "parkert" tilstand, forblir synkronisert med masteren. Samvirkende pikonetter danner et "distribuert nettverk" (scaternet).

Det er bare én masterenhet i hvert piconet, men slaveenheter kan være en del av forskjellige piconetter. I tillegg kan masterenheten til ett piconet være en slaveenhet i en annen (Figur 15).

Ris. 15. Piconet med slaveenheter: a) med én slaveenhet; b) med flere; c) distribuert nettverk

Bluetooth-teknologi er utviklet for å eliminere kabelforbindelser mellom datamaskiner, periferiutstyr og annet elektroniske enheter. Teknologien gjør også at enheter kan kommunisere så snart de vises i hverandres dekningsområde, og enhetene krever ikke konfigurasjon – de er alltid på og kjører i bakgrunnen. I motsetning til IrDA, kan Bluetooth-enheter operere gjennom hindringer uten å kreve siktlinje. Ulempen med teknologien er den smale båndbredden til radiokanaler, som ikke tillater høye dataoverføringshastigheter.

ZigBee er en WPAN-teknologi basert på IEEE 802.15.4-standarden. Denne teknologien ble utviklet for å gi en billigere og mindre strømkrevende løsning sammenlignet med andre WPAN-teknologier, spesielt Bluetooth. ZigBee-protokollen er beregnet for bruk i datainnsamlings- og kontrollsystemer. Den har lavt strømforbruk, pålitelig dataoverføring og informasjonsbeskyttelse.

ZigBee kan våkne (dvs. gå fra dvale til aktiv) på 15 millisekunder eller mindre, og enhetens responsforsinkelse kan være svært lav, spesielt sammenlignet med Bluetooth, der ventetiden fra dvale til aktiv vanligvis er opptil tre sekunder. Fordi

ZigBee er i hvilemodus mesteparten av tiden, strømforbruket kan være svært lavt, noe som resulterer i lang batterilevetid.

ZigBee-standarden har 27 kanaler i tre frekvensområder - 2,4 GHz (16 kanaler), 915 MHz (10 kanaler) og 868 MHz (1 kanal). De maksimale dataoverføringshastighetene for disse bakkebåndene er henholdsvis 250 kbit/s, 40 kbit/s og 20 kbit/s.

Det spesielle med ZigBee er at det er designet for å implementere ikke bare enkle punkt-til-punkt- og stjerneforbindelser, men også komplekse nettverk med tre- og mesh-topologier som er i stand til å støtte videresending og finne en effektiv rute for dataoverføring. ZigBee-nettverk er selvorganiserende og selvhelbredende.

Fordelene med teknologien er at selv om ZigBee-utstyr ikke kan gi dataoverføring over en avstand på mer enn 70-80 meter, kan det bruke Wi-Fi eller Bluetooth-enhetskanaler som en tunnel for trafikk hvis de er i sikte. Når det gjelder energiforbruk, burde ett lite batteri teoretisk være nok til å holde ZigBee-utstyret i drift i flere måneder eller til og med år.

Andre fordeler med standarden inkluderer god skalerbarhet, evnen til selvhelbredelse i tilfelle feil og enkel konfigurasjon.

Lav båndbredde og kort rekkevidde tillater ikke bruk av ZigBee-nettverk for kringkasting av multimedieinformasjon eller for kommunikasjon mellom eksterne objekter.

NEE 802.11-standarden er grunnleggende standard for å bygge trådløse lokale nettverk (Wireless Local Network - WLAN). IEEE 802.11-standarden har en rekke spesifikasjoner med bokstavindeksene a, b, c, d, e, g, h, i, j, k, 1, m, n, o, p, q, r, s, u, v, w. Begrepet WiFi ble laget av Wi-Fi Alliance for å referere til 802.11b-serien med produkter, men i dag gjelder det for enhver standard i 802.11-familien. For dataoverføring bruker 802.11-standardene de lisensfrie frekvensområdene 2,4 GHz og 5 GHz. Kommunikasjon gis innenfor en radius på 100-300 meter fra et standard aksesspunkt i åpne områder. I dag er hovedstandardene 802.11a, 802.11b og 802.1 lg og den nylig sertifiserte 802.1 In. 802.1 In-standarden er designet for trådløse nettverk med dataoverføringshastigheter på opptil 600 Mbps.

Fordelene med 802.1 In inkluderer:

• - øke gjennomstrømningen til trådløse WiFi-nettverk opptil ti ganger, spesielt i 5 GHz-området;
• - øke lastekapasiteten;
• - utvidelse av det pålitelige mottaksområdet på grunn av et mer effektivt antennesystem;
• - muligheten til å gradvis oppgradere eksisterende trådløse nettverk til 802.1 In-nivå med samtidig drift av 802.11 a/b/g/n-enheter i overgangsfasen.

Ulemper med 802.1 i:

• - Et eksepsjonelt bredbåndssignal kan potensielt forstyrre driften av andre trådløse enheter - spesielt i det overbelastede 2,4 GHz-båndet;
• - økende kompleksitet av antennesystemer fører til en økning i dimensjonene til enhetene;
• - en økning i antall sendere vil føre til en reduksjon i batterilevetiden til bærbare enheter;
• - en betydelig økning i ytelsen til det trådløse nettverket er kun tilgjengelig i 5 GHz-båndet.

Alle 802.11-standarder gir tre typer trådløs nettverksorganisasjon (Figur 16):

• - Peer-to-Peer-modus (punkt-til-punkt) eller IBSS-modus (Independent Basic Service Set);
• - Access Point-modus eller BSS-modus (Basic Service Set);
• - ESS (Extended Service Set)-modus, kombinerer BSS-nettverk.

Wi-Fi-protokoller utvikler seg i flere retninger. I

I nær fremtid vil ikke bare gjennomstrømmingen økes (802.1 In-standarden), men også protokollene som definerer mekanismene for implementering av kvalitet (Quality of Service, QoS), økt sikkerhet osv. vil bli forbedret.

Inntil nylig hadde ikke urbane radionettverk en standard, og hver produsent tilbød sin egen dataoverføringsteknologi. For øyeblikket begynner WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)-teknologi, basert på IEEE 802.16-2004-standarden, å spille en nøkkelrolle i etableringen av Wireless MAN-nettverk. Basert på WiMAX er det mulig å implementere en alternativ trådløs løsning på «last mile»-problemet for bredbåndstilkobling til Internett.

