Беспроводная
связь
Беспроводные технологии
Беспроводные технологии - один из наиболее динамично развивающихся сегментов рынка в России и во всем мире. Сегодня мобильность становится ключевым направлением развития всей индустрии информационных и промышленных технологий. Интерес и необходимость к внедрению беспроводных технологий отмечается со стороны крупных компаний нефтегазового, энергетического комплекса, в местах, где проводная инфраструктура нерентабельна или недостаточна развита.
Беспроводные решения нашли широкое применение в обмене данных, системах охраны и безопасности, системах радионавигации, телеметрии, транспортной электронике, бытовой электронике, дистанционном управлении и контроле, системах промышленной автоматизации и многих других областях.
Выделяются три основные показателя, которые характеризуют различные беспроводные технологии:
•дальность
•скорость
•энергопотребление
Технология GSM/GPRS
GSM - global System for mobile Communications. Глобальная система связи с подвижными объектами, являющаяся всемирным цифровым стандартом сотовой связи основана на использовании технологии TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов).
GPRS - General Packet Radio Service. Стандарт беспроводной связи, позволяющий обмениваться пакетными данными, например электронной почтой или информационным наполнение web-сайтов, по беспроводным телефонным сетям и Интернету.
Для передачи данных через GSM-сеть применяют специальные цифровые устройства - GSM-модемы. GSM-модем обеспечит передачу данных из любой точки земного шара, охваченной GSM-сетью.
Плюсами этих технологий является :
•высокая скорость передачи данных до 1 Мбит/с.
•передача информации на большие расстояния – более километра (в зависимости от охвата сети).
•большая площадь покрытия сетями.
Минусами этих технологий является:
•дорогостоящее оборудование
•устройства, работающие по этим технологиям способны создавать электромагнитные помехи.
Технологии WI-FI и WI-MAX
Wi-Fi (IEEE 802.11)- Wireless Fidelity – общее название оборудования, соответствующее стандарту 802.11 для беспроводных устройств, который определяет протоколы, необходимые для организации беспроводных локальных сетей.
Существуют три расширения этого стандарта отличающиеся частотами и скоростью передачи:
•IEEE 802.11a - стандарт, описывающий устройства для диапазона 5ГГц со скоростью передачи 54Мбит/с;
•IEEE 802.11b - стандарт, описывающий устройства для диапазона 2.4ГГц со скоростью передачи 11Мбит/с;
•IEEE 802.11g - стандарт, описывающий устройства для диапазона 2.4ГГц со скоростью передачи 22Мбит/с и выше.
Wi-Max ( IEEE 802.16) – стандарт беспроводных городских сетей, который открывает возможности создания систем стационарного широкополосного доступа, которые станут недорогой заменой оптоволоконным кабелям при создании городских сетей.
Плюсами этих технологий являются:
•Высокая скорость передачи больших объемов информации.
•Помехозащищенность
Минусами этих технология является:
•Узкая сфера применения
Технология UWB
UWB технология тоже является альтернативой проводной связи, особенностью её является возможность передачи больших потоков цифрового аудио и видео. Иными словами это альтернатива многочисленным соединительным кабелям, объединяющим в единое целое аппаратуру.
Сигналы UWB скорее похожи на шум, нежели на обычный модулированный сигнал, поскольку они "размазаны" по частотному диапазону шириной в несколько гигагерц и имеют малую мощность.
Плюсами этой технологии является:
•Высокая скорость и объем передачи данных
•Помехоустойчивость
•Низкое энергопотребление
Минусами этой технологии является:
•Небольшое расстояние
•Может создавать помехи для работы других устройств
Технология Bluetooth
Bluetooth Wireless Technology- технология коротковолновой радиосвязи(2.4ГГц)
Упрощает взаимодействие сетевых устройств друг с другом, а также между сетевыми устройствами, компьютером и Интернетом. Технология Bluetooth не предназначена для передачи больших объемов данных .Оборудование Bluetooth работает в диапазоне 2.4 ГГц. Для передачи используется метод расширения спектра со скачкообразной перенастройкой частоты. Суммарная пропускная способность сетей 780 Кбит/с.
