Pe Optivera | instrucțiuni de ghidare | producatori | prețurile | Noutăți | Suport | soluţii | programe speciale | Cariere | eng
Canale radio în diferite părți ale spectrului de frecvențe
Pentru a explica discuția în continuare vom face aici digresiune tehnice despre caracteristicile benzilor de frecvențe diferite și principiile asociate de construire a rețelelor de radio.
echipamente de comunicații radio moderne care funcționează la frecvențe de sute de megahertzi, mii de megahertzi (adică GHz), și chiar și în zeci de gigahertzi. Spectrul radio este împărțit în regiuni desemnate aplicațiile cele mai variate; radio, doar unul dintre ele. Distribuția spectrului la nivel internațional este reglementată de către comisia internațională relevantă, care include România. În România, este guvernată de un Comitet interministerial de Stat pentru Frecvențe Radio (SCR). Ne vom întoarce la asta mai târziu.
La frecvențe mult sub linia cererii 2GHz de vedere, nu este atât de strictă: un val de radio poate merge chiar și în jurul clădirii - dar nu în pământ, și anume, nu se poate „să scape dincolo de orizont.“ Limitele gama emițătorului vizibil de la înălțimea orizontului său de antenă face posibilă organizarea unei rețele celulare. și anume o rețea în care aceleași canale de frecvență pot fi reutilizate în zone teritoriale non-adiacente ( „celule celule“).
Nota 2: Imaginea ar fi incompletă fără o mențiune de comunicare prin satelit. Toate argumentele cu privire la capacitatea benzilor de frecvențe diferite sunt încă valabile și acolo, dar aproape elimina conceptul de „orizont“, deoarece chiar și luna agățat deasupra ecuatorului la longitudinea corespunzătoare (nu în emisfera opusă), văzută din regiunile polare. Este clar că, chiar și o singură minte accent pe antena de satelit de pe teren da „la fața locului“, în dimensiunea a sute sau mii de kilometri. Prin urmare, în comparație cu sateliții terestre de difuzare radio utilizat foarte ineficient, fără reutilizarea aceeași frecvență ca și în rețelele celulare. Comunicațiile prin satelit -, de asemenea, un subiect separat pentru examinare, și noi avem aici nu va face. Este necesar doar să se aibă în vedere faptul că o foarte mare parte a spectrului de frecvențe ocupată de comunicații prin satelit existente sau rezervate pentru viitor.
Rețelele radio sunt folosite ca o antenă de mare directivitate și antena cu o acoperire de sector mai larg, până la omnidirecțională (circulară). Pentru compușii cu punct la punct folosește două vizează reciproc (în sens restrâns) antene direcționale; astfel construit, de exemplu, linia de transmisie prin microunde. în care distanța dintre turnurile releu adiacente se poate ridica la zeci de kilometri. antenă unidirecțională se concentrează fasciculul de antenă, creșterea densității de energie; astfel, acest transmițător de putere „vlăstarelor“ o distanță mai mare.
Un alt tip de comunicare se întâmplă numai atunci când se utilizează antene omni-direcțional. În acest caz, posibilitatea este realizată din fiecare compus cu fiecare. O astfel de topologie sunt, de obicei rețele instituționale mici, care sunt implementate într-o zonă limitată.
În cele din urmă, în cazul în care în centrul „celula“ pentru a plasa stația de bază, cu o antenă omni-direcțional și să se asigure că toți abonații deservite de acesta sa concentrat pe antenele sale direcționale, atunci vom obține punct-la-multipunct topologie. Dacă încă conectat la fiecare alte stații de bază într-o ierarhie (sau radio-releu de linii sau de compuși radio, în conformitate cu canalele de cablu „punct-la-punct“ sau), obținem o rețea celulară întreagă. În acest caz, este o rețea de telefonie mobilă fixă ca un abonat de telefonie mobilă nu poate avea o antenă direcțională.