Den første versjonen av 802.16-standarden opererte i frekvensbåndet 10-66 GHz og ga kun en siktlinjeforbindelse. Utvidelsen av 802.16a-standarden opererer ved lavere frekvenser på 2-11 GHz, rekkevidde opptil 50 km, utvidede muligheter for drift uten siktlinje kan forbedre kvaliteten på dekningen av tjenesteområdet, maksimal dataoverføringshastighet til basestasjonssektoren: opptil 70 Mbit/s.

Ris. 16.

Siden WiMAX brukes som en standard for trådløs bredbåndsaksess (Broadband Wireless Access, BWA), blir WiMAX-teknologi også referert til som BWA 802.16.

For øyeblikket er det aktuelt å utvikle muligheten for å organisere roaming mellom ulike basestasjoner

• 802.16 for å gjøre denne forbindelsen analog med mobil. Det er allerede en dedikert 802.16e-gruppe dedikert til roaming mellom forskjellige nettverk, slik at en enhet kan flytte fra et 802.1lb trådløst nettverk til et 802.16-nettverk, eller til og med fra et kablet 802.11-nettverk til
• 802.16.

Plassen til WiMAX-teknologi i den overordnede strukturen til dataoverføringsnettverk er godt illustrert i figur 17.

Ris. 17.

Mobilkommunikasjonsstandarder knyttet til WWAN er vanligvis delt inn i generasjoner: 1G, 2G 3G, etc. Førstegenerasjonsstandardene (1G) var analoge, og det første revolusjonerende spranget ble gjort under overgangen til andregenerasjons digitale standarder, blant annet bør to hovedretninger fremheves - TDMA og CDMA.

Når vi snakker om andre generasjon, bør det først og fremst sies om GSM (Global Standard for Mobile Communications) - en global standard for mobil mobilkommunikasjon med kanaldeling basert på TDMA (Time Division Multiple Access)-prinsippet, som innebærer multippel tilgang med tid inndeling. I denne metoden for bruk av radiofrekvenser er det flere abonnenter i en frekvensluke, og forskjellige abonnenter bruker forskjellige tidsluker for overføring. En av hovedulempene med slike nettverk er den lave overføringshastigheten (9600 bps).

Mulighetene for mobil Internett-tilgang er betydelig utvidet med overgangen til bruk av GPRS-teknologi (General Packet Radio Service - pakkedataoverføring over radionettverk). Gjennomsnittlig dataoverføringshastighet ved bruk av GPRS er omtrent 48 kbit/s. GPRS er egnet for protokollbaserte applikasjoner (Wireless Application Protocol -WAP).

Etter å ha forgrenet seg på andregenerasjonsstadiet, har mobilkommunikasjonsteknologier kommet til en enkelt WCDMA-protokoll - den tredje generasjons standarden som ligger til grunn for UMTS-nettverk (Universal Mobile Telecommunications System).

UMTS er i stand til å gi datahastigheter på 2 Mbps, men dette er kun mulig for en stasjonær bruker. Fotgjengere kan utveksle data med en hastighet på 384 Kbps, og brukere i kjøretøy i bevegelse - 144 Kbps.

Hovedforskjellen mellom WCDMA og GSM er at standarden bruker brede frekvensområder der det overføres en støylignende kode som inneholder data for alle abonnenter.

4.3 Utvikling av et blokkskjema intelligent system ekstern (trådløs) overvåking og kontroll prototype kornmagasiner med horisontale siloer av innovativ type

Blokkskjemaet til et intelligent fjernstyrt (trådløst) system for overvåking og kontroll av den teknologiske prosessen med å lagre korn i et kornmagasin med horisontale siloer av en innovativ type er vist i figur 18. Målesensorer Sensor 1 - Sensor N samler informasjon om tilstanden til den teknologiske prosessen og teknologisk utstyr. Data fra sensorer, mottatt via analoge og digitale grensesnitt, avhengig av type primær omformer, analyseres av en programmerbar logisk kontroller PLC160 (PLC) produsert av OWEN. Denne typen kontroller ble valgt basert på hensyn til nødvendig datakraft, tilgjengeligheten av et tilstrekkelig antall og typer grensesnitt, samt pålitelighet og ytelsesegenskaper.

Basert på analysen av data fra sensorer i henhold til den utviklede algoritmen, genererer PLS regulerings- og kontrollsignaler til aktuatorer Enhet 1 - Enhet N for å opprettholde den teknologiske prosessen innenfor de etablerte standardene og svare på kritiske (nød)tilstander av prosessutstyr oppdaget av diagnosesystemet.

For fjernstyring av kornmagasinet bruker systemet en datanettverksarkitektur med Internett-tilgang ved bruk av 3G-standarden. Denne standarden ble valgt på grunn av det mest utviklede dekningsnettverket både i Nord-Kasakhstan-regionen og Kasakhstan som helhet.

Datanettverksadministrasjon er implementert på tp-link wrl043nd-ruteren med en forhåndsinstallert OpenWRT-distribusjon på GNU/Linux-kjernen. Dette lar deg lage et system for å løse et spesifikt problem med å overvåke og administrere et kornlager.

Puc. 18. Blokkskjema over et intelligent system for fjernovervåking og kontroll av kornlagringsprosessen i et kornmagasin med horisontale siloer av innovativ type

Spesielt implementerer systemet videoovervåking av et objekt ved hjelp av IP-kameraer Motion detection/IP cam 1 - IP cam N. Til dette bruker OpenWRT Motion-programvare - et kraftig gratis program for å oppdage bevegelse på et kamera. Denne programvaren lar deg spore bevegelser i rammen og, når den oppdages, starte opptak på databasens nettverkslagring eller sende bilder av det oppdagede objektet via Internett.

Tilgang til PLS er organisert via Modbus-protokollen - en åpen kommunikasjonsprotokoll basert på en master-slave-arkitektur. Brukes til å overføre data via serielle kommunikasjonslinjer RS-485, RS-422, RS-232. Metoden for å implementere Modbus-RTU-protokollen er laget ved hjelp av et shell-script og binding i form av js-kode.

Via et Ethernet-nettverk og webkameraer. Fotogrammetri/lP cam 1 - IP cam N, er det også implementert et system med berøringsfrie målinger basert på fotogrammetriske metoder.

