Кодирование сигналов при использовании беспроводной связи

Wi-Fi — это  набор глобальных стандартов. В  отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать  в разных странах по всему миру.

    Недостатки Wi-Fi. Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах  неодинаковы; во многих европейских  странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США.

    Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства.

    Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний Wi-Fi маршрутизатор  стандарта 802.11b или 802.11g имеет  радиус действия 45 м в помещении  и 90 м снаружи. Микроволновка или зеркало, расположенные между устройствами Wi-Fi, ослабляют уровень сигнала. Расстояние зависит также от частоты.

    Уменьшение  производительности сети во время дождя.

    Перегрузка  оборудования при передаче небольших  пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.

    WiMAX

    WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access, по-русски читается вайма́кс, по-английски ваймэкс) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который так же называют Wireless MAN. Форум описывает WiMAX как «основанную на стандарте технологию, предоставляющую высокоскоростной беспроводной доступ к сети, альтернативный выделенным линиям и DSL».

    WiMAX подходит для решения следующих  задач:

• Соединения точек доступа Wi-Fi друг с другом и другими сегментами Интернета.
• Обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.
• Предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.
• Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.

    WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большей пропускной способностью и покрытием, чем у Wi-Fi сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а так же локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети масштабов целых городов.

    Bluetooth

    Bluetooth (переводится синий зуб, в честь Харальда I Синезубого; разговорные названия: блютус, блютуф) — производственная спецификация беспроводных персональных сетей (Wireless personal area network, WPAN).

    Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.

    Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе  до 10-100 метров друг от друга  (дальность очень сильно зависит  от преград и помех), даже в  разных помещениях.

    Радиосвязь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне (англ. Industry, Science and Medicine), который используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях. Спектр сигнала формируется по методу FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum — псевдослучайная перестройка рабочей частоты). Метод FHSS прост в реализации, обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование стоит недорого.

    Технология  Bluetooth используется для создания небольших сетей до 8 устройств: карманных и портативных компьютеров, мобильных телефонов и ПК. Но данная технология может использоваться и в клавиатурах, мышках, наушниках, устройствах hands-free и т. д.

        Infrared Data Association

    Infrared Data Association — IrDA, ИК-порт, Инфракрасный порт — группа стандартов, описывающая протоколы физического и логического уровня передачи данных с использованием инфракрасного диапазона световых волн в качестве носителя.

    Была  особо популярна в конце 1990-х  начале 2000-х годов. В данное время  практически вытеснена более  современными способами связи, такими как WiFi и Bluetooth. Вопреки распространенному мнению, основной причиной отказа от IrDA была вовсе не низкая скорость передачи данных, а ограниченная дальность действия и требования прямой видимости пары приемник-передатчик.

     Аппаратная  реализация, как правило, представляет собой пару из передатчика, в виде светодиода, и приемника, в виде фотодиода расположенных на каждой из сторон линии связи. Наличие и передатчика и приемника на каждой из сторон является необходимым для использования протоколов гарантированной доставки данных.

     В повседневной жизни мы постоянно  сталкиваемся с ИК-портами. Дистанционный  пульт управления передает команды  на телевизор или видеомагнитофон с помощью IrDA. Сейчас ИК-портами все ещё оснащается большинство мобильных телефонов, ноутбуков и карманных компьютеров. ИК-портами оснащаются некоторые принтеры и цифровые фотоаппараты. Большинство настольных ПК, напротив, не имеет инфракрасного порта в стандартной системной конфигурации, и для них необходим ИК-адаптер, который подключается к компьютеру через USB, СОМ-порт или в специальный разъем на материнской плате.

Через ИК-порт можно, например, передать цифровую визитную карточку, мелодию, картинку или файл на другой мобильник или компьютер, на котором также имеется ИК-порт.

Радио

    Ра́дио (лат. radio — излучаю, испускаю лучи ← radius — луч) — разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.

