CC BY
37DOI: 10.24411/2181-0753-2020-10024
СОВРЕМЕННЫЕ ЦИФРОВЫЕ БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Атаева Мавлуда Юсуповна Назаров Абдулазиз Муминович
Ташкентский государственный технический университет
В статье приведен обзорный анализ современных цифровых беспроводных систем передачи данных. Рассмотрены методы передачи данных в системах персональной сотовой связи, СВЧ-системы, спутниковые системы и их особенности.
Ключевые слова: информация, сотовая связь, интернет, спутник, свервысокая частота, лазер, светодиод.
ZAMONAVIY RAQAMLI SIMSIZ MA'LUMOTLARNI UZATISH TIZIMLARI
Maqolada zamonaviy raqamli simsiz ma'lumotlarni uzatish tizimlarining sharhli tahlili berilgan. Shaxsiy uyali aloqa tizimlarida, mikroto'lqinli tizimlarda, sun'iy yo'ldosh tizimlarida ma'lumotlarni uzatish usullari va ularning xususiyatlari ko'rib chiqilgan.
Kalit so'zlar: axborot, uyali aloqa, internet, sun'iy yo'ldosh, mikroto'lqin, lazer, LED.
ADVANCED DIGITAL WIRELESS TRANSMISSION SYSTEMS
The article provides an overview analysis of modern digital wireless data transmission systems. Methods of data transmission in personal cellular communication systems, microwave systems, satellite systems and their features are considered.
Keywords: information, cellular communication, internet, satellite, high frequency, laser, LED.
В настоящее время бурное развитие технологий беспроводных сетей открывает для бизнеса новые возможности по эффективной организации корпоративной сети предприятия. Преимущества
беспроводных решений: • Низкая стоимость
развертывания;
• мобильность, возможность демонтировать оборудование при переезде;
• безопасность, возможность шифрования трафика;
• надежная и качественная телефонная связь;
• высокоскоростной доступ к сети Интернет;
• независимость от кабельной инфраструктуры;
• простота подключения и использования.
Отсутствие проводов и, как следствие, привязки к какому-то конкретному месту всегда было значимо для мобильных
пользователей, которым оперативный доступ к информации нужен постоянно, независимо от места их нахождения. Беспроводные сети эффективны, прежде всего, при передаче данных на расстояния до нескольких сот метров, и отличаются низкой стоимостью реализации. Ассортимент беспроводного сетевого оборудования может включать в себя беспроводные видеокамеры и прочие устройства. Развитие беспроводных систем доступа идет в трех основных направлениях. Это спутниковые системы, наземные СВЧ-системы и системы персональной сотовой связи, которые позволяют обеспечить
доступ мобильных пользователей. Разумеется, каждое из этих средств имеет свои достоинства и недостатки [1]-
Системы персональной сотовой связи. Доступ в сеть Интернет может быть организован посредством существующей системы сотовой связи с использованием аналоговых модемов (модемов для передачи по телефонным каналам) (рис. 1). Так как каналы сотовой связи имеют достаточно узкую полосу частот, скорость передачи данных будет невелика (в процессе постепенного развития систем сотовой связи и усовершенствования технологий скорость передачи данных также постепенно росла от 9,6 Кбит/с до 19,2 Кбит/с). Определенного увеличения скорости передачи данных можно достичь за счет использования временно свободных каналов (по которым не ведутся телефонные разговоры) [2].
Рис. 1. Доступ в сеть Интернет
Система передачи данных по каналам сотовой связи. Плюсы и минусы использования сотовой связи для доступа в сеть Интернет очевидны. Главное достоинство
заключается в мобильности и возможности выхода в сеть Интернет из любого места, а не только из квартиры или офиса, которые с помощью кабеля привязаны к
провайдеру. К недостаткам можно отнести достаточно высокую стоимость услуг сотовой связи, а также не стопроцентный охват территории компаниями сотовой связи и наличие зон неуверенной связи.
СВЧ-системы. По мере того, как увеличивалась потребность в расширении количества линий междугородней связи,
разрабатывались системы, способные удовлетворить такие потребности. Одной из таких систем были радиорелейные линии, в которых в качестве носителя сигнала
использовался не кабель, а радиоканал. Работая на сверхвысоких частотах (диапазон СВЧ) одна радиорелейная линия способна поддерживать работу тысяч телефонных каналов и нескольких телевизионных каналов
одновременно. Использование
данного диапазона частот приводит к необходимости размещать
ретрансляторы на небольшом расстоянии друг от друга (до 30 километров) в пределах прямой видимости (сверхвысокочастотный сигнал не может завернуть за угол или перепрыгнуть даже через небольшую горку). Необходимость строить через определенное расстояние
ретрансляционные вышки с антеннами делает данную технологию достаточно дорогой при организации связи на большое расстояние, но данная технология может найти свое применение, например, для организации фиксированного
радиодоступа - высокоскоростной передачи данных между двумя зданиями (со скоростью от 2 Мбит/с
и выше). Во многих случаях такое решение будет иметь меньшую стоимость по сравнению с прокладыванием между зданиями оптико-волоконного кабеля
(например, в городах, где проложить кабель не всегда просто, или в том случае, когда эти здания разделяет река) [3].