Gjeldende overvåkingsdata overføres med diskrete intervaller til en ekstern server på Internett, hvor de akkumuleres i en database og er tilgjengelig for visning og overvåking av brukeren. Ved en kritisk situasjon (avbrudd i produksjonsprosessen, aktivering av trygghetsalarm etc.) leveres alarmdata til brukeren i form av push-varsler.

Ved å være direkte i nærheten av objektet får brukeren tilgang til de akkumulerte dataene og kornmagasinets styringssystem via en trådløs tilkobling via Wi-Fi. For å gjøre dette ble en Lighttpd- og PHP5-webserver med SQLite3-databaser distribuert basert på OpenWRT-kjernen.

For å opprettholde datakonfidensialitet og forhindre uautorisert tilgang på et Wi-Fi-nettverk, er det nødvendig å bruke en moderne AES/CCMP-krypteringsalgoritme – en algoritme basert på AES256 med ekstra kontroller og beskyttelse. I tillegg, når du arbeider med Internett, er det gitt bruk av HTTPS-protokollen - en utvidelse av HTTP-protokollen som støtter kryptering. Dataene "pakkes" inn i SSL- eller TLS-krypteringsprotokollen.

En ekstern server som er vert på Internett overvåker mottak av data med strengt definerte intervaller, og hvis ingen data mottas etter en spesifisert tidsperiode, genererer serveren en alarm-push-varsling for klienten. Dermed er kontroll over brukbarheten til sikkerhetssystemet og strømforsyningen til anlegget sikret.

Konklusjoner om den fjerde delen:

• 1. Basert på gjennomgangen kom vi til den konklusjon at det er tilrådelig å bruke trådløse teknologier i utvikling og implementering av intelligente fjernovervåkings- og kontrollsystemer i landbruksbedrifter, og spesielt for å forbedre teknologien for lagring av korn i kornmagasiner med horisontale siloer av innovativ type.
• 2. I løpet av forskningen ble det utviklet et blokkskjema over et intelligent system for fjernovervåking og kontroll av kornlagringsprosessen i et kornmagasin med horisontale siloer av innovativ type. Beskrivelsen av blokkskjemaet inneholder spesifikke tekniske løsninger og anbefalinger for bruk av trådløse teknologier. De funksjonelle oppgavene til hovedkomponentene i det intelligente systemet bestemmes.

Oleg Ivanin for nettstedet

Trådløs kommunikasjonsteknologi opplever en reell utviklingsboom i dag. Dette skyldes i hovedsak det sterke inntoget i livene våre av smarttelefoner, nettbrett og mobile datamaskiner, som blant annet kan fungere som universelle kontrollpaneler for automatiserte prosesskontrollsystemer, underlagt konstant tilgang til Internett, uavhengig av om terminalen beveger seg i rommet. I tillegg, i ulike bransjer, landbruk og militærsfære, er det et økende behov for å organisere pålitelige kontrollsystemer for distribuerte objekter og integrere dem i et globalt nettverk. Lignende trender observeres over hele verden og fører til den uunngåelige utviklingen av trådløs kommunikasjonsteknologi.

Automatiserte prosesskontrollsystemer, som ofte distribueres, er i dag preget av en moderniseringstrend, forutsatt at hovedproduksjonsmidlene (linjer, maskiner og mekanismer) forblir uendret. Produksjonskvaliteten varierer kort tid gjennom modernisering av automatiserte prosesskontrollsystemer, inkludert bruk av trådløse teknologier, som gir kostnads- og tidsbesparelser sammenlignet med distribusjon av kablede nettverk.

Denne artikkelen gjennomgår og sammenligner delvis ulike produkter fra produsenter av trådløs kommunikasjonsmaskinvare, og dekker applikasjoner som industrielle kontrollsystemer og automatiserte kontrollsystemer. tekniske systemer bygninger og konstruksjoner (BMS).

Typene trådløse nettverk som kan brukes i disse områdene er som følger:

• Personlige trådløse nettverk.
• Trådløse sensornettverk.
• Små lokale trådløse nettverk.
• Store lokale trådløse nettverk.

I vår anmeldelse tar vi ikke hensyn til utstyr og programvare for å organisere globale nettverk og nettverk som bruker tjenestene til telekommunikasjonsleverandører (GSM, GPRS, EDGE, 3G, WiMAX, etc.)

Velge teknologi for ulike systemer

Først vil vi kort diskutere prinsippene for valg av trådløs maskinvare for å organisere et automatisert prosesskontrollsystem.

I dag er hovedproblemet for en bruker som bestemmer seg for å bruke trådløse løsninger å velge riktig teknologi. Det finnes mange typer trådløs kommunikasjon, og som kablede nettverk, ulike systemer det er forskjellige krav.

Når du velger en teknologi, bør du bli veiledet av følgende faktorer:

• Datavolum: Noen forbrukere trenger å samle inn megabit data per sekund, andre trenger bare å slå individuelle enheter av og på noen få ganger om dagen.
• Responstid: Når en enhet er en del av en krets, er mottak av kommandoen til rett tid et viktig kriterium. Den nødvendige reaksjonstiden kan være flere mikrosekunder.
• Pålitelighet av respons: vil meldingen bli mottatt med sikkerhet, og hvis ikke, hva er sannsynligheten for at feil oppdages? Her spiller interferens en viktig rolle ved valg av teknologi.
• Kommunikasjonsavstand: er nettverksnoder plassert over et stort område eller konsentrert på ett sted? Avstanden kan variere fra flere meter for bevegelige deler av mekanismen til flere kilometer for pumpestasjoner i distribusjonsnettverket. Avstanden som tilbakelegges avgjør strømforbruket og avgjør ofte om en lisensunntatt kommunikasjonsteknologi kan brukes.
• Antall kommunikasjonsnoder: Kreves kommunikasjon mellom kun to noder, eller involverer det mange noder, noe som vil kreve bruk av en mer avansert kommunikasjonsstruktur (Scatternet-topologi).