Принцип работы

     Передача  происходит следующим образом: на передающей стороне формируется радиоволна (сигнал) с требуемой частотой и  мощностью. Далее передаваемый сигнал модулирует более высокочастотное колебание (несущую). Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он фильтруется и демодулируется. После демодуляции получается сигнал, с некоторыми (возможно допустимыми) различиями с сигналом, который мы передавали передатчиком.

Частотные диапазоны

   Частотная сетка, используемая в радиосвязи, условно  разбита на диапазоны:^[1]

• Длинные волны (ДВ) — f = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м)
• Средние волны (СВ) — f = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м)
• Короткие волны (КВ) — f = 3—30 МГц (λ = 100—10 м)
• Ультракороткие волны (УКВ) — f = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м)
• Высокие частоты (ВЧ - сантиметровый диапазон) — f = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м)
• Крайне высокие частоты (КВЧ - миллиметровый диапазон) — f = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м)
• Гипервысокие частоты (ГВЧ - микрометровый диапазон) — f = 30 ГГц — 300 ГГц (λ = 0,01—0,001 м)

    GPRS/EDGE

   Слова GPRS и EDGE стали синонимом мобильного Интернета. Практически все операторы  сотовой связи мира предоставляют  услуги доступа в Интернет с помощью  мобильного устройства.

   Оплата  услуги GPRS/EDGE необычна: Вы платите не за минуту соединения, как при телефонных разговорах, а за переданные и принятые буквы.

   Например, предположим, что стоимость 100 килобайт составляет 50 копеек, а отправка одной SMS - 1 рубль. 100 килобайт - это примерно 100 000 букв, в то время как в SMS - 160 символов. В результате, за 1 рубль (стоимость SMS), Вы могли бы переслать более 1200 смс-ок!

    GPRS отличается от EDGE скоростью. У  EDGE она в два раза выше, чем  у GPRS.

     Стандарт GSM позволяет передавать данные со скоростью  до 9,6 Кбит/с. Для обмена факсами этого  достаточно, для работы в Интернете - слишком мало.

     Для ускорения передачи данных разработали HSCSD - High Speed Circuit Switched Data - протокол высокоскоростной передачи данных с коммутацией каналов. Результат достигается объединением нескольких частотных GSM-каналов, используемых для голосовой связи. Однако при использовании HSCSD все отведенные под него линии постоянно заняты, что делает связь слишком дорогой.

    На  смену HSCSD пришел GPRS - General Packet Radio Service, - который позволяет передавать данные с более эффективным использованием каналов. При подключении к Интернету  канал будет занят только при  передаче данных, а если передачи не происходит, канал может использоваться другими абонентами.

    Впервые EDGE была представлена ESTI (Европейский  институт стандартизации электросвязи) в начале 1997 года в качестве эволюции существующего стандарта GSM.

    EDGE использует ту же полосу пропускания  и структуру временных слотов, что и GSM. Таким образом оператор может продолжать использовать уже имеющиеся диапазоны частот по 200 кГц, структуру каналов и частотные планы, при этом предлагая своим абонентам ряд услуг третьего поколения. Более того, использующийся в EDGE формат пакета полностью идентичен аналогичному пакету в TDMA или GSM. Он включает тестовую последовательность из 26 символов в центре пакета, две хвостовые последовательности из трех символов с каждого конца пакета, две последовательности с данными по 58 символов и контрольную последовательность из 8.25 символов.

    EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) - является эволюционным  развитием GSM/GPRS, позволяющим в  теории обеспечить беспроводную  передачу данных со скоростью  до 473,6 кбит/с. Реально достижимая средняя скорость передачи данных составляет 100-120 кбит/с, с пиковыми значениями до 230 кбит/с. Во многом скорость передачи данных в сети с поддержкой технологии EDGE зависит от типа мобильного телефона.

    3G

   3G - это  новое поколение мобильной связи,  мобильного Интернета. В 3G предусмотрено увеличение скорости передачи данных.