Trådlöst - Wireless

För andra användningsområden, se Trådlöst (otvetydigt) .
En handhållen inbyggd kommunikationsstation för sjöfartstjänsten
Del av en serie om
Antenner
Maszt radiowy w Konstantynowie.jpg
Vanliga typer
Komponenter
System
Säkerhet och reglering
Strålningskällor / regioner
Egenskaper
Tekniker

Trådlös kommunikation (eller bara trådlös , när sammanhanget tillåter) är överföring av information mellan två eller flera punkter som inte använder en elektrisk ledare som ett medium för att utföra överföringen. De vanligaste trådlösa teknikerna använder radiovågor . Med radiovågor kan avsedda avstånd vara korta, till exempel några meter för Bluetooth eller så långt som miljoner kilometer för radiokommunikation i rymden . Det omfattar olika typer av fasta, mobila och bärbara applikationer, inklusive tvåvägsradioer , mobiltelefoner , personliga digitala assistenter (PDA) och trådlöst nätverk . Andra exempel på tillämpningar av radio trådlös teknik inkluderar GPS -enheter, garageportöppnare , trådlös datormus , tangentbord och headset , hörlurar , radiomottagare , satellit -tv , broadcast -tv och trådlösa telefoner . Något mindre vanliga metoder för att uppnå trådlös kommunikation inkluderar användning av andra elektromagnetiska trådlösa tekniker, såsom ljus, magnetiska eller elektriska fält eller användning av ljud.

Begreppet trådlöst har använts två gånger i kommunikationshistoriken, med något annan betydelse. Den användes ursprungligen från omkring 1890 för den första radiosändnings- och mottagningstekniken, som i trådlös telegrafi , tills det nya ordet radio ersatte den runt 1920. Radioer i Storbritannien som inte var bärbara fortsatte att kallas trådlösa apparater in på 1960 -talet . Termen återupplivades på 1980- och 1990 -talen främst för att skilja digitala enheter som kommunicerar utan ledningar, till exempel exemplen i föregående stycke, från de som kräver ledningar eller kablar. Detta blev dess främsta användning på 2000-talet, på grund av tillkomsten av teknik som mobilt bredband , Wi-Fi och Bluetooth .

Trådlös drift tillåter tjänster, såsom mobil och interplanetär kommunikation, som är omöjliga eller opraktiska att genomföra med användning av ledningar. Termen används vanligtvis inom telekommunikationsindustrin för att hänvisa till telekommunikationssystem (t.ex. radiosändare och mottagare, fjärrkontroller, etc.) som använder någon form av energi (t.ex. radiovågor , akustisk energi) för att överföra information utan användning av ledningar . Information överförs på detta sätt över både korta och långa avstånd.

Historia

Se även: Telekommunikationens historia

Fotofon

Huvudartikel: Fotofon
Bell and Tainters fotofon, 1880.

Det första trådlösa telefonsamtalet inträffade 1880, då Alexander Graham Bell och Charles Sumner Tainter uppfann fotofonen , en telefon som skickade ljud över en ljusstråle. Telefonen krävde solljus för att fungera och en fri sikt mellan sändare och mottagare. Dessa faktorer minskade kraftigt fotofonens livskraft vid praktisk användning. Det skulle dröja flera decennier innan fotofonens principer hittade sina första praktiska tillämpningar inom militär kommunikation och senare inom fiberoptisk kommunikation .

Elektrisk trådlös teknik

Tidigt trådlöst

Huvudartikel: Trådlös telegrafi

Ett antal trådlösa elektriska signaleringssystem inklusive att skicka elektriska strömmar genom vatten och marken med hjälp av elektrostatisk och elektromagnetisk induktion undersöktes för telegrafi i slutet av 1800 -talet innan praktiska radiosystem blev tillgängliga. Dessa inkluderade ett patenterat induktionssystem av Thomas Edison som tillåter en telegraf på ett löpande tåg att ansluta till telegrafledningar som löper parallellt med spåren, ett William Preece induktions -telegrafsystem för att skicka meddelanden över vattendrag och flera operativa och föreslagna telegrafi och röstjord ledningssystem.