В условиях недостатка частотного ресурса были созданы, успешно применяются и развиваются беспроводные системы
фиксированного доступа,
работающие в инфракрасной области (на основе ИК светодиодов и полупроводниковых лазеров). Они обеспечивают рабочую дальность от 300 м до 1-3 км при скорости передачи до 155 Мбит/с. Все основные недостатки этих систем (сравнительно высокая стоимость и некоторая зависимость от погодных условий и загрязнения оптики) с лихвой окупаются отсутствием необходимости получения
разрешения на использование радиочастоты, а также быстротой и простотой монтажа. На следующим этапом развития систем
фиксированного радиодоступа
явилось создание таких протоколов обмена информацией между приемопередатчиками, которые позволили организовать подключение многих объектов к одному (соединение "точка-многоточка"), что наиболее соответствует задачам организации доступа в Интернет (рис. 3). Кроме того, были созданы различные механизмы (например, пакетная передача, работа на изменяющейся частоте), которые позволили увеличить пропускную способность,
скорость передачи и эффективность использования частотного ресурса [4].
Обеспечивая среднюю скорость передачи данных, системы данного типа позволяют организовать канал передачи на достаточно большое расстояние. В то же время
подверженность внешним помехам и зависимость от географических условий (обязательная необходимость прямой видимости) делают
применение таких систем не всегда целесообразным.
Рис. 2. Системы фиксированного радиодоступа
Спутниковые системы. Для
организации передачи данных используются и спутниковые системы. Причем варианты могут быть различными - от низкоскоростных индивидуальных каналов для отдельных пользователей до высокоскоростных каналов, одновременный доступ к которым может иметь большое количество пользователей (коллективный доступ). В первом случае может применяться двунаправленный канал (но это по карману только очень богатым
организациям). Во втором случае спутник служит только для передачи нисходящего потока данных, поступающих из сети Интернет к пользователю (рис. 3). Пользователю необходимо обязательно установить спутниковую антенну, СВЧ-ресивер и карту декодера прямо в персональный компьютер. Для организации восходящего потока данных (от пользователя в сеть Интернет) используется линия телефонной связи и модем [5].
Рис. 3. Спутниковая система
Спутник охватывает большую зону на поверхности Земли и является наиболее "широко охватывающей" технологией доступа в Интернет с географической точки зрения. Спутниковые системы доступа имеют не очень высокую скорость передачи данных (порядка 400 Кбит/с по направлению к пользователю) и работают не очень быстро. Представьте себе, что вы хотите загрузить какой-либо материал на экран вашего компьютера. Щелкнув на него мышью своего компьютера, вы подали сигнал запроса, который должен пройти по вашей телефонной линии, через провайдера и по обычному тракту в сети Интернет, а после ответа сигнал передается на спутник вверх и вниз, что в общей сложности составляет около 70 тысяч километров. Даже обладая скоростью света, данное средство доступа в Интернет остается достаточно медленным. Это особенно заметно при осуществлении двусторонней связи в режиме реального времени. Несмотря на широкую зону охвата, спутниковые системы имеют ряд недостатков, связанных, в частности, с необходимостью приобретения и настройки достаточно
дорогостоящего оборудования.
Впрочем, существует целый ряд экстремальных ситуаций, когда невозможно организовать доступ в сеть Интернет никаким другим образом, кроме как через спутник (простой пример - корабль, находящийся посреди океана).
В заключение следует отметить, что системы передачи данных могут быть проводными, что означает соединение компьютеров с помощью кабелей, или беспроводными, в которых подключения выполняются посредством радиоволн, по воздуху. Развитие беспроводных систем доступа идет в трех основных направлениях. Это спутниковые системы, наземные СВЧ-системы и системы персональной сотовой связи, которые позволяют обеспечить доступ мобильных пользователей. Проводные системы передачи данных можно разделить на системы, использующие витую пару и телефонные провода, и системы, использующие оптико-волоконные кабели, - к этой категории также следует отнести системы, в которых вместе с оптико-волоконными кабелями используются также и коаксиальные кабели. Беспроводное соединение позволяет работать на компьютерах в любом месте дома без
использования кабелей. Однако за свободу и мобильность беспроводной сети приходится платить: проводные сети работают немного быстрее. Тем
не менее, большинству пользователей достаточно скорости беспроводной сети.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бертсекас Д. Сети передачи данных / Д. Бертсекас, Р. Галлагер — пер. с англ. - М.: Мир, 2003. - 562 с.
2. Беспроводные сети Wi-Fi / А.В. Пролетарский [и др.]. - Интернет-университет информационных технологий, 2007.3. Yeo T.L., Sun T, Grattan K.T.V. // Sensors and Actuators. A: Physical. 2008. V. 144. Iss. 2(15). pp. 280-295.
3. Григорьев В.А. Сети и системы радиодоступа / В.А. Григорьев, О.И. Лагутенко, Ю.А. Распаев. - М.: Эко-Трендз, 2005. - 384 с.
4. Максим М. Безопасность беспроводных сетей / М. Максим, Д. Полино. - М.: Компания "АйТи"; ДМК Пресс, 2004. - 288 с.
5. Сайт технологии Wi Fi - http://wifi-wikl.ru
6. Кадиров, Ёркин, and Абдухалил Самадов. "РАЗРАБОТКА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА." ТЕСНика 2 (2020).
7. Хасанов, Миркомил Мирхидоят Угли, et al. "ТОЛАЛИ-ОПТИК СЕНСОРЛАР УЧУН МОДУЛЯТОРЛАР." ТЕСНика 1 (2020).
8. Abduraimovich, Uzoqov Abdulla, and Abdullaev Shavqiddin Ubaydullaevich. "O 'ZBEKISTONDA OPTIK ALOQA TARMOQLARINING QO 'LLANILISHI HAQIDA." ТЕСНика 2 (2020).