Notă: Rețeaua de telefonie mobilă celulară se bazează pe același principiu, dar folosind antene omnidirecționale au, de asemenea, abonații de telefonie mobilă care nu interferează unul cu celălalt, pentru că ambele vorbesc mereu pe diferite canale (sau alternativ pe unul și același canal), deci și pentru că semnalul de la dispozitivul mobil este mult mai slab decât semnalul de la stația de bază și poate fi recepționat în mod corect numai stația de bază, dar nu și un alt dispozitiv mobil.
Pentru a trimite un semnal radio de mare putere în gama de microunde, este necesar un amplificator emițător scump și antena scump cu diametru mare. Pentru a lua semnal de consum redus de energie netulburat, de asemenea, nevoie de o antenă de mare costisitoare și un receptor cu un amplificator scump.
Acesta este cazul cu semnal de „îngustã“ de radio convențional, atunci când are loc transmisia la o anumită frecvență, sau mai degrabă, în banda de radio cu spectru îngust care înconjoară această frecvență (canal de frecvență). Imaginea este complicată de interferență ridicată între semnalele de bandă îngustă de mare putere transmise aproape împreună sau la frecvențe apropiate. În special, semnalul de bandă îngustă poate fi pur și simplu conectat transmițător (accidentală sau intenționată) de putere suficientă, reglate pe aceeași frecvență.
Este această lipsă de protecție împotriva interferențelor radio de obicei adus la viață dezvoltarea, inițial pentru aplicații militare, un principiu de difuzare total diferit, numit semnal de bandă largă sau semnal-zgomot asemănător (ambele variante ale termenului corespunde cu abrevierea PNS). După mulți ani de apărare cu succes a acestei tehnologii, folosind este găsit și aplicații civile, iar acest lucru este modul în care va fi discutat aici.
Sa constatat că, în plus față de proprietățile lor caracteristice (imunitate zgomot motorizat și emisii scăzute), această tehnologie a fost relativ ieftină în producția de masă. Eficiența se datorează faptului că complexitatea tehnologiei de bandă largă este programată în mai multe componente microelectronice ( „chips-uri“), și Microelectronică costa în producția de masă este foarte mică. În ceea ce privește celelalte componente ale dispozitivelor de bandă largă - electronice cu microunde, antene - că acestea sunt mai ieftine și mai ușor decât în obicei „bandă îngustă“ caz, din cauza semnalelor radio de putere extrem de mici utilizate.
PNS idee este cea utilizată pentru transmiterea de informații este de lățime de bandă semnificativ mai mare. decât este necesar la obișnuită (într-un canal îngust de frecvență) de transmisie. Dezvoltat de două fundamental diferite între o metodă de utilizare o astfel de lățime de bandă largă - metoda de secvență directă (Direct Sequence Spread Spectrum - DSSS) și frecvența metoda hopping (Frequency Hopping Spread Spectrum - FHSS). Ambele metode și oferă standardul 802.11 (Radio-Ethernet).
Nu este în detalii tehnice, tehnica de secvență directă (DSSS) pot fi vizualizate după cum urmează. Toate bandă de frecvență „largă“ folosit este împărțit într-un număr de sub - 802.11 aceste canale 11, și am făcut, presupunem în descrierea care urmează. Fiecare bit transmis de informație este convertit prin algoritmul înregistrat anterior într-o secvență de 11 biți, iar acești 11 biți sunt transmise în mod simultan și în paralel, folosind toate cele 11 subcanale. La primirea unei secvențe de bit a primit este decodificat utilizând același algoritm ca atunci când acesta este de codificare. O altă pereche de receptor-emițător poate folosi un alt algoritm de codare, decodare, și astfel de diverși algoritmi pot fi foarte mult.
Primul rezultat evident al aplicării acestei metode - protecția informațiilor transferate de la trage cu urechea ( „străin“ DSSS-receptor foloseste un algoritm diferit, și să nu fie în măsură să decodeze informația nu pe cont propriu emițător). Dar, mai important a existat o altă proprietate a metodei descrise. Acesta constă în faptul că, datorită semnalului de 11 ori poate face puțină energie de transmisie redundanță (în comparație cu nivelurile de putere a semnalului folosind tehnologia convențională de bandă îngustă), fără a mări dimensiunea antenelor.
