无线通信技术(一文带你了解无线技术的全部）

在最基本的意义上，无线是指在没有电线或电缆的情况下发送的通信。但是，该术语可能指广泛的技术和媒介，从蜂窝网络到蓝牙设备再到本地Wi-Fi网络。

无线是什么意思？

无线是一个广义术语，包括通过无线而不是电线传输数据的各种技术和设备，包括蜂窝通信、带有无线适配器的计算机之间的网络以及无线计算机配件。无线通信通过电磁波在空中传播。FCC监管此频谱中的无线电频段，确保它们不会变得过于拥挤，并且无线设备和服务可靠运行。

无线技术——简史

1880
第一次无线通信发生在1880年6月3日，查尔斯·萨姆纳·泰恩特（1854-1940）和亚历山大·格雷厄姆·贝尔（1847-1922）发明了照相电话。他们还在那一年申请了照相手机的专利。光电话是一种能够在光束上传输声音的设备。
1886
德国物理学家海因里希·赫兹（1857-1894）发现了电磁波。海因里希·赫兹是发射和接收受控无线电波的领军人物。经过一些精彩的实验，海因里希·赫兹发现了无线电波，并证明了詹姆斯·G拉G·麦G斯韦的电磁学理论是正确的。赫兹还发现了光电效应，这是量子世界存在的首批线索之一。
1876
亚历山大·格雷厄姆·贝尔被公认为电话的发明者，因为他获得了第一个成功的专利。尽管如此，还有其他发明家，如伊莱沙·格雷和安东尼奥·梅奇，他们也开发了一种会说话的电报。
1896
古列尔莫·马可尼（1874-1937）开创了远距离无线电传输的工作，并发明了无线电报。第一条信息传播了6公里，是“你准备好了吗？”
1909
马可尼和卡尔·费迪南德·布劳恩（1850-1918）因无线电报的进步而共同获得诺贝尔物理学奖。
1946
第一个商业电话服务开始了。密苏里州圣路易斯市、美国电话电报公司和西南贝尔公司为私人客户推出了第一个美国商业移动无线电话服务。
1947
约翰·巴丁、沃尔特·布拉坦和后来共同获得诺贝尔奖的威廉·肖G利发明了晶体管。它为现代电子技术的发展奠定了基础，并使计算机和通信的结合成为可能。
1962
第一颗电信卫星Telstar被发射到轨道上。卫星传输使远程电话和实时国际电视等即时通信成为可能。
1968
美国国防高级研究计划局（DARPA）选择BBN开发先进研究计划局网络（ARPANET），这是现代互联网的母公司。
1979
NTT在日本推出了第一个商业自动化蜂窝网络（1G代），最初位于东京都会区。
1984
来自摩托罗拉的工程师Martin Cooper开发了第一款可以通过贝尔的AMPS连接的手持电话DynaTAC。摩托罗拉在1984年推出了DynaTAC。
1997
1997年，当一个名为802.11的委员会成立时，Wi-Fi向消费者发布。IEEE802.11是在建立WLAN时使用的一组标准的名称。
1999
第一款消费级蓝牙设备于1999年推出。这项发明获得了COMDEX的“最佳技术奖”。第一部蓝牙手机是爱立信T36，这是T39的更新型号，于2001年上架。2001年10月，IBM推出了IBM ThinkPad A30，这是第一款集成蓝牙的笔记本电脑。
在整个20世纪，发明了许多类型的无线技术。诸如无线电和电视接收广播通信而不使用电线。在那之后，在21世纪，我们都知道无线技术是如何塑造世界的。

无线技术

无线技术根据现实世界中的应用类型进行分类。

卫星通信

卫星通信是一种自成一体的无线通信技术，广泛分布在世界各地，使用户能够与地球保持联系。卫星传输由空间部分和地面部分组成。当卫星通过设备发送信号时，卫星增强信号并将其发送回位于表面的接收器天线。地面部分由发射器、接收器和空间部分组成，空间部分是卫星本身。
便携式卫星电话和调制解调器由于范围扩大，比蜂窝设备具有强大的广播功能和接收硬件。

红外通信

红外无线通信通过红外辐射传达设备或系统中的信息。IR是波长比红光长长的电磁能。它用于安全控制，电视遥控器和短距离通信。红外设备需要在设备之间保持恒定的视线，并且在短距离内更稳定。大多数手持设备和笔记本电脑都有一个内置的红外端口，可以相互交换数据。

广播电台

第一种无线通信技术是开放式无线电通信。无线电通过无线电波通过空气广播声音，其发射器以无线电信号的形式将数据传输到接收器天线。方便的多通道无线电允许用户短距离通话，海上无线电为水手提供通信服务。无线电广播通过有线调频和卫星进行，距离最高可达两兆比特/秒。

