Существует множество различных технологий беспроводной передачи данных, некоторые из которых находятся в прямой конкуренции друг с другом, другие предназначены для конкретных приложений. Беспроводные технологии можно оценивать по множеству различных показателей, некоторые из которых описаны в этой записи.
Стандарты можно сгруппировать следующим образом в порядке возрастания диапазона:
Системы персональной сети (PAN) предназначены для связи на короткие расстояния между устройствами, обычно управляемыми одним человеком. Некоторые примеры включают беспроводные гарнитуры для мобильных телефонов или беспроводные датчики сердечного ритма, взаимодействующие с наручными часами. Некоторые из этих технологий включают стандарты, такие как ANT UWB , Bluetooth , ZigBee и Wireless USB .
Беспроводные сенсорные сети (WSN / WSAN), как правило, представляют собой сети маломощных и недорогих устройств, которые соединяются по беспроводной сети для сбора, обмена и иногда обработки данных, собранных из их физических сред - «сенсорных сетей». Узлы обычно соединяются в звездообразную или ячеистую топологию. В то время как большинство отдельных узлов в WSAN, как ожидается, будут иметь ограниченный диапазон ( Bluetooth , ZigBee , 6LoWPAN и т. Д.), Отдельные узлы могут быть способны к более широким коммуникациям ( Wi-Fi , сотовые сетии т. д.), и любой отдельный WSAN может охватывать широкий географический диапазон. Примером WSAN может быть набор датчиков, расположенных по всему сельскохозяйственному предприятию, для мониторинга уровня влажности почвы, передачи данных обратно на компьютер в главном офисе для анализа и моделирования тенденций и, возможно, включения автоматических патрубков полива, если уровень слишком низко.
Для более широкой связи используется беспроводная локальная сеть (WLAN). Сети WLAN часто называют коммерческим названием Wi-Fi . Эти системы используются для обеспечения беспроводного доступа к другим системам в локальной сети, таким как другие компьютеры, общие принтеры и другие подобные устройства или даже Интернет. Обычно WLAN предлагает гораздо лучшие скорости и задержки в локальной сети, чем доступ к Интернету среднего потребителя . Старые системы, обеспечивающие функциональность WLAN, включают DECT и HIPERLAN . Однако они больше не используются широко. Одной из типичных характеристик WLAN является то, что они в основном очень локальные, без возможности плавного перемещения из одной сети в другую.
Сотовые сети или WAN предназначены для общегородских / национальных / глобальных зон покрытия и беспрепятственной мобильности от одной точки доступа (часто определяемой как базовая станция ) к другой, обеспечивая беспрепятственное покрытие для очень обширных территорий. Технологии сотовых сетей часто разделяются на сети 2G , 3G и 4G 2-го поколения . Первоначально сети 2G были голосовыми или даже цифровыми сотовыми системами только для голоса (в отличие от аналоговых сетей 1G). Типичные стандарты 2G включают GSM и IS-95 с расширениями через GPRS , EDGE и 1xRTT., предоставляя доступ в Интернет пользователям изначально голосовых сетей 2G. И EDGE, и 1xRTT являются стандартами 3G, как определено ITU , но обычно продаются как 2.9G из-за их сравнительно низких скоростей и больших задержек по сравнению с настоящими технологиями 3G.
Настоящие системы 3G, такие как EV-DO , W-CDMA (включая HSPA ), с самого начала предоставляют комбинированные услуги передачи данных и голоса с коммутацией каналов и пакетов , обычно с гораздо более высокой скоростью передачи данных, чем сети 2G с их расширениями. Все эти услуги можно использовать для обеспечения комбинированного мобильного голосового доступа и доступа в Интернет в удаленных местах.
Сети 4G обеспечивают еще более высокие скорости передачи данных и множество архитектурных улучшений, которые не всегда видны потребителю. Текущие системы 4G, которые широко используются, - это HSPA + , WIMAX и LTE . Последние две сети представляют собой чисто пакетные сети без традиционных возможностей голосовой связи. Эти сети предоставляют голосовые услуги через VoIP .