Liker du denne artikkelen? Gi oss et like! Takk skal du ha:)

En rask oversikt over trådløse nettverkstyper

Personlige trådløse nettverk

• IrDA (Infrared Data Association) - kommunikasjon i det infrarøde området av lysbølger
• Bluetooth er en radiokommunikasjonsteknologi med kort rekkevidde (vanligvis opptil 200 meter) i et lisensfritt frekvensområde (ISM-bånd: 2,4-2,4835 GHz).
• UWB (Ultra-Wide Band) er en trådløs kommunikasjonsteknologi med kort rekkevidde (ca. 10 meter), som bruker det bredeste frekvensområdet for kommersielle kommunikasjonsenheter.
• Trådløs USB, trådløs USB - designet for å erstatte kablet USB.
• Wireless HD er en trådløs dataoverføringsteknologi som primært er designet for overføring av HD-video, men den kan også brukes til å organisere et trådløst nettverk.
• WiGig (IEEE 802.11ad.) er en trådløs bredbåndskommunikasjonsteknologi som opererer i det ulisensierte 60 GHz-frekvensbåndet og gir dataoverføring med hastigheter på opptil 7 Gbit/s over en avstand på opptil 10 meter.
• WHDi, Wireless Home Digital Interface (Amimon) er en trådløs dataoverføringsteknologi som brukes for høyhastighets dataoverføring og optimalisert for høyoppløselig videooverføring.
• LibertyLink er en trådløs personlig nettverksteknologi utviklet av Aura. Effekten av magnetisk induksjon brukes til å overføre informasjon.
• DECT/GAP - digitalt avansert trådløst telefonisystem; trådløs kommunikasjonsteknologi som brukes i moderne trådløse telefoner.

Trådløse sensornettverk

• DASH7 er en standard for organisering av trådløse sensornettverk. Et sensornettverk er et nettverk av miniatyrdatabehandlingsenheter utstyrt med berøringssensorer.
• Z-Wave er en trådløs radioteknologi som brukes til å organisere sensornettverk. Hovedformålet med Z-Wave-nettverk er fjernstyring av husholdningsapparater og ulike hjemmeenheter som gir kontroll over belysning, oppvarming og andre enheter for å automatisere styringen av boligbygg og kontorlokaler.
• Insteon er et kombinert (delvis kablet og delvis trådløst) sensornettverk. For å overføre informasjon brukes et radiosignal med en frekvens på 902-924 MHz, som gir dataoverføring i en avstand på opptil 45 meter under sikteforhold med en gjennomsnittshastighet på 180 bit/s.
• EnOcean er en teknologi for å organisere trådløse sensornettverk som bruker ultra-miniatyrsensorer med strømgeneratorer, mikrokontrollere og transceivere.
• ISA100.11a er en standard for organisering av industrielle sensornettverk, nettverk av sensorer og aktuatorer. Overføring bruker lavhastighets trådløs kommunikasjon ved hjelp av laveffektselementer. Et særtrekk ved ISA100.11a fra andre sensornettverk: 1) fokus på industriell bruk og følgelig spesifikke krav til styrke, støyimmunitet, pålitelighet og sikkerhet, 2) evnen til å emulere protokoller for allerede eksisterende og velprøvde kablede og trådløse sensorer nettverk som bruker ISA100.11a-teknologi. Datautveksling utføres med en frekvens på rundt 2,4 GHz og en hastighet på rundt 250 kbit/s.
• WirelessHART er en trådløs kommunikasjonsprotokoll utviklet av HART Communication Foundation for overføring av data i form av HART-meldinger i et trådløst miljø. HART er en datautvekslingsprotokoll for interaksjon med feltsensorer.
• MiWi er en protokoll for organisering av sensor- og personlige nettverk med lave dataoverføringshastigheter over korte avstander, basert på IEEE802.15.4-spesifikasjonen for trådløse personlige nettverk.
• 6LoWPAN er en standard som lar små trådløse nettverk (private nettverk eller sensornettverk) samhandle med IP-nettverk ved hjelp av IPv6-protokollen.
• One-Net er en åpen protokoll for organisering av trådløse sensornettverk og automasjonsnettverk for bygninger og distribuerte objekter.
• Wavenis er en trådløs dataoverføringsteknologi som bruker frekvenser på 433/868/915 MHz og gir overføringsavstander på opptil 1000 m i åpne rom og opptil 200 m innendørs, med hastigheter på opptil 100 Kbps. Wavenis-teknologi brukes til å organisere personlige nettverk og sensornettverk, siden det ultralave forbruket av sender/mottakerenheter gjør at de kan operere autonomt i opptil 15 år på ett enkelt batteri.
• RuBee er et lokalt trådløst nettverk som hovedsakelig brukes som sensornettverk. RuBee bruker magnetiske bølger til å overføre data og sender med en frekvens på 131 KHz, som gir en hastighet på kun 1200 baud per sekund over avstander fra 1 til 30 meter.

Små lokale trådløse nettverk

• HiperLAN (High Performance Radio LAN) er en trådløs kommunikasjonsstandard. Det er to revisjoner av standarden: HiperLAN 1 og HiperLAN 2. HiperLAN 1-standarden ble utgitt i 1981 og beskriver en langsommere kommunikasjonslinje som gir dataoverføringshastigheter på opptil 10 Mbit/s over en avstand på opptil 50 meter.
• Wi-Fi er et varemerke for Wi-Fi Alliance og er en familie av standarder i IEEE 802.11-spesifikasjonen for bredbåndsradiokommunikasjon. Avhengig av standarden bruker Wi-Fi frekvenser rundt 2,4 GHz eller 5 GHz for dataoverføring og gir dataoverføringshastigheter på 2 Mbit/s over avstander på opptil 200 meter.
• ZigBee er en teknologi for organisering av trådløse sensorer og personlige nettverk. ZigBee-teknologi gir lavt strømforbruk og dataoverføring på en ulisensiert 2,4 GHz-frekvens (frekvensen kan variere fra land til land) med hastigheter på opptil 250 Kbps, over en avstand på opptil 75 meter i sikteforhold.
• RONJA (Reasonable Optical Near Joint Access) er en teknologi for trådløs dataoverføring ved hjelp av et optisk signal.