微波通信

微波无线通信使用无线电波。在这里，可以使用卫星方法和地面方法传输数据。微波无线技术允许两个设备使用相互对齐的微波天线进行通信。微波电磁辐射的波长范围从一米到一毫米，或等效，频率在300 MHz（0.3 GHz）和300 GHz之间。它暴露在人面前会导致眼睛进水，这是晶状体的混浊，使自己看不清并影响大脑的某些部分。

无线网络

Wi-Fi是一种低功耗无线通信系统，用于智能手机，笔记本电脑等各种电子产品。Wi-Fi 是一种常见的网络应用程序，可提供无线便携性。我们使用Wi-Fi进行数据传输和无线通信。它很便宜，通常会导致更快和可靠的互联网接入。

移动通信系统

移动电话被称为蜂窝技术。移动网络是分布在地面区域位置收发器的无线网络，称为蜂窝基站或基站。每部电话都与附近的发射器通信，当电话在某个位置移动时，发射器会切换。
移动电话适应的网络覆盖范围很大，类似于GPS设备，手机利用来自卫星的信号进行通信。

蓝牙技术

蓝牙以 10 世纪的丹麦维京人哈拉尔德·布洛坦德国王（英语翻译为“蓝牙”）命名。他组建并控制了丹麦和挪威，从此通过蓝牙连接设备的协会。传说他非常喜欢吃蓝莓，以至于他的牙齿被水果的颜色污染了，因此他的名字上升了！

蓝牙技术的主要目的是它允许您将多个电子设备无线连接到系统以传输数据.手机现在连接到免提耳机，鼠标，无线键盘。

因此，正如您现在可能已经合理地注意到的那样，无线技术中唯一通用的东西是载波频率，它允许它通过空中传输并与任何相关的接受应用程序一起传播。

几代无线技术

无线系统包括不同代的无线技术——1G、2G、2.5G、3G、4G 和 5G。

1G

1980年代推出，1990年代完成。范围为2.4kbps至5.6kbps。允许在国内进行语音通话。基于模拟电信标准。DynaTac 8000X.3是第一款1G手机。军队、某些政府机构和特殊行业的用户最初使用它。
由 AMPS、NMT、TACS 组成。使用语音信号的频率调制技术，基站承担所有切换决策。小区内的频谱被分成几个信道，每个呼叫都有一对专用的信道。
使用分组交换网络使得连接线部分与PSTN之间的数据传输成为可能。语音质量差。电池寿命差。大手机尺寸。缺乏安全性。容量有限。切换可靠性差。

2G

基于GSM。1991年在芬兰首次推出。范围 15 至 40 kbps。使用数字信号代替模拟信号和SIM卡。率先提供数据服务、短信和彩信服务。利用编解码器或压缩-解压缩算法进行压缩和多路复用数字语音数据。2G中使用的技术是TDMA或CDMA。2G的数字信号非常依赖于位置和距离。当数字具有锯齿状的草原曲线时，模拟具有平滑的曲线。

2.5G

2.5G带来了介于2G和3G之间的标准，包括通用分组无线电服务（GPRS），GSM演进增强数据速率（EDGE），通用移动电信系统（UMTS）等。
速度为 64-144 kbps。网页浏览。下载任何mp6歌曲需要9-3分钟。除了电路交换域之外，它还实现了分组交换域。2.5G被描述为与GPRS相结合的2G蜂窝技术。
GPRS使用GSM架构处理语音数据，但为了提供分组数据服务，引入了一类称为GSN的新型网络节点。这些帮助GPRS通过当前基于GSM和TDMA的无线网络基础设施有效地传输高速数据。

3G

IMT-2000的概念于3年在ITU作为2000G诞生。首先启用视频通话。传输速率为 128-144 kbps。
3G是一套技术和标准，包括W-CDMS，WLAN和蜂窝无线电等。高传输速度使其适用于需要持续高速互联网连接的现代智能手机。

4G

2008年4月，ITU-R为<>G标准规定了一套要求，名为IMT-Advanced。它为 4G 服务设定了峰值速度要求，100 Mbps 以实现出色的移动通信，1 Gbps 用于低移动通信。
用来描述4G的一个词是MAGIC：

• 移动多媒体
• 随时随地
• 全球流动支持
• 集成无线解决方案
• 定制个人服务
• 3G的通常语音和其他支持提供移动宽带互联网接入，例如带有无线调制解调器的笔记本电脑，智能手机和其他小工具。
• 两个4G候选系统被商用部署：