Некоторые системы предназначены для связи точка-точка в прямой видимости, когда два таких узла удаляются слишком далеко друг от друга, они больше не могут взаимодействовать. Другие системы предназначены для создания беспроводной ячеистой сети с использованием одного из множества протоколов маршрутизации . В ячеистой сети, когда узлы удаляются слишком далеко друг от друга, чтобы связываться напрямую, они все еще могут связываться косвенно через промежуточные узлы.
Стандарты [ править ]
В это сравнение включены следующие стандарты.
Беспроводная глобальная сеть (WWAN) [ править ]
- КРАЙ
- EV-DO x1 Rev 0, Rev A, Rev B и стандарты x3.
- Flash-OFDM : FLASH (быстрый доступ с малой задержкой и бесшовной передачей обслуживания) -OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов)
- GPRS
- Стандарты HSPA D и U.
- Lorawan
- LTE
- RTT
- UMTS через W-CDMA
- UMTS-TDD
- WiMAX : стандарт 802.16
- Узкополосный Интернет вещей
Беспроводная локальная сеть (WLAN) [ править ]
- Wi-Fi : стандарты 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, 802.11ax.
Беспроводная персональная сеть (WPAN) и большинство сетей с беспроводными датчиками (WSAN) [ править ]
- 6LoWPAN
- Bluetooth V4.0 со стандартным протоколом и протоколом с низким энергопотреблением
- IEEE 802.15.4-2006 (определения протокола низкого уровня, соответствующие физическому и канальному уровням модели OSI . ZigBee, 6LoWPAN и т. Д. Строятся вверх в стеке протоколов и соответствуют сетевому и транспортному уровням).
- Thread (сетевой протокол)
- UWB
- Беспроводной USB
- ZigBee
- ANT +
- MiraOS - беспроводная ячеистая сеть от LumenRadio
Обзор [ править ]
 | Некоторые части этой статьи (относящиеся к шаблону) нуждаются в обновлении . ( Ноябрь 2018 г. ) |
| Общее имя | Семья | Основное использование | Radio Tech | Нисходящий поток (Мбит / с) | Восходящий поток (Мбит / с) | Заметки |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HSPA + | 3GPP | Мобильный интернет | CDMA / TDMA / FDD MIMO | 21 42 84 672 | 5,8 11,5 22 168 | HSPA + широко применяется . В редакции 11 3GPP говорится, что пропускная способность протокола HSPA + должна составлять 672 Мбит / с. |
| LTE | 3GPP | Мобильный интернет | OFDMA / TDMA / MIMO / SC-FDMA / для LTE-FDD / для LTE-TDD | 100 Cat3 150 Cat4 300 Cat5 (в FDD 20 МГц) [1] | 50 Cat3 / 4 75 Cat5 (в FDD 20 МГц) [1] | Ожидается, что обновление LTE-Advanced предложит пиковые скорости до 1 Гбит / с на фиксированной скорости и 100 Мбит / с для мобильных пользователей. |
| WiMax отн. 1 | 802.16 | WirelessMAN | MIMO - SOFDMA | 37 (TDD 10 МГц) | 17 (TDD 10 МГц) | С 2x2 MIMO. [2] |
| WiMax, версия 1.5 | 802.16-2009 | WirelessMAN | MIMO - SOFDMA | 83 (20 МГц TDD) 141 (2x20 МГц FDD) | 46 (20 МГц TDD) 138 (2x20 МГц FDD) | С 2x2 MIMO. Улучшено с каналами 20 МГц в 802.16-2009 [2] |
| WiMAX rel 2.0 | 802,16 м | WirelessMAN | MIMO - SOFDMA | 2x2 MIMO 110 (20 МГц TDD) 183 (2x20 МГц FDD) 4x4 MIMO 219 (20 МГц TDD) 365 (2x20 МГц FDD) | 2x2 MIMO 70 (20 МГц TDD) 188 (2x20 МГц FDD) 4x4 MIMO 140 (20 МГц TDD) 376 (2x20 МГц FDD) | Кроме того, пользователи с низкой мобильностью могут агрегировать несколько каналов, чтобы получить скорость загрузки до 1 Гбит / с [2] |