Edison -systemet användes av strandade tåg under Great Blizzard 1888 och jordledande system fann begränsad användning mellan skyttegravar under första världskriget men dessa system var aldrig framgångsrika ekonomiskt.

Radiovågor

Huvudartikel: Radios historia
Marconi sänder den första radiosignalen över Atlanten.

År 1894 började Guglielmo Marconi utveckla ett trådlöst telegrafsystem med radiovågor , som hade varit känt sedan Heinrich Hertz bevisade sin existens 1888 , men diskonterade som ett kommunikationsformat eftersom de vid den tiden verkade vara en kort räckvidd fenomen. Marconi utvecklade snart ett system som överförde signaler långt över avstånd som vem som helst kunde ha förutsagt (delvis på grund av att signalerna studsade från den då okända jonosfären ). Marconi och Karl Ferdinand Braun tilldelades 1909 Nobelpriset för fysik för sitt bidrag till denna form av trådlös telegrafi.

Millimetervågskommunikation undersöktes först av Jagadish Chandra Bose under 1894–1896, då han nådde en extremt hög frekvens på upp till 60 GHz i sina experiment. Han introducerade också användningen av halvledarövergångar för att upptäcka radiovågor, när han patenterade den radiokristalldetektorn 1901.  

Trådlös revolution

Power MOSFET , som används i RF-effektförstärkare för att öka radiofrekvenssignaler (RF) i trådlösa trådlösa nätverk .

Den trådlösa revolutionen började på 1990 -talet, med tillkomsten av digitala trådlösa nätverk som ledde till en social revolution och ett paradigmskifte från trådbunden till trådlös teknik, inklusive spridning av kommersiell trådlös teknik som mobiltelefoner , mobiltelefoni , personsökare , trådlös dator nätverk , mobilnät , trådlöst internet och bärbara och handhållna datorer med trådlösa anslutningar. Den trådlösa revolutionen har drivits av framsteg inom radiofrekvens (RF) och mikrovågsteknik , och övergången från analog till digital RF -teknik, vilket möjliggjorde en betydande ökning av rösttrafik tillsammans med leverans av digital data som textmeddelanden , bilder och strömmande media .

Lägen

Trådlös kommunikation kan ske via:

Radio

Huvudartiklar: Radiokommunikation och radiokommunikationstjänst
Ytterligare information: Mikrovågsöverföring

Radio- och mikrovågskommunikation bär information genom att modulera egenskaper hos elektromagnetiska vågor som sänds genom rymden.

Ledigt utrymme optiskt

Huvudartikel: Optisk kommunikation i fritt utrymme
En 8-strålad laserlänk med ledigt utrymme, betygsatt för 1 Gbit/s på ett avstånd av cirka 2 km. Receptorn är den stora skivan i mitten, sändarna de mindre. Till det övre och högra hörnet en monokulär för att underlätta inriktningen av de två huvuden.

Fri rymd optisk kommunikation (FSO) är en optisk kommunikationsteknik som använder ljus som sprider sig i ledigt utrymme för att överföra trådlöst data för telekommunikation eller datornätverk . Med ”ledigt utrymme” avses ljusstrålarna genom friluft eller yttre rymden. Detta står i kontrast med annan kommunikationsteknik som använder ljusstrålar som passerar genom överföringsledningar, såsom optisk fiber eller dielektriska "ljusrör".

Tekniken är användbar där fysiska anslutningar är opraktiska på grund av höga kostnader eller andra överväganden. Till exempel används optiska länkar i ledigt utrymme i städer mellan kontorsbyggnader som inte är anslutna för nätverk, där kostnaden för att driva kabel genom byggnaden och under gatan skulle vara oöverkomlig. Ett annat mycket använt exempel är IR -konsumentenheter som fjärrkontroller och IrDA ( Infrared Data Association ) nätverk, som används som ett alternativ till WiFi -nätverk för att låta bärbara datorer, handdatorer, skrivare och digitalkameror utbyta data.

Sonisk

Sonisk, särskilt ultraljudskommunikation med kort avstånd innebär överföring och mottagning av ljud.