1. 移动无线最大值标准
2. 长期演进 （LTE） 标准。

• 4G不提倡传统的电路交换电话服务，而是推广基于IP电话等全互联网协议（IP）的通信。

1. 更高的带宽。
2. 轻松访问互联网。
3. 新频率意味着蜂窝塔中的新组件。
4. 为消费者提供更高的数据价格。

5G

• 5G标志着移动电信标准的下一个主要阶段将超越当前的4G / IMT-Advanced标准。
• 数据速度明显更快 – 高达 10 Gbps。
• 超低延迟 – 1 毫秒。
• 它受到WWWW（无线万维网）的高度支持。
• 除了简单地提供更快的速度外，5G网络还需要满足物联网等新用例的需求，以及在自然灾害期间的类似广播的服务和生命线通信。

无线设备示例

无绳电话是无线设备，电视遥控器、收音机和GPS系统也是如此。其他无线设备包括手机、平板电脑、蓝牙鼠标和键盘、无线路由器以及大多数不使用电线传输信息的设备。无线充电器是另一种类型的无线设备。虽然没有数据通过无线充电器发送，但它确实在不使用电线的情况下与另一台设备（如手机）进行交互。

无线网络和WIFI

无需电线连接多台计算机和设备的网络技术（例如无线局域网（WLAN））也属于无线保护伞。通常，这些设备由包罗万象的术语“Wi-Fi”来指代，该术语由Wi-Fi联盟注册商标。
Wi-Fi涵盖包含802.11标准的技术，例如802.11g或802.11ac网卡和无线路由器。
您可以使用Wi-Fi通过家庭或办公室网络进行无线打印，直接连接到网络中的其他电脑，并将手机变成其他设备的便携式Wi-Fi热点。
蓝牙是您可能熟悉的另一种无线技术。如果您的设备足够靠近并支持蓝牙，则可以连接它们以在没有电线的情况下传输数据。这些设备可能包括您的笔记本电脑、手机、打印机、鼠标、键盘、免提耳机和智能设备。

无线网络的类型

无线网络满足不同的需求。不同类型的无线网络包括：

• 无线局域网。WLAN使用无线电技术而不是电线来连接网络上的节点。Wi-Fi 是用于通过无线接入点 （AP） 通过 WLAN 进行通信的传输方法，这些接入点使用 IEEE 设定的标准实现与端点设备的连接。
• 无线广域网。WWAN 有时被称为移动宽带。WWAN 使用蜂窝技术来创建跨越较大地理距离并支持各种服务的无线网络。
• 无线城域网。WMAN 提供办公室和家庭网络之外的访问。它比WLAN大，但比WWAN小。
• 固定无线。 固定无线网络是一种通过无线电波而不是通过有线光纤或有线电视连接向家庭和企业提供最后一英里互联网连接的方式。固定无线特别适用于有线连接不普及的农村地区，或卫星互联网服务是唯一可用选项的地区。
• 无线个人局域网。WPAN 通常使用短距离无线技术（如蓝牙）启用，以连接键盘、鼠标、耳机和其他设备。
• 市政无线网络。MWN 是由地方政府当局运营的无线网络。它为给定地理位置的用户提供访问权限。
• 公民宽带无线电服务。 CBRS基于联邦通信委员会于2020年授权的无线电频谱。CBRS信号可以覆盖数英里，并且不仅限于视线限制 - 这与Wi-Fi网络不同 - 从而使组织能够使用CBRS构建专用LTE网络并支持WAN部署。CBRS网络特别适用于可靠性至关重要的环境，例如工业和医疗保健部署。在部署CBRS时，企业应遵循某些最佳实践，通常从简单开始，然后再增加复杂性。
• 无线网状网络。WMN 是通过连接安装在每个用户位置的无线节点来创建的。这种设计是分散的，并且更直接，因为每个节点只需要传输到下一个节点。WMN 可以是独立的，也可以连接到互联网。它们可靠且可扩展，但由于没有中央服务器，因此可能更难监控。
• 无线点对点网络。WANET 是一种无需使用路由器或无线 AP 即可自发创建的无线网络。相反，WANET依赖于点对点技术，作为网络一部分的每个设备（例如无线PC或智能手机）都负责网络操作。

无线行业

无线本身通常用于指代蜂窝电信行业的产品和服务。例如，无线协会CTIA由Verizon，AT&T，T-Mobile和Sprint等无线运营商以及LG和三星等手机制造商组成。不同的无线协议和电话标准包括CDMA，GSM，EV-DO，3G，4G和5G。

术语无线互联网通常是指蜂窝数据，尽管该短语也可以表示通过卫星访问的数据。