計算機網路中的無線傳輸



無線傳輸是一種非導向介質形式。無線通訊無需在兩個或多個裝置之間建立物理連線即可進行無線通訊。無線訊號在空中傳播,並由合適的接收天線接收和解釋。

當將天線連線到計算機或無線裝置的電路時,它會將數字資料轉換為無線訊號,並在其頻率範圍內傳播。另一端的接收器接收這些訊號,並將它們轉換回數字資料。

電磁頻譜的一小部分可用於無線傳輸。

Electromagnetic Spectrum

無線電傳輸

射頻更容易產生,並且由於其波長較長,它可以穿透牆壁和類似的結構。無線電波的波長範圍為1毫米至100,000公里,頻率範圍為3赫茲(極低頻)至300 GHz(極高頻)。射頻細分為六個頻段。

較低頻率的無線電波可以穿透牆壁,而較高頻率的射頻則可以直線傳播並反射回來。低頻波的功率隨著距離的增加而急劇下降。高頻無線電波具有更大的功率。

較低頻率,如VLF、LF、MF頻段,可以在地面上傳播達1000公里,沿地球表面傳播。

Radio wave - grounded

高頻無線電波容易被雨水和其他障礙物吸收。它們利用地球大氣層的電離層。高頻無線電波,如HF和VHF頻段,向上傳播。當它們到達電離層時,會被折射回地球。

Radio wave - Ionosphere

微波傳輸

高於100 MHz的電磁波傾向於直線傳播,並且可以透過將這些波束指向特定站點來發送訊號。由於微波直線傳播,傳送方和接收方必須嚴格保持視線對準。

微波的波長範圍為1毫米至1米,頻率範圍為300 MHz至300 GHz。

Personal Area Network

微波天線將波集中成波束。如上圖所示,多個天線可以對準以達到更遠的距離。微波具有更高的頻率,不會像牆壁那樣穿透障礙物。

微波傳輸高度依賴於天氣狀況和使用的頻率。


紅外傳輸

紅外波位於可見光譜和微波之間。它的波長為700奈米至1毫米,頻率範圍為300 GHz至430 THz。

紅外波用於非常短距離的通訊目的,例如電視及其遙控器。紅外線直線傳播,因此其本質上是定向的。由於高頻範圍,紅外線無法穿過牆壁之類的障礙物。

光傳輸

可用於資料傳輸的最高電磁頻譜是光或光訊號。這是透過雷射實現的。

由於光使用的頻率,它傾向於嚴格直線傳播。因此,傳送方和接收方必須在視線範圍內。由於雷射傳輸是單向的,因此在通訊的兩端都需要安裝雷射器和光電檢測器。雷射束通常寬1毫米,因此對準指向雷射源的兩個遙遠接收器是一項精確的工作。

Light Transmission

雷射器用作Tx(發射器),光電檢測器用作Rx(接收器)。

雷射無法穿透牆壁、雨水和濃霧等障礙物。此外,雷射束會因風、大氣溫度或路徑中溫度的變化而變形。

雷射資料傳輸安全,因為在不中斷通訊通道的情況下,很難竊聽1毫米寬的雷射。

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