| Flash-OFDM | Flash-OFDM | Мобильность мобильного Интернета до 200 миль в час (350 км / ч) | Flash-OFDM | 5,3 10,6 15,9 | 1,8 3,6 5,4 | Мобильный диапазон 30 км (18 миль) Увеличенный диапазон 55 км (34 мили) |
| Гиперман | Гиперман | Мобильный интернет | OFDM | 56,9 | ||
| Вай-фай | 802.11 ( 11n ) | Беспроводная сеть | OFDM / CSMA / MIMO / полудуплекс | 288,8 (при использовании конфигурации 4x4 в полосе пропускания 20 МГц) или 600 (при использовании конфигурации 4x4 в полосе пропускания 40 МГц) | Антенна , усовершенствования РЧ-интерфейса и незначительные настройки таймера протокола помогли развернуть P2P- сети дальнего действия, снижая радиальное покрытие, пропускную способность и / или эффективность использования спектра ( 310 км и 382 км ) | |
| iBurst | 802.20 | Мобильный интернет | HC-SDMA / TDD / MIMO | 95 | 36 | Радиус ячейки: 3–12 км Скорость: 250 км / ч Спектральная эффективность: 13 бит / с / Гц / ячейка Коэффициент повторного использования спектра: «1» |
| EDGE Evolution | GSM | Мобильный интернет | TDMA / FDD | 1.6 | 0,5 | 3GPP, выпуск 7 |
| UMTS W-CDMA HSPA ( HSDPA + HSUPA ) | UMTS / 3GSM | Мобильный интернет | CDMA / FDD CDMA / FDD / MIMO | 0,384 14,4 | 0,384 5,76 | HSDPA широко распространен . Типичная сегодня скорость нисходящего канала 2 Мбит / с, восходящий канал ~ 200 кбит / с; Нисходящий канал HSPA + до 56 Мбит / с. |
| UMTS-TDD | UMTS / 3GSM | Мобильный интернет | CDMA / TDD | 16 | Сообщенные скорости согласно IPWireless с использованием модуляции 16QAM, аналогичной HSDPA + HSUPA | |
| EV-DO Rel. 0 EV-DO Rev.A EV-DO Rev.B | CDMA2000 | Мобильный интернет | CDMA / FDD | 2,45 3,1 4,9xN | 0,15 1,8 1,8xN | Примечание Rev B: N - количество используемых несущих 1,25 МГц. EV-DO не предназначен для передачи голоса и требует возврата к 1xRTT при размещении или получении голосового вызова. |
Примечания: Все скорости являются теоретическими максимумами и будут варьироваться в зависимости от ряда факторов, включая использование внешних антенн, расстояние от вышки и путевую скорость (например, связь в поезде может быть хуже, чем в неподвижном состоянии). Обычно полоса пропускания распределяется между несколькими терминалами. Производительность каждой технологии определяется рядом ограничений, включая спектральную эффективность технологии, используемые размеры сот и количество доступного спектра. Для получения дополнительной информации см. Сравнение стандартов беспроводной передачи данных .
Для более таблиц сравнения см битовых тенденций развития скорости , сравнение стандартов мобильной связи , спектральной таблицы сравнения эффективности и OFDM таблицы сравнения системы .
Пиковая скорость передачи данных и пропускная способность [ править ]
При обсуждении пропускной способности часто проводится различие между пиковой скоростью передачи данных физического уровня, теоретической максимальной пропускной способностью данных и типичной пропускной способностью.