Elektromagnetisk induktion

Elektromagnetisk induktion tillåter endast kortdistanskommunikation och kraftöverföring. Det har använts i biomedicinska situationer som pacemaker, liksom för RFID- taggar med kort avstånd .

Tjänster

Vanliga exempel på trådlös utrustning inkluderar:

Elektromagnetiskt spektrum

Se även: Spectrum management

AM- och FM -radioer och andra elektroniska enheter använder sig av det elektromagnetiska spektrumet . Frekvenserna för radiospektrumet som är tillgängliga för kommunikation behandlas som en offentlig resurs och regleras av organisationer som American Federal Communications Commission , Ofcom i Storbritannien, internationella ITU-R eller European ETSI . Deras bestämmelser bestämmer vilka frekvensområden som kan användas för vilket ändamål och av vem. I avsaknad av sådan kontroll eller alternativa arrangemang som ett privatiserat elektromagnetiskt spektrum kan kaos uppstå om till exempel flygbolag inte hade specifika frekvenser att arbeta under och en amatörradiooperatör stör en pilots förmåga att landa ett flygplan. Trådlös kommunikation sträcker sig över spektrumet från 9 kHz till 300 GHz.

Ansökningar

Mobiltelefoner

Ett av de mest kända exemplen på trådlös teknik är mobiltelefonen , även känd som en mobiltelefon, med mer än 6,6 miljarder mobilabonnemang över hela världen i slutet av 2010. Dessa trådlösa telefoner använder radiovågor från signalöverföringstorn till gör det möjligt för sina användare att ringa telefoner från många platser över hela världen. De kan användas inom räckhåll för mobiltelefonstället som används för att hysa den utrustning som krävs för att sända och ta emot radiosignaler från dessa instrument.

Datakommunikation

"Trådlöst internet" omdirigerar här. Se Trådlöst bredband för all trådlös internetåtkomst . För mobilt trådlöst internet, se Mobilt bredband .
Se även: Radiodatakommunikation

Trådlös datakommunikation möjliggör trådlöst nätverk mellan stationära datorer , bärbara datorer , surfplattor , mobiltelefoner och andra relaterade enheter. De olika tillgängliga teknikerna skiljer sig åt i lokal tillgänglighet, täckningsintervall och prestanda, och i vissa fall använder användare flera anslutningstyper och växlar mellan dem med hjälp av anslutningshanteringsprogramvara eller en mobil VPN för att hantera flera anslutningar som ett säkert, enda virtuellt nätverk . Stödteknik inkluderar:

Wi-Fi är ett trådlöst lokalt nätverk som gör det möjligt för bärbara datorer att enkelt ansluta till andra enheter, periferier och Internet . Standardiserat som IEEE 802.11 a , b , g , n , ac , ax , Wi-Fi har länkhastigheter som liknar äldre standarder för trådbundet Ethernet . Wi-Fi har blivit de facto-standarden för åtkomst i privata hem, inom kontor och på offentliga hotspots. Vissa företag tar ut en månadsavgift för kunderna, medan andra har börjat erbjuda det gratis i ett försök att öka försäljningen av sina varor.
Mobildatatjänsten erbjuder täckning inom ett intervall på 10-15 miles från närmaste cellplats . Hastigheterna har ökat i takt med att tekniken har utvecklats, från tidigare teknik som GSM , CDMA och GPRS , via 3G , till 4G- nätverk som W-CDMA , EDGE eller CDMA2000 . Från och med 2018 är den föreslagna nästa generationen 5G .
Low-power wide-area network ( LPWAN ) överbryggar klyftan mellan Wi-Fi och Cellular för applikationer med låg bitrate Internet of Things (IoT).
Mobil-satellitkommunikation kan användas där andra trådlösa anslutningar inte är tillgängliga, till exempel på landsbygden eller på avlägsna platser. Satellitkommunikation är särskilt viktigt för transport , luftfart , maritimt och militärt bruk.
Trådlösa sensornätverk är ansvariga för att känna av buller, störningar och aktivitet i datainsamlingsnätverk. Detta gör att vi kan upptäcka relevanta mängder, övervaka och samla in data, formulera tydliga användarskärmar och utföra beslutsfattande funktioner

Trådlös datakommunikation används för att sträcka sig över ett avstånd utöver kapaciteten för typisk kabeldragning i punkt-till-punkt-kommunikation och punkt-till-multipunktkommunikation , för att tillhandahålla en reservkommunikationslänk vid normalt nätfel, för att länka bärbara eller tillfälliga arbetsstationer, att övervinna situationer där normal kabeldragning är svår eller ekonomiskt opraktisk, eller att fjärransluta mobilanvändare eller nätverk.