Store lokale trådløse nettverk

• WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) er en trådløs dataoverføringsteknologi basert på IEEE 802.16-standarden. Hovedformålet med teknologien er høyhastighetskommunikasjon over lange avstander og å tilby Internett-tilgang.
• HiperMAN er en trådløs dataoverføringsteknologi basert på IEEE 802.16-standarden. Europeisk alternativ til WiMAX-teknologi. HiperMAN er spesialisert for pakkedataoverføring og organisering av trådløse IP-nettverk.
• WiBro (Wireless Broadband) er en trådløs teknologi for høyhastighets dataoverføring over lange avstander, basert på IEEE 802.16e-standarden. Nordkoreansk analog av WiMAX Mobile-teknologi.
• Classic WaveLAN er en trådløs kommunikasjonsteknologi som brukes til å organisere lokale nettverk (et trådløst alternativ til kablede Ethernet- og Token Ring-nettverk). Dataoverføring utføres i frekvensområdet 900 MHz eller 2,4 GHz, samtidig som det gir en overføringshastighet på opptil 2 Mbit/s.

Produsenter av maskinvare for organisering av trådløse nettverk automatiserte prosesskontrollsystemer

Denne anmeldelsen vil vurdere noen interessante tilbud fra for tiden populære produsenter som presenterer utstyr på markedet for:

• Industrielle automatiserte prosesskontrollsystemer: Phoenix Contact, Siemens, Omron, Moxa
• ACS for tekniske systemer for bygninger og strukturer, "smart hjem": Thermokon, JUNG

Mye brukt når du skriver en anmeldelse praktisk erfaring bruk av en rekke oppførte enheter.

Phoenix Contact

Takket være sitt utviklede produktspekter og utmerkede funksjonalitet har Phoenix Contact en utmerket posisjon i markedet for trådløse løsninger for industriell automasjon.

Phoenix Contact leverer komponenter for å løse ethvert problem knyttet til konstruksjon av trådløse kommunikasjonssystemer i industrielle miljøer. Trådløse kommunikasjonsenheter er designet for bruk i tøffe industrielle miljøer og er preget av høy pålitelighet, enkelhet og brukervennlighet, samt maksimal dataoverføringssikkerhet.

Sender et lite antall signaler eller enorme mengder data, gir sanntidskommunikasjon mellom enheter nær eller hundrevis av meter unna, i produksjonslokaler med metallbarrierer eller i åpne områder - for disse og andre krav er det mulig å velge passende komponenter og tilbehør for dem fra Phoenix Contact.

Hver applikasjon har sine egne krav til radiokommunikasjon. Phoenix Contact tilbyr en rekke trådløse kommunikasjonsprodukter basert på ulike teknologier som gjør deg i stand til å løse kommunikasjonsproblemer fleksibelt, enkelt og kostnadseffektivt.

Hver spesifikk applikasjon har sine egne funksjonelle og tekniske krav til trådløs kommunikasjonsteknologi. Siden ingen eksisterende radioteknologi i dag kan tilfredsstille alle krav, tilbyr Phoenix Contact løsninger basert på ulike teknologier.

Så, hva slags maskinvare tilbyr Phoenix Contact forbrukerne etter type kommunikasjon?

Bluetooth I/O (IEEE 802.15.1). Hovedanvendelsesområdet for Bluetooth-teknologi er integrering av i lokale nettverk basert på et feltbuss- eller industrielt Ethernet-nettverk. Takket være støtte for ulike brukerprofiler kan den trådløse kommunikasjonsstandarden brukes til å løse et bredt spekter av oppgaver. Karakteristiske trekk:

• En svært pålitelig måte å overføre data i produksjonsområder med metallgjenstander.
• Mulighet for lokal parallelldrift av flere Bluetooth-nettverk.
• Automatiske sameksistensmekanismer sikrer robust parallelldrift av 802.11b/g WLAN.
• Tilkobling av opptil syv terminalenheter med et radionettverk.
• Båndbredde opptil 1 Mbit/s.
• Rekkevidden er vanligvis mer enn 100 m i industrilokaler og mer enn 200 m i åpne områder.
• Ideell for rask syklisk overføring av små datapakker.
• Transparent dataoverføring over Ethernet på Layer 2, for eksempel i PROFINET IO-systemer.
• Høy datasikkerhet takket være 128-bits nøkkelkryptering og Trusted Wireless endepunktautentisering.

Bluetooth I/O - effektiv teknologi designet av Phoenix Contact for automatisering av industrielle verksteder (for eksempel tekstil-, kjemisk industri) uten å lage et automatisert prosesskontrollsystemprosjekt i forbindelse med bygningskonstruksjoner. Prosjektoppretting og systemimplementering kan fullføres veldig raskt, og det vil ikke være noen ytterligere krav til kabling eller maskinvareinstallasjon.

Phoenix Contact Factory Line Bluetooth for trådløs overføring av styresignaler

Blant metodene for pålitelig trådløs overføring av overføringsdata er det verdt å merke seg:

Pålitelig trådløs- industriell radioteknologi for overføring av prosesssignaler som ikke er kritiske for forsinkelser over lange avstander - opptil flere kilometer.

Phoenix Contact Radioline basert på Trusted Wireless-teknologi

Trådløs MUX- en enkel løsning for overføring av digitale og analoge prosess- og kontrollsignaler - enkelt og pålitelig uten kabler, fra ett punkt til et annet. Trygg og pålitelig overføring over avstander på opptil flere hundre meter.

Phoenix Contact Wireless-MUX flerkanals trådløst kommunikasjonssystem

Trådløs I/O - teknologi for trådløs overføring av forsinkelseskritiske prosess- og kontrollsignaler i nettverk av automatiske kontrollsystemer. Den er preget av høy ytelse, pålitelighet, enkelt og praktisk vedlikehold.

Høyytelsesnettverk er representert av WLAN-teknologi (IEEE 802.11). Basert på WLAN er det mulig å implementere nettverk som kobler sammen flere endeenheter. Siden WLAN-systemer tillater enkel integrering i informasjonsnettverk, er de ideelle for mobil kontroll, overvåking og dataregistrering. I tillegg er det mulig å lage en rask kommunikasjonskanal mellom kontrollenheter og overføre inn- og utdata i sanntid i PROFINET I/O-systemer. Andre funksjoner:

• Mulighet for å lage store nettverk som kombinerer flere hundre sluttenheter
• Høy gjennomstrømning opptil 300 Mbps.
• Takket være den automatiske roaming-funksjonen er det mulig å lage nettverk med stort dekningsområde, noe som gir høy mobilitet.
• Overføringsrekkevidden er vanligvis opptil 100 m i industrilokaler og mer enn 200 m i åpne områder. I noen tilfeller kan overføringsrekkevidden være mer enn 1 km.