Пиковая битовая скорость стандарта - это чистая битовая скорость, обеспечиваемая физическим уровнем в самом быстром режиме передачи (с использованием самой быстрой схемы модуляции и кода ошибки), исключая кодирование с прямым исправлением ошибок и другие накладные расходы физического уровня.
Теоретическая максимальная пропускная способность для конечного пользователя явно ниже пиковой скорости передачи данных из-за более высоких накладных расходов уровня. Даже этого невозможно достичь, если тест не проводится в идеальных лабораторных условиях.
Типичная пропускная способность - это то, что пользователи испытывали большую часть времени, находясь в пределах полезного диапазона базовой станции. Типичную пропускную способность трудно измерить, и она зависит от многих проблем протокола, таких как схемы передачи (более медленные схемы используются на большем расстоянии от точки доступа из-за лучшей избыточности), повторных передач пакетов и размера пакета. Типичная пропускная способность часто даже ниже из-за того, что другой трафик использует ту же сеть или соту, помехи или даже пропускная способность фиксированной линии от базовой станции и далее ограничена.
Обратите внимание, что эти цифры не могут использоваться для прогнозирования производительности любого данного стандарта в любой данной среде, а скорее как эталоны, с которыми можно сравнивать фактический опыт.
| Стандарт | Пик нисходящего канала | Пик восходящей линии связи | Приблизительный максимальный диапазон в метрах | Типичная пропускная способность нисходящего канала |
|---|---|---|---|---|
| CDMA2000 1xRTT | 0,3072 | 0,1536 | 29000 | 0,125 |
| CDMA2000 EV-DO Ред. 0 | 2,4580 | 0,1536 | 29000 | 1 [ необходима ссылка ] |
| CDMA2000 EV-DO Ред. A | 3.1 | 1,8 | 29000 | 2 [ необходима ссылка ] |
| CDMA2000 EV-DO Ред. B | 4.9 | 1,8 | 29000 | |
| GSM GPRS класс 10 | 0,0856 | 0,0428 | 26000 | 0,014 [ необходима ссылка ] |
| GSM EDGE тип 2 | 0,4736 | 0,4736 | 26000 | 0,034 [ необходима ссылка ] |
| GSM усовершенствованный EDGE | 1,8944 | 0,9472 | 26000 | |
| UMTS W-CDMA R99 | 0,3840 | 0,3840 | 29000 | 0,195 [ необходима ссылка ] |
| UMTS W-CDMA HSDPA | 14,4 | 0,3840 | 200000 [3] | 2 [ необходима ссылка ] |
| UMTS W-CDMA HSUPA | 14,4 | 5,76 | 200000 [3] | |
| UMTS W-CDMA HSPA + | 168 | 22 | 200000 [3] | |
| UMTS-TDD | 16 [4] | 16 | ||
| LTE | 326,4 | 86,4 | ||
| iBurst : iBurst | 24 | 8 | 12000 | > 2 |
| Flash-OFDM : Flash-OFDM | 5,3 | 1,8 | 29000 | в среднем 2,5 [ необходима ссылка ] |
| WiMAX : 802.16e | 70 | 70 | 6400 | > 10 [ необходима ссылка ] |
| Wi-Fi : 802.11a | 54 | 54 | 30 | 20 |
| Wi-Fi: 802.11b | 11 | 11 | 30 | 5 [ необходима ссылка ] |
| Wi-Fi: 802,11 г | 54 | 54 | 30 | 20 [ необходима ссылка ] |
| Wi-Fi: 802.11n | 600 | 600 | 50 | |
| Wi-Fi: 802.11ac | 1,300 | 1,300 | 50 | |
| Wi-Fi: 802.11ad | 7 000 | 7 000 | 3.3 | |
| Wi-Fi: 802.11ax | 10 000 | 10 000 |
- Нисходящая линия связи - это пропускная способность от базовой станции к пользовательскому телефону или компьютеру.
- Восходящий канал - это пропускная способность от телефона или компьютера пользователя к базовой станции.
