2.3无线传输

不同与引导性介质(有线),非引导性介质(无线)可以在许多复杂环境,地势险要的区域作为通信媒介。
并且随着移动设备的高速发展无线介质优势远远超过有线介质。

电磁频谱

无线通信的基本原理:一个大小适中的天线被连接到一个电路上,电磁波就可以有效的被广播出去,在一定距离内的接收者能收到该电磁波。
电磁波谱(书p83,图2—10)

无线电传输

无线电频率(RF,Radio Frequency)。
低频无线电波可以在1000千米外被检测道并且很容易穿透建筑物,是全方位传播的,不需要在物理上小心的对齐。
VLF、LF、MF的无线电波沿地面传播。这些波段的带宽太低。
无线广播电视台一般使用MF波段,这个波段的无线电波很容易穿透建筑物所以便携式收音机可以在室内使用。
高频无线电波是以直线传播,遇到金属类障碍物会反弹,遇到雨水食物等会被吸收。
无线电波都会有路劲损耗,在空气中传播时的信号能量至少以1/r2 的速度衰减(r是里信号源端的距离)。
无线电波可以传输很长的距离,但是用户之间的干扰是个问题。

微波传输

微波是无线电波中一个有限频带的简称。(范围300MHz至300GHz)
频率在100MHz以上的频段,电磁波几乎按照直线传播,它们常常被聚集成窄窄的一束,通过抛物现状的天线(碟形卫星电视天线)。
由于是直线传播会被地球阻挡所以需要在两个传输距离过远的两个微波塔之间设置中继器(一般是50km设置一个)以接力的模式在地面上传播。中继器的距离和微波塔的高度有关,越高的微波塔需要的中继器就越少。
多径衰落现象:微波在聚成束的情况下他在空中仍然会有一些发散。有些微波会通过大气层折射回来比直接波传递的更远,延迟抵达的微波与直接传输的微波可能不相同,因此信号会发生抵消。
多径衰弱与天气和频率有关。
因此运营商会将10%的信道保持为空闲,当多径衰弱发生是的一些频段无法使用时立即切换到空闲频段继续工作。
微波通信已经被广泛用于长途电话通信、移动电话和电视转播,与光纤相比它的优势,第一是不需要路权(使用道路的权力)只要在每50千米的地方买一小块地建一个微波塔就行。第二是成本要比光纤便宜的多。

红外传输

非引导性的红外波被广泛用于短程通信。(引导性的红外在光纤中被作用)
电视机、录像机、和立体声音响的遥控器都采用红外通信。
红外线具有方向性、便宜且易于制造,但是它不能穿过固体。这也使得它不会干扰到隔壁邻居对电视的使用。

光通信

用非引导性的光信号作为传输介质
其缺点是受环境影响大,风、温度、雨水、大雾等都会对这种传输方式产生很大的影响。
未来的运用,可以来创建一个围绕着显示器的低速网络,并且由此衍生出各种各样无处不在的普适计算场景。

电磁频谱政策

频谱的资源是有限,人入都希望使用更高数据传输率的频谱资源,但着受到国家的监管,国家政府机构为本国的调频/调幅无线电台、电视、军队、移动电话等应用都分配了相应的频谱,也为电话公司、军队、政府等组织和机构规定了使用频谱。
虽然频谱资源分配下来了,但有另一个问题,就是如何进一步分配给运营商。
在美国曾经有过3个办法
1、政府要求运营商解释为什么它们的提案能给公众带来最好的利益,然后由政府选出他们最欣赏的提案。
这样导致了出现行贿、受贿、袒护裙带关系等恶劣现象。
2、让所有感兴趣的公司都参与摸彩,看似公平了,但出现了很多并不是使用频谱的商户也参与进来,再通过高价卖出来获取利益,这样的方案受到社会各界的严厉批评。
3、拍卖,将频谱卖给出价更高的竞标者。
还有一种不同的频率分配方式是,不进行分配,政府允许任何人随意使用,但对其功率由限制要求(如,不能超过1瓦)。
为了是不会因此对其他用户产生干扰,和避免干扰到雷达装置。
车库门控制器、无绳电话、无线电遥控玩具、无线鼠标等许多家用设备都是用这些政府保留下来的用于非许可性应用的频段,被称为工业科学医学频段(ISM,Idustrial,Scientific,Medical)。
这样的频段被广泛使用的同时也激发了大量创新,如802.11和蓝牙等小区域无干扰的数据传输技术的创新。
只从57~64GHz的频段开放后,高频的小范围通信技术在不断的发展,如5G。

无线传输与有线传输

虽然说无线传输便捷、成本低,但它在受干扰方面的劣势传输过程易受到影响等因素,使得它在传输速度和质量上与引导性传输介质相比依然还有着很大的差距。
有线传输介质上传输的也是电磁波,光纤更是一种利用光来传输的超快速传输方式。

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