无线通信

无线通信是两台或多台设备之间最受青睐的通信(连接)模式之一。借助这项技术,我们可以通过电磁波(比如射频、红外线和卫星)在空中进行数据通信,而无须使用电缆和电线。


无线通信在电磁波谱的特定频率范围(从 3 Hz 至 3000 GHz (3 THz))内进行,该范围的电磁波称为无线电波。该技术被广泛应用于各种计算和通信业务中,包括第三代/第四代 (3G/4G) 移动设备、宽带接入、室内 WiFi 网络、车辆对车辆 (V2V) 系统、嵌入式传感器和无线射频识别 (RFID) 应用、微波无线电、航空无线电、航海无线电,以及其他商业和私用无线电服务。


由于无线通信要求的动态变化,全球各地基于各种商业需求(如特定应用和传输距离等),开发和制定了多种不同的无线通信方法和标准。这些技术大致可以归入四个类别:无线个人局域网 (WPAN)、无线局域网 (WLAN)、无线城域网 (WMAN) 和无线广域网 (WWAN)。顾名思义,这些解决方案的特性(包括传输距离和传输速率)专门针对个人、局域、城域或全球的覆盖和使用而进行了优化。


WPAN 的范围通常只有几米。WPAN 可以用于个人设备之间的通信(人际通信),或用于连接到更高级的网络和互联网。WLAN 无须使用电线即可连接两台或更多计算机,利用基于无线电波的扩频技术实现设备之间的相互通信。Wi-Fi 标准 IEEE 802.11 中定义了一系列 WLAN(无线 LAN)标准。WirelessMAN (WMAN) 是 IEEE 802.16 宽带无线接入标准工作组为无线城域网络标准 (WiMAX) 注册的商标,该标准定义了固定或移动设备如何通过天线接入宽带互联网。WWAN 是覆盖广泛地理区域的计算机网络,通过广域网 (WAN) 将局域网(LAN 或 WLAN)连接在一起,使一个地点的用户和计算机可以与其他地点的用户和计算机通信。WAN 还可以表示移动数据通信,比如 GSM(全球移动通信系统)、GPRS(通用分组无线业务)和 3G。互联网就是 WAN 最大和最广为人知的典例。


以下是主要的无线技术标准和应用:


  • NFC(点对点)– 近场通信:提供低速连接,设置简单,可用于引导更强大的无线连接。NFC 器件适用于非接触式支付系统及社交网络,比如共享联系人、照片、视频或文件。
  • RFID (WPAN - IEEE 802.15)– 射频识别 (RFID) 是一种非接触式技术,它使用无线电波在没有任何人为操作的情况下以电子方式读取和采集物体标签上存储的信息,这是一种专用的短程通信技术。
  • 蓝牙 (WPAN - IEEE 802.15.1) - 蓝牙使用 WPAN 技术在短距离范围内以无线方式交换数据。它适用于手机、耳机、MP3 播放器、台式电脑、无线音箱、笔记本电脑、电脑鼠标、GPS 装置和汽车音响。
  • Zigbee (WPAN - IEEE 802.15.4) - 它是一种低功耗、低传输速率和近距离无线专用网络。它利用高级通信协议和小型低功耗数字广播来创建个人局域网络,例如家庭自动化、传感器、医疗设备数据收集和其他低功耗低带宽需求。
  • Z-Wave (WPAN) - Z-Wave 是一种无线射频技术,可以让智能设备互相交谈和互相连接。采用 Z-Wave 连接时,家用产品(比如灯具、门锁和恒温器)将变得更加智能。这些家用设备可以通过智能手机轻松地进行远程访问和控制。主要用于家庭或楼宇中的自动化应用。
  • WiFi (WLAN – IEEE 802.11)- 借助 Wi-Fi 技术,用户可以在酒店、图书馆、学院、大学、校园、私人机构和咖啡馆等任何指定地点甚至是公共场所访问互联网。Wi-Fi 可以在房屋或楼宇内的任何地方同时连接多台设备,如电脑、电话、打印机等。
  • LoRa (LPWAN) - LoRa 是指 LoRaWAN 协议,是一种实现安全连接的开放式标准。这是一种远距离、低功耗、低比特率的通信标准,专门用于 M2M 和物联网联网应用中的电池供电设备。在全球各地,它都是建立物联网网络时最流行的技术选择。
  • Sigfox (LPWAN) - 类似于 LoRa 协议,但不是开放式。这种无线网络旨在连接超窄带宽的低功耗设备,尤其适用于电池供电的物联网应用。
  • Cellular (WWAN - IEEE 802.16) - 手机使用的一种无线技术,它再次使用了无线电频率来实现复杂的双向通信。它使用地理上广泛分布的多个小型单元,通过中央交换机互连形成 WWAN。

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