Плюсами этой технологии являются:
•высокая скорость передачи данных на небольшие расстояния.
Минусами этой технологии является:
•может создавать помехи для сетей
•недостаточно защищенный протокол
•высокое энергопотребление
Технология ZigBee
Технология ZigBee является наиболее молодой и перспективной технологией для построения беспроводных сетей с небольшими объемами передаваемой информации. Эту технологию описывает стандарт IEEE 802.15.4, ориентированный главным образом на использование в качестве средства связи между автономными приборами и оборудованием. В корпоративном секторе это могут быть складские системы, системы автоматизации производства, различные датчики, а в домашних условиях ПК, игровые приставки, системы безопасности, освещения и кондиционирования и даже пульты дистанционного управления.
Помимо низкого энергопотребления эта технология имеет возможность объединить в сеть до 254 устройств (так у Bluetooth их 8).
Технология ориентирована для систем сбора информации с беспроводной передачей данных.
Основными плюсами этой технологии являются:
•низкое энергопотребление
•возможность создания сетей со сложной топологией, объединение до 256 устройств
•совместимость оборудования
•низкая стоимость
Основными минусами этой технологии являются:
•небольшая скорость передачи данных.
Основные характеристики
стандарт |
ZigBee |
|
|
Bluetooth |
UWB |
Wi-Fi |
Приложения |
Мониторинг, |
|
Речь, |
Потоковое мультимедиа, |
Данные, |
|
|
управление, сети |
|
данные, |
замена кабелей аудио- |
видео, |
|
|
датчиков, бытовая и |
замена |
видео-систем |
ЛВС |
||
|
промышленная |
|
кабелей |
|
|
|
|
автоматика |
|
|
|
|
|
преимущества |
Цена, энергосбережение, |
Цена, |
Высокая скорость |
Скорость,гибкость |
||
|
размеры сети |
|
энергосбере |
|
|
|
|
|
|
|
жение, |
|
|
|
|
|
|
передача |
|
|
|
|
|
|
голоса |
|
|
Частота |
868М |
915 |
2,4 |
2,4 ГГц |
3,1-10,6 ГГц |
2,4 ГГц |
|
Гц |
МГц |
ГГц |
|
|
|
Максимальная |
20 |
40 |
250 |
1 Мбит/сек |
110-200 Мбит/сек |
11 Мбит/сек |
скорость |
Кбит/ |
Кбит/ |
Кбит/ |
|
|
|
|
сек |
сек |
сек |
|
|
|
Выходная мощность |
1мВт |
|
|
До 100мВт |
100-250 мВТ |
100мВт |
Дальность(м) |
10-100 |
|
|
До 100 |
4-10 |
100 |
Чувствительность |
-92 |
-92 |
-85 |
-70 |
- |
-76 |
Срок работы от |
100-1000дн |
|
1-7дн |
1000дн |
0,5-5 дн |
|
аккумуляторов |
|
|
|
|
|
|
Максимальное число |
264 |
|
|
8 |
До 127 |
32 |
устройств |
|
|
|
|
|
|
Заключение
Таким образом, основными тенденции развития современного рынка беспроводных систем являются:
•уменьшение стоимости;
•уменьшение энергопотребления;
•совместимость продукции различных производителей;
•решение проблемы нехватки частотного диапазона;
•ориентация новых технологий на сферу применения.
Исходя из характеристик технологий, можно сделать вывод о том, что для реализации встраиваемых в ИИС беспроводных каналов передачи данных на небольшие расстояния подходят более всего Bluetooth и ZigBee. Однако, благодаря таким качествам как низкое энергопотреблении, меньшая цена, способность «уживаться» с другими устройствами, технология ZigBee обладает преимуществом при построении систем, где не требуется высокая скорость при передаче данных.