Hovedtypene av Phoenix Contact-utstyr som støtter de oppførte teknologiene:

Trådløst Ethernet - brukes for trådløs tilkobling av til et Ethernet-nettverk. Dataoverføring på Layer-2-nivå utføres i en protokolltransparent modus. Industrielle Ethernet-protokoller som PROFINET, Modbus/TCP og EtherNet/IP støttes.

Factory Line Bluetooth - pålitelige kommunikasjonskomponenter for små lokale trådløse nettverk som opererer parallelt.

Factory Line WLAN - komponenter som gir høyhastighets trådløs tilgang til et Ethernet-nettverk med et stort dekningsområde.

Factory Line Wireless Serial - Serielle enheter som integreres i et Ethernet-nettverk ved hjelp av Factory Line Bluetooth eller Factory Line WLAN-komponenter.

Pålitelighet

Den største oppmerksomheten rettes mot påliteligheten og støyimmuniteten til trådløse kommunikasjonskanaler i tøffe industrielle miljøer. Trådløs dataoverføring utføres ved hjelp av elektromagnetiske bølger. I dette tilfellet påvirkes radiokommunikasjonskanalen eksterne kilder elektromagnetisk interferens.

Sterke elektromagnetiske felt av radioforstyrrelser skapt i industrilokaler av forskjellige enheter, for eksempel frekvensomformere, som et resultat av svitsjing av belastninger eller bruk av en sveisemaskin, påvirker ikke radiokommunikasjon, siden slik elektromagnetisk interferens er innenfor kilohertz- eller megahertz-området, mens Bluetooth, Trusted Wireless og WLAN opererer i 2,4 GHz-båndet. I tillegg støtter Bluetooth, Trusted Wireless og WLAN spredte spektrumsignaler og andre mekanismer for å sikre svært pålitelig dataoverføring.

Fordeler

Selvfølgelig inkluderer fordelene med denne produsenten påliteligheten til å sikre stabilitet og støyimmunitet til kommunikasjonskanaler på grunn av moderne metoder koding og organisering av en radiokanal. Jeg vil merke meg trådløse MUX-verktøy (som ILB BT ADIO MUX-OMNI) , som lar deg raskt distribuere, for eksempel informasjonsmåling og overvåkingssystemer, opp til opprettelsen av diagnostiske, mobile komplekser for midlertidig bruk. Effektiv automatisering av mobile automatiserte prosesskontrollsystemer kan oppnås ved å bruke det trådløse LAN-tilgangspunktet, FL WLAN 5100.

Omron

Det japanske selskapet Omron er kjent for sin innovative tilnærming og sitt ønske om å bruke ny teknologi når man lager nye systemer. Dette prinsippet brukes også av produsenten når de lager trådløse kommunikasjonsløsninger. Da Omron lanserte den trådløse DeviceNet WD30-enheten, ble den anerkjent for å introdusere feltbussfunksjoner (tidligere kun tilgjengelig i kablet form) for trådløs kommunikasjon med kort til middels rekkevidde.

Deretter lanserte Omron den neste modifikasjonen av det trådløse DeviceNet-modemet - WD30-01. Forskjellene sammenlignet med det eksisterende WD30-modemet kan virke små, men de utvider bruksområdet til disse enhetene betydelig. Nå har antennene en magnetisk base og en 2 meter lang kabel. Dette lar deg installere WD30-enheter inne i dekselet, flytte antennen utenfor den, noe som gir mer fleksibel bruk av denne enheten.

Om WD30-familien

Omrons trådløse DeviceNet-enheter lar deg kommunisere med enhver DeviceNet-kompatibel enhet via en helt trådløs feltbuss. WD30 er mer enn bare en 1:1 nettverksutvider. Én trådløs master WD30 fra Omron kan få tilgang til flere slaveenheter.

Et enkelt DeviceNet-nettverk kan være vert for flere trådløse masterenheter, og danner komplekse, fleksible konfigurasjoner innenfor et enkelt system.

Teknologi brukt

DeviceNet trådløse enheter kombinerer to Nyeste teknologier trådløs kommunikasjon: spredt spektrum og mangfoldsantenner. Trådløs kommunikasjon er basert på DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) teknologi, delt inn i 34 separate kanaler i 2,4 GHz-båndet. Denne frekvensen er allokert over hele verden for industriell, vitenskapelig og medisinsk (ISM) bruk. Bruken av spredt spektrum-teknologi reduserer virkningen av interferens, og sikrer at meldingen kommer gjennom første gang.

Alle DeviceNet-transceivere bruker et dobbeltantennesystem. Den måler enhetens utgang ved å beregne forskjellen mellom signalet og dets refleksjoner. Transceiveren velger automatisk antennen med best signalkvalitet for å redusere interferens.

Omrons trådløse DeviceNet-enheter var de første kommersielt tilgjengelige trådløse enhetene som integrerte disse teknologiene.

Bredt spekter av applikasjoner

På grunn av kabelkarakteristikk begrenser DeviceNet-kabeltopologikrav typisk lengden på nettverksforbindelser til seks meter. Noen systemer krever imidlertid en merkbar mengde O lengre kabellengder. Omrons trådløse DeviceNet-nettverk gjør det nå mulig å overføre data til DeviceNet-noder opptil 60 meter fra hovedlinjen.

Lav utgangseffekt (10 mW) minimerer RF-interferens i andre enheter. Den høye driftsfrekvensen reduserer potensialet for elektrisk støy på fabrikkgulvet på grunn av interferens med DeviceNets trådløse enhetssignaler. DeviceNet trådløse enheter har i tillegg en innebygd sikkerhetsfunksjon som hindrer andre brukere i å endre innstillinger uten å kjenne kodene. Oppsettsprosedyren innebærer å stille inn en spesifikk kombinasjon av bryterposisjoner som er vanskelig å gjenta. Endring av bryterposisjoner endrer ikke enhetskonfigurasjonen.