- Диапазон - это максимально возможный диапазон для приема данных на 25% от стандартной скорости.
Типичное спектральное использование [ править ]
Частота [ править ]
| Стандарт | Частоты | Тип спектра |
|---|---|---|
| UMTS FDD | 850 МГц, 900 МГц, 2,0, 1,9 / 2,1, 2,1 и 1,7 / 2,1 ГГц | Лицензированный |
| UMTS-TDD | 450, 850 МГц, 1,9, 2, 2,5 и 3,5 ГГц [5] 2 ГГц | Лицензировано (сотовая связь, 3G TDD, BRS / IMT-ext, FWA) Без лицензии (см. Примечание) |
| CDMA2000 (включая EV-DO, 1xRTT) | 450, 850, 900 МГц 1,7, 1,8, 1,9 и 2,1 ГГц | Лицензировано (сотовая связь / ПК / 3G / AWS) |
| EDGE / GPRS | 850 МГц, 900 МГц, 1,8 ГГц и 1,9 ГГц | Лицензировано (сотовая связь / PCS / PCN) |
| iBurst | 1,8, 1,9 и 2,1 ГГц | Лицензированный |
| Flash-OFDM | 450 и 870 МГц | Лицензированный |
| Bluetooth / BLE | 2,4 ГГц | Нелицензионный ISM |
| WPAN с низкой скоростью (802.15.4) | 868 МГц, 915 МГц, 2,4 ГГц | Нелицензионный ISM |
| 802.11 | 2,4, 3,6, 4,9, 5,0, 5,2, 5,6, 5,8, 5,9 и 60 ГГц [6] | Нелицензионный ISM |
| WiMax (802.16e) | 2,3, 2,5, 3,5, 3,7 и 5,8 ГГц | Лицензированный |
| Беспроводной USB, UWB | От 3,1 до 10,6 ГГц | Нелицензионный сверхширокополосный |
| Вэмеш * | 868 МГц, 915 МГц и 953 МГц | Нелицензионный ISM |
| EnOcean * | 868,3 МГц | Нелицензионный ISM |
См. Также [ править ]
- Сравнение стандартов мобильных телефонов
- Список пропускной способности устройства
- Таблица сравнения систем OFDM
- Таблица сравнения спектральной эффективности
- NFC (связь ближнего поля)
- RFID (радиочастотная идентификация)
- CIR (потребительский инфракрасный порт)
Ссылки [ править ]
- ^ а б «LTE» . Веб-сайт 3GPP . 2009 . Проверено 20 августа 2011 года .
- ^ a b c «WiMAX и стандарт радиоинтерфейса IEEE 802.16m» (PDF) . Форум WiMax. 4 апреля 2010 . Проверено 7 февраля 2012 .
- ^ a b c « Эрикссон и Telstra достигли первого в мире покрытия мобильной широкополосной связи на расстоянии 200 км ». www.physorg.com.
- ^ "IPWireless" . Архивировано из оригинала на 2007-01-01 . Проверено 30 декабря 2006 .
- ^ "Частота примечания разработчика UMTS-TDD" . Архивировано из оригинала на 2006-11-27 . Проверено 30 декабря 2006 .
- ^ IEEE 802.11 , Список каналов WLAN
Внешние ссылки [ править ]
- Мобильный WiMAX - Часть I: Технический обзор и оценка производительности
- Мобильный WiMAX - Часть II: Сравнительный анализ
- Сравнение Bluetooth и IEEE 802.11
- WLAN Trainer на разных скоростях
- Обзор стандарта IEEE 802.11
| vтеТелекоммуникации | ||
|---|---|---|
| История |
| |
| Пионеры |
| |
| Передача средств массовой информации |
| |
| Топология сети и коммутация |
| |
| Мультиплексирование |
| |
| Концепции |
| |
| Типы сети |
| |
| Известные сети |
| |
| Расположение (по регионам) |
| |
| ||
Категория
Контур
Портал
Commons