Atunci când acest raport este redus foarte mult nivelul semnalului transmis la nivelul de zgomot. (Adică, accidentale sau deliberate interferență), astfel încât semnalul transmis așa cum au fost în general zgomot imposibil de distins. Dar, datorită redundanței sale de 11 ori, receptorul este încă în măsură să-l recunoască. Este ca și cum am scris de 11 ori același cuvânt, iar unele elemente ar fi fost scrise în scrisul de mână ilizibil, cealaltă bucată jumătate de purtat sau carbonizate de hârtie - dar totuși, în cele mai multe cazuri, suntem capabili de a determina ce fel de cuvânt, comparând toate cele 11 de exemplare .
O altă caracteristică extrem de utilă de DSSS-dispozitive este că, din cauza nivelului foarte scăzut de intensitatea semnalului ei, practic, nu interferează cu sistemele de radio convenționale (bandă îngustă de mare putere), deoarece acesta din urmă primește un semnal de zgomot de bandă largă este în termen de toleranță. În altă parte - dispozitivele convenționale nu interferează cu bandă largă ca semnalele lor de mare putere unul „zgomotos“, numai în canalul îngust și nu poate îneacă întregul semnal de bandă largă în întregime. Este ca și cum un creion subțire, dar litere mari scrise ar fi eclozat cu caractere aldine pen Carioca cu vârf - în cazul în care nu sunt stabilite lovituri într-un rând, vom putea citi scrisoarea.
Ca rezultat, putem spune că utilizarea tehnologiei în bandă largă face posibilă utilizarea aceeași parcelă spectrului de frecvențe radio de două ori - dispozitive convenționale de bandă îngustă și „peste ei“ - în bandă largă.
Rezumând, putem evidenția următoarele proprietăți ale NLS-tehnologie, cel puțin pentru metoda secvenței directe:
· Nu interfera cu alte dispozitive.
· Cost-eficiente pentru producția de masă.
· Abilitatea de a reutiliza același spectru.
La codificarea prin metoda de salt de frecvență (FHSS) rezervată pentru întreaga bandă de transmisie este împărțit într-un număr de subcanale (802.11 aceste canale 79). Fiecare emițător la un moment dat folosește doar una dintre aceste subcanale sarind in mod regulat de la un sub-canal la altul. Standardul 802.11 nu stabilește frecvența acestor salturi - poate fi definit în moduri diferite în fiecare țară. Aceste salturi apar în mod sincron la emițător și receptor într-o secvență pseudoaleatoare fixă prestabilită, cunoscută atât; este clar că, fără a cunoaște secvența de comutare, de transmisie, de asemenea, nu poate lua.
O altă pereche de emițător-receptor se va utiliza o altă frecvență secvență de comutare, definită independent de primul. Într-o bandă de frecvență într-o zonă, iar linia de vedere ( „celulă“ într-unul) dintre aceste secvențe pot fi multe. Este clar că, odată cu creșterea numărului de transmisii simultane și crește probabilitatea de coliziune, atunci când, de exemplu, două transmițătoare sări simultan la frecvența №45, fiecare în funcție de secvența sa, și s-au înecat reciproc.
Metoda de saltului de frecvență, precum și o metodă de secvență directă, descrisă mai sus oferă intimitate și unele transmisie imunitate de zgomot. Zgomotul de imunitate este asigurată de faptul că, în cazul în care unele dintre cele 79 de pachete de subcanale transmise nu au putut fi primite, rapoartele receptor acest lucru, iar acest pachet se repetă într-una din următoarele (în ordine salturi) Subcanalele.
Pe de altă parte, deoarece atunci când se utilizează metoda de frecvență salturi, în contrast cu metoda de secvență directă, fiecare transmisie de sub-canale se realizează pe o putere suficient de mare (comparabil cu capacitatea de emițătoare de bandă îngustă convenționale), această metodă nu se poate spune că nu interferează cu alte tipuri de unelte.