计算机网络中的无线传输



无线传输是一种非导向介质形式。无线通信无需在两个或多个设备之间建立物理连接即可进行无线通信。无线信号在空中传播,并由合适的接收天线接收和解释。

当将天线连接到计算机或无线设备的电路时,它会将数字数据转换为无线信号,并在其频率范围内传播。另一端的接收器接收这些信号,并将它们转换回数字数据。

电磁频谱的一小部分可用于无线传输。

Electromagnetic Spectrum

无线电传输

射频更容易产生,并且由于其波长较长,它可以穿透墙壁和类似的结构。无线电波的波长范围为1毫米至100,000公里,频率范围为3赫兹(极低频)至300 GHz(极高频)。射频细分为六个频段。

较低频率的无线电波可以穿透墙壁,而较高频率的射频则可以直线传播并反射回来。低频波的功率随着距离的增加而急剧下降。高频无线电波具有更大的功率。

较低频率,如VLF、LF、MF频段,可以在地面上传播达1000公里,沿地球表面传播。

Radio wave - grounded

高频无线电波容易被雨水和其他障碍物吸收。它们利用地球大气层的电离层。高频无线电波,如HF和VHF频段,向上传播。当它们到达电离层时,会被折射回地球。

Radio wave - Ionosphere

微波传输

高于100 MHz的电磁波倾向于直线传播,并且可以通过将这些波束指向特定站点来发送信号。由于微波直线传播,发送方和接收方必须严格保持视线对准。

微波的波长范围为1毫米至1米,频率范围为300 MHz至300 GHz。

Personal Area Network

微波天线将波集中成波束。如上图所示,多个天线可以对准以达到更远的距离。微波具有更高的频率,不会像墙壁那样穿透障碍物。

微波传输高度依赖于天气状况和使用的频率。


红外传输

红外波位于可见光谱和微波之间。它的波长为700纳米至1毫米,频率范围为300 GHz至430 THz。

红外波用于非常短距离的通信目的,例如电视及其遥控器。红外线直线传播,因此其本质上是定向的。由于高频范围,红外线无法穿过墙壁之类的障碍物。

光传输

可用于数据传输的最高电磁频谱是光或光信号。这是通过激光实现的。

由于光使用的频率,它倾向于严格直线传播。因此,发送方和接收方必须在视线范围内。由于激光传输是单向的,因此在通信的两端都需要安装激光器和光电检测器。激光束通常宽1毫米,因此对准指向激光源的两个遥远接收器是一项精确的工作。

Light Transmission

激光器用作Tx(发射器),光电检测器用作Rx(接收器)。

激光无法穿透墙壁、雨水和浓雾等障碍物。此外,激光束会因风、大气温度或路径中温度的变化而变形。

激光数据传输安全,因为在不中断通信通道的情况下,很难窃听1毫米宽的激光。

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