Kringutrustning

Perifera enheter i datorer kan också anslutas trådlöst, som en del av ett Wi-Fi-nätverk eller direkt via ett optiskt eller radiofrekvent (RF) perifert gränssnitt. Ursprungligen använde dessa enheter skrymmande, mycket lokala sändtagare för att förmedla mellan en dator och ett tangentbord och en mus; dock har de senaste generationerna använt mindre enheter med högre prestanda. Radiofrekvensgränssnitt, till exempel Bluetooth eller trådlöst USB , ger större användningsområden, vanligtvis upp till 10 fot, men avstånd, fysiska hinder, konkurrerande signaler och till och med mänskliga kroppar kan alla försämra signalkvaliteten. Oron för säkerheten för trådlösa tangentbord uppstod i slutet av 2007, då det avslöjades att Microsofts implementering av kryptering i några av dess 27 MHz -modeller var mycket osäker.

Energioverföring

Huvudartikel: Trådlös energiöverföring

Trådlös energiöverföring är en process där elektrisk energi överförs från en strömkälla till en elektrisk belastning som inte har en inbyggd strömkälla, utan användning av sammankopplade trådar. Det finns två olika grundläggande metoder för trådlös energiöverföring. Energi kan överföras med antingen fjärrfältmetoder som involverar strålningseffekt/lasrar, radio- eller mikrovågssändningar eller närfält med elektromagnetisk induktion. Trådlös energiöverföring kan kombineras med trådlös informationsöverföring i så kallad trådlös kommunikation. År 2015 demonstrerade forskare vid University of Washington fjärrfält energiöverföring med hjälp av Wi-Fi-signaler till strömkamera.

Medicinsk teknik

Ny trådlös teknik, till exempel mobila kroppsområdenätverk (MBAN), har förmågan att övervaka blodtryck, hjärtfrekvens, syrenivå och kroppstemperatur. MBAN fungerar genom att skicka trådlösa signaler med låg effekt till mottagare som matas in på vårdstationer eller övervakningsplatser. Denna teknik hjälper till med avsiktlig och oavsiktlig risk för infektion eller frånkoppling som uppstår från trådbundna anslutningar.

Kategorier av implementeringar, enheter och standarder

Se även

Referenser

Vidare läsning

  • Geier, Jim (2001). Trådlösa LAN . Sams. ISBN 0-672-32058-4.
  • Guldsmed, Andrea (2005). Trådlös kommunikation . Cambridge University Press. ISBN 0-521-83716-2.
  • Larsson, Erik; Stoica, Petre (2003). Space-Time Block Coding för trådlös kommunikation . Cambridge University Press.
  • Molisch, Andreas (2005). Trådlös kommunikation . Wiley-IEEE Press. ISBN 0-470-84888-X.
  • Pahlavan, Kaveh; Levesque, Allen H (1995). Trådlösa informationsnätverk . John Wiley & Sons. ISBN 0-471-10607-0.
  • Pahlavan, Kaveh; Krishnamurthy, Prashant (2002). Principer för trådlösa nätverk - en enhetlig metod . Prentice Hall. ISBN 0-13-093003-2.
  • Rappaport, Theodore (2002). Trådlös kommunikation: principer och praxis . Prentice Hall. ISBN 0-13-042232-0.
  • Rhoton, John (2001). Det trådlösa internet förklaras . Digital press. ISBN 1-55558-257-5.
  • Tse, David; Viswanath, Pramod (2005). Grunderna för trådlös kommunikation . Cambridge University Press. ISBN 0-521-84527-0.

externa länkar