Реферат №12 Рохтин Я.А
..docxРеферат по лекции "Беспроводная передача данных"
Введение
Беспроводная связь играет ключевую роль в современном мире, предоставляя доступ к интернету и другим сервисам без необходимости использования кабелей. Технологии беспроводной передачи данных находят применение в повседневной жизни, промышленности, науке и обеспечивают связь в местах, где прокладка кабелей невозможна.
Основные технологии беспроводной передачи данных
1. Wi-Fi
Wi-Fi — технология беспроводной передачи данных, стандартизированная организацией IEEE. Наиболее распространенные стандарты:
802.11b: частота 2.4 ГГц, скорость до 11 Мбит/с, радиус действия в помещении — до 38 м, на открытой местности — до 140 м.
802.11a: частота 5 ГГц, скорость до 54 Мбит/с, радиус действия до 120 м.
802.11g: частота 2.4 ГГц, скорость до 54 Мбит/с, улучшенная совместимость с предыдущими версиями.
802.11n: частота 2.4 ГГц и 5 ГГц, скорость до 600 Мбит/с, радиус действия в помещении — до 70 м, на открытой местности — до 250 м.
Wi-Fi используется для создания локальных сетей и доступа к интернету. Современные точки доступа поддерживают различные режимы работы, включая:
Access Point: подключение клиентов.
Bridge: объединение нескольких точек доступа.
Repeater: расширение зоны покрытия.
Безопасность Wi-Fi-сетей обеспечивается стандартами WPA и WPA2, которые включают шифрование AES. Домашние сети обычно защищаются с помощью WPA-PSK (Pre-Shared Key), а корпоративные сети — через сервер авторизации RADIUS.
2. WiMAX
WiMAX — технология для предоставления широкополосного доступа на больших расстояниях. Она основана на стандарте IEEE 802.16 и используется для:
Соединения Wi-Fi точек доступа и сегментов интернета.
Создания магистральных каналов связи.
Альтернативы DSL и выделенным линиям.
Основные версии WiMAX:
IEEE 802.16-2004 (802.16d): фиксированный доступ с частотой 3.5 и 5 ГГц, подходит для стационарных устройств.
IEEE 802.16-2005 (802.16e): мобильный доступ, поддерживает скорости передвижения до 120 км/ч.
WiMAX обеспечивает больший радиус действия и стабильность по сравнению с Wi-Fi, что делает его подходящим для создания масштабных сетей, охватывающих целые города.
3. Bluetooth
Bluetooth используется для создания персональных беспроводных сетей (WPAN). Основные области применения: подключение гарнитур, наушников, устройств громкой связи и периферийных устройств. Особенности:
Радиус действия до 100 м.
Использование радиоволн с технологией расширения спектра FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum).
Различные версии, включая Bluetooth 4.0 с низким энергопотреблением (BLE).
Bluetooth поддерживает передачу данных на скоростях от 0.5 Мбит/с (1.0) до 24 Мбит/с (3.0+HS).
Принципы работы беспроводной связи
Передача данных в беспроводных сетях осуществляется через электромагнитные волны. Основные характеристики распространения:
Частота сигнала:
Чем выше частота, тем больше скорость передачи данных.
Высокочастотные сигналы требуют прямой видимости.
Препятствия:
Отражение, рассеивание и дифракция влияют на качество сигнала.
В городских условиях наблюдается многолучевое распространение, приводящее к интерференции и затуханию сигнала.
Расстояние:
На низких частотах сигнал распространяется вдоль поверхности Земли.
Высокочастотные сигналы (выше 30 МГц) распространяются только по прямой.
Спутниковая связь
Спутники используются для передачи данных на большие расстояния. Их основное преимущество — возможность организации линий связи с прямой видимостью. Типы спутниковых орбит:
Геостационарная (GEO): высота 35 863 км, спутник остается неподвижным относительно точки на Земле.
Средневысотная (MEO): высота 5 000–15 000 км, применяется для навигации и передачи данных.
Маловысотная (LEO): высота 100–1 000 км, обеспечивает минимальные задержки сигнала.
Спутники работают в частотных диапазонах L, S, C, Ku и Ка. Исторически первым использовался диапазон C, обеспечивающий широкую полосу пропускания. Современные спутники могут играть роль маршрутизаторов и поддерживать прямые линии связи между собой.
Технология широкополосного сигнала (OFDM)
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) используется для улучшения устойчивости к помехам и повышения скорости передачи данных. Принцип работы:
Разделение сигнала на несколько подканалов с различными частотами.
Модуляция каждого подканала с использованием FSK или PSK.
Преобразование сигналов через методы Фурье перед передачей.
Преимущества OFDM: снижение межсимвольной интерференции и высокая устойчивость к многолучевому распространению сигнала.
Заключение
Беспроводные технологии становятся основой телекоммуникационной инфраструктуры. Wi-Fi, WiMAX и Bluetooth обеспечивают доступность связи в разных условиях, а спутниковая связь позволяет передавать данные на глобальном уровне. Развитие технологий, таких как OFDM, способствует повышению качества и надежности передачи данных в условиях растущих требований к скорости и устойчивости связи.