WD30-mastere og -slaver har en standard miniatyr DeviceNet-kontakt, som utvider DeviceNet-applikasjonene i produksjonsmiljøer. Disse bruksområdene inkluderer materialhåndtering, transportbåndsystemer, samlebånd, robotkjøretøy og bevegelig utstyr der bruk av ledninger er upraktisk. DeviceNet trådløse enheter krever et annet sett med ferdigheter, litt mer kunnskap og mer intensiv trening.

Blant fordelene med denne produsentens trådløse løsninger, bemerker vi mange år med pålitelig drift av radiomodem (DeviceNet-nettverk) i industrielle verksteder mettet med en rekke støygenererende utstyr, for eksempel regulatorer basert på spenning og strømavskjæring, frekvensomformere, etc.

Trådløse enheter Omron DeviceNet WD30-01

Siemens

Mulighetene til trådløse nettverk er implementert i industrielle kommunikasjonssystemer (IMC - Industrial Mobile Communication), bygget på de tilsvarende SIMATIC NET-komponentene, som er basert på generelt anerkjente verdensstandarder - IEEE 802.11, GSM, GPRS og UMTS.

IMC dekker programvare- og maskinvarekomponentene til SI-MATIC NET, som gir muligheten til å utveksle data via trådløse kommunikasjonskanaler til industrielle Ethernet- og PROFIBUS-nettverk. SIMATIC NET-komponenter kan brukes til å bygge et kommunikasjonssystem for hele bedriften – fra å koble den enkleste enheten til nettverket til å organisere intensiv datautveksling mellom komplekse systemer. IWLAN-tilgangspunkter (Industrial Wireless Local Area Network) i SIMATIC NET-familien er i stand til å kommunisere med alle mobile enheter som oppfyller kravene i IEEE 802.11 a, b, g, h standarder.

SCALANCE W familie

SCALANCE W-familien inkluderer hele linjen kommunikasjonsmoduler designet for å bygge svært pålitelige IWLAN med deterministisk dataoverføringstid og støtte for redundante kommunikasjonskanaler.

Slike trådløse nettverk gjør det mulig å overføre gjennom deres kanaler både tidskritiske meldinger (for eksempel IWLAN med overføring av nødmeldinger) og vanlige meldinger (for eksempel WLAN med overføring av tjeneste- og diagnosemeldinger). Generelt lignende nettverk i deres funksjonalitet overgå kravene i IEEE 802.11-standarden.

SCALANCE W-moduler er produsert i slitesterke metallhus med en beskyttelsesgrad IP65, som gir pålitelig beskyttelse mot fuktighet og støv og muligheten til å bruke modulene under forhold med vibrasjoner og risting.

Alle moduler i SCALANCE W-serien støtter standard brukeridentifikasjonsmekanismer som beskytter IWLAN mot uautorisert tilgang, samt mekanismer for koding av overførte data.

Industriell versjon

SCALANCE W-moduler er i stand til å forbli operative i temperaturområdet fra -20°C til +60°C og utsettes for langvarig eksponering for fuktighet og støv. Antennene, strømforsyningene og tilkoblingskablene som brukes i dem er også designet for bruk i industrielle miljøer.

Eksempler på bruk av IWLAN

Mulig trådløs integrering av PROFIBUS og PROFINET stasjonssegmenter i eksisterende nettverk Industrielt Ethernet. For å gjøre dette kobles det nødvendige antallet SCALANCE W-aksesspunkter til det faste industrielle Ethernet-nettverket.

Tilgangspunkter kan utstyres med sirkulære eller retningsbestemte antenner, samt lange antenner med lavt strålingsnivå i form av en RCoax-kabel. Gjennom tilgangspunkter kan alle stasjonære eller mobile objekter utstyrt med klientmoduler eller IWLAN/PB Link PNIO-moduler inkluderes i det trådløse kommunikasjonssystemet.

La oss gi et eksempel på implementering av ekstern konfigurasjon av utstyr på mobile stasjoner. Mobilstasjoner beveger seg fritt i radiodekningsområdet som dannes av to SCALANCE W788-1PRO-tilgangspunkter. Hver mobilstasjon er utstyrt med en SCALANCE W746-1PRO klientmodul. Gir støtte for trådløs datautveksling mellom operatørpanelet, datamaskinen og den programmerbare kontrolleren til hver mobilstasjon med kontrolleren og menneske-maskin-grensesnittsystemet til det faste industrielle Ethernet-nettverket. Field PG M-programmereren brukes til fjernvedlikehold av alt utstyr i dette systemet.

Innenfor radiodekningsområdet til ett SCALANCE W788-1PRO eller SCALANCE W788-2PRO tilgangspunkt, kan mobile stasjoner med komponenter av PROFINET IO distribuerte input/output-systemer operere.

Programvare

SINEMA E-programvarepakken med standardlisens gir støtte for funksjonene til automatisk posisjonering av infrastrukturkomponenter og optimalisering av kommunikasjonskanaler, bestemmer de nødvendige typene tilgangspunkter og optimerer verdiene til deres konfigurasjonsparametere.

Støttede produkter:

• WLAN-tilgangspunkter: SCALANCE W788; W786; W784; HiPath AP2610, 2620, 2630, 2640; Wi-Fi-tilgangspunkter 802.11 a/b/g/h.
• WLAN-klientmoduler: SCALANCE W744; W746; W747; IWLAN/PB Link PNIO; klientmoduler via Wi-Fi 802.11 a/b/g/h.
• LAN/WLAN-adaptere for å støtte lese-/nedlastingsfunksjoner: SIMATIC NET CP 1613 A2; CP 1612; standard LAN-adapter; standard WLAN-kort.
• WLAN-adapter for å utføre målinger i WLAN; for målinger i standardmodus - en standard WLAN-adapter; for avansert målemodus - PCMCIA WLAN-adapter.

En av fordelene med denne produsenten er tilbudet av sett med trådløse enheter som er kompatible med de mest populære PLS-ene og Siemens-systemene i bransjen, og gir støybestandig og pålitelig kommunikasjon for automatiserte prosesskontrollsystemer i ulike bransjer, inkludert transport.

Tilgangspunkt Siemens SKALANCE W788-1PRO

Moxa

Moxa har utviklet og produserer et stort antall løsninger for å koble sammen ulike industrielle enheter med grensesnitt basert på trådløse teknologier – IEEE 802.11 (WLAN) og GSM/GPRS/UMTS/HSDPA. La oss vurdere utstyr for å organisere direkte, lokale nettverk uten deltakelse fra telekommunikasjonsleverandører (GSM, GPRS).

RISC-datamaskiner med trådløst grensesnitt

Moxa ThinkCore innebygde datamaskiner er basert på RISC-plattformen og er designet for å lage tilpassede applikasjoner for industriell automasjon. De har en programvarevalgbar RS-232/422/485 seriell port, 802.11a/b/g-grensesnitt for WLAN-kommunikasjon, SD-spor, 2 USB- og 1 Ethernet-port. Moxa ART, en 32-biters ARM9-prosessor, og innebygd Linux OS gir en kraftig og pålitelig plattform for robuste industrielle miljøer, og er også ideell for industrielle M2M-applikasjoner som datautveksling, protokollkonvertering og fjernkontroll og verifisering av enheter.

Følgende modeller leveres til Ukraina: Moxa ThinkCore W311 (RISC-basert innebygd datamaskin med WLAN, 1 seriell port, LAN, Linux OS); Moxa ThinkCore W321 (RISC-datamaskin med WLAN, 2 serielle porter, LAN, SD og Linux OS). Moxa ThinkCore W341 (RISC-datamaskin med WLAN, 4 serielle porter, LAN, SD, USB, reléutganger, Linux OS).

RISC-datamaskiner med multifunksjonelle trådløse grensesnitt

Datamaskiner i Moxa ThinkCore W311 UC-8481-serien har 2 RS-232/422/485 serielle porter, 2 Ethernet-porter, 4 digitale innganger og utganger, en CompactFlash-kontakt og 2 USB 2.0-porter. Moxa ThinkCore W311 UC-8481 er basert på en Intel XScale IXP435 533 MHz RISC-prosessor. Datamaskinen har gode data- og kommunikasjonsevner med svært liten varmeutvikling.

Moxa ThinkCore W311 UC-8481 har syv kontakter, som lar brukere koble til ulike trådløse moduler og GPS - dette er svært viktig, for eksempel for applikasjoner på jernbane og generelt på kjøretøy i bevegelse. Moxa tilbyr også en modell med et utvidet driftstemperaturområde, fra -25°C til 70°C, for tøffe industrielle miljøer.

Moxa ThinkCore W311 UC-8481 innebygd datamaskin

Trådløse tilgangskontrollere

Industrielle trådløse tilgangskontrollere WAC-1001 er utstyrt med Moxa Turbo Roaming-teknologi, som dramatisk reduserer roamingtiden for trådløse enheter – opptil 50 ms. Denne avanserte funksjonen sikrer raske byttehastigheter og sømløse tilkoblinger uten avbrudd eller kompromittert trådløs sikkerhet, selv i ekstremt utfordrende miljøer. Enhetene er også preget av støtte for IEEE802.11i (trådløs sikkerhet) og et bredt driftstemperaturområde: -40°C til 75°C.

Trådløse tilgangspunkter (AP/Bridge/AP Client)

Moxa tilbyr et stort antall lignende enheter. Et typisk eksempel er Moxa AWK-4131, et industrielt 3-i-1 trådløst tilgangspunkt (Access Point/Bridge/Client), som lar brukere gi høyhastighets, effektiv trådløs tilgang til nettverksressurser ved hjelp av IEEE 802.11n-teknologi med nettverkshastigheter på opptil 300 Mbps. Moxa AWK-4131 bruker to tilstøtende 20 MHz-kanaler og kombinerer dem til én 40 MHz-kanal for å gi større pålitelighet og høy gjennomstrømning. Driftstemperaturområdet til enheten er fra -40°C til 75°C.

Moxa AWK-4131 har en redundant strøminngang for å forbedre utstyrets pålitelighet, og kan også motta strøm over Ethernet (PoE). Moxa AWK-4131 høyfrekvente moduler gir drift i to frekvensområder på 2,4 og 5 GHz. Moxa AWK-4131 er bakoverkompatibel med IEEE 802.11a/b/g-standarder, noe som gjør det enkelt å integrere i eksisterende infrastruktur. IP68-klassifisert hus og spesielle M12-kontakter beskytter enheten mot kritiske forhold miljø(støv, fuktighet)

IEEE 802.11 trådløse tilgangsenheter (WLAN)

En typisk representant for denne utstyrsgruppen er den nye serien MiiNePort W1 (Network Enabler)-enheter - Serial-Ethernet-tilgangsservermoduler med støtte for IEEE 802.11 b/g trådløse nettverk. De gjør det veldig enkelt å koble serielle enheter til trådløse nettverk.

Moxa MiiNePort W1 gir hastigheter på opptil 921,6 Kbps over den serielle porten og støtter et stort antall forskjellige driftsmoduser: RealCOM, TCP Server, TCP Client, UDP, RFC2217, samt Infrastructure Mode (b/g) og Ad-Hoc Modus (b/g ) for IEEE 802.11 b/g trådløse nettverk. Høykvalitets driverstøtte for Moxa MiiNePort W1 gjør det enkelt å implementere moduler i eksisterende løsninger.

Moxa MiiNePort W1 har en svært kompakt størrelse: 44,4 x 44,4 x 9,7 mm, samt ekstremt lavt forbruk (360 mA for 3,3 VDC, 290 mA for 5 VDC), noe som gjør at den enkelt kan integreres i ulike enheter med seriell grensesnitt for å koble dem til trådløse nettverk.

Seriell-Ethernet-tilgangsenhet Moxa MiiNePort W1

WLAN-antenner

Moxa tilbyr et bredt utvalg av antenner i forskjellige frekvensområder (2,4, 5 GHz) og strålingsmønstre, fra rundstrålende til retningsbestemt. Forsterkningsområde: fra 5 til 18 dBi.

Trådløst utstyr fra Moxa er mye brukt i å lage automatiserte tekniske regnskapssystemer, distribuerte systemer overvåking og måling teknologiske parametere i mat, papir, kjemisk industri, maskinteknikk, etc.

Moxa-enheter gir gode resultater når det gjelder å bygge omfattende, lokalt distribuerte informasjons-, måle- og forsendelsessystemer, noe som er en av deres viktigste fordeler.

Du kan lese om trådløs dataoverføring i bygningsautomasjonssystemer i 2. del av anmeldelsen, som publiseres i juli.