Porovnání standardů bezdrátových dat - Comparison of wireless data standards
Existuje široká škála různých bezdrátových datových technologií, některé v přímé konkurenci, jiné určené pro konkrétní aplikace. Bezdrátové technologie lze vyhodnotit řadou různých metrik, z nichž některé jsou popsány v této položce.
Standardy lze seskupovat následujícím způsobem v pořadí rostoucích rozsahů:
Osobní síť (PAN) systémy jsou určeny pro komunikaci na krátkou vzdálenost mezi zařízeními obvykle ovládanými jednou osobou. Mezi příklady patří bezdrátové náhlavní soupravy pro mobilní telefony nebo bezdrátové snímače tepové frekvence komunikující s náramkovými hodinkami. Některé z těchto technologií zahrnují standardy jako např MRAVENEC ZČU, Bluetooth, ZigBee, a Bezdrátové USB.
Bezdrátové senzorové sítě (WSN / WSAN) jsou obecně sítě nízkoenergetických a nízkonákladových zařízení, která se bezdrátově propojují, aby shromažďovaly, vyměňovaly a někdy reagovaly na data shromážděná z jejich fyzických prostředí - „senzorové sítě“. Uzly se obvykle spojují v hvězdicové nebo síťové topologii. Zatímco u většiny jednotlivých uzlů ve WSAN se očekává omezený rozsah (Bluetooth, ZigBee, 6LoWPAN, atd.), jednotlivé uzly mohou být schopny rozsáhlejší komunikace (Wi-Fi, Mobilní sítě atd.) a jakákoli jednotlivá síť WSAN může pokrývat široký geografický rozsah. Příkladem WSAN by mohla být sbírka senzorů rozmístěných po celém zemědělském zařízení pro monitorování úrovně vlhkosti půdy, hlášení dat zpět do počítače v hlavní kanceláři pro analýzu a modelování trendů a případně zapnutí automatických zavlažovacích čepů, pokud je úroveň příliš nízká.
Pro komunikaci v širším okolí Bezdrátová místní síť Používá se (WLAN). Sítě WLAN jsou často známé pod obchodním názvem produktu Wi-Fi. Tyto systémy se používají k zajištění bezdrátového přístupu k dalším systémům v místní síti, jako jsou jiné počítače, sdílené tiskárny a další taková zařízení nebo dokonce internet. WLAN obvykle nabízí mnohem lepší rychlosti a zpoždění v místní síti než průměrný spotřebitel Přístup na internet. Mezi starší systémy, které poskytují funkce WLAN, patří DECT a HIPERLAN. Ty však již nejsou široce používány. Jednou typickou charakteristikou sítí WLAN je, že jsou většinou velmi lokální, bez možnosti plynulého pohybu z jedné sítě do druhé.
Mobilní sítě nebo WAN jsou určeny pro oblasti pokrytí celé město / národní / globální a bezproblémovou mobilitu z jednoho přístupového bodu (často definovaného jako Základna ) do jiného umožňující bezproblémové pokrytí pro velmi široké oblasti. Technologie celulárních sítí se často dělí na 2. generaci 2G, 3G a 4G sítí. Původně 2G sítě byly hlasově centrické nebo dokonce hlasové pouze digitální celulární systémy (na rozdíl od analogových 1G sítí). Mezi typické standardy 2G patří GSM a IS-95 s rozšířením přes GPRS, OKRAJ a 1xRTT, poskytující přístup k internetu uživatelům původně 2G sítí zaměřených na hlas. Oba OKRAJ a 1xRTT jsou standardy 3G podle definice v ITU, ale obvykle se prodávají jako 2,9 G kvůli jejich poměrně nízkým rychlostem a velkým zpožděním ve srovnání se skutečnými technologiemi 3G.
Skutečné 3G systémy jako např EV-DO, W-CDMA (počítaje v to HSPA ) poskytují kombinovaně obvod přepnut a paket přepnut datové a hlasové služby od samého začátku, obvykle s mnohem lepšími datovými rychlostmi než 2G sítě s jejich rozšířeními. Všechny tyto služby lze použít k zajištění kombinovaného mobilního hlasového přístupu a přístupu k internetu na vzdálených místech.
Sítě 4G poskytují ještě vyšší přenosové rychlosti a mnoho architektonických vylepšení, která nemusí být spotřebiteli nutně viditelná. Současné systémy 4G, které jsou široce nasazeny, jsou HSPA +, WIMAX a LTE. Poslední dvě jsou sítě založené na čistém paketu bez tradičních schopností hlasových obvodů. Tyto sítě poskytují hlasové služby prostřednictvím služby VoIP.
Některé systémy jsou navrženy pro přímou komunikaci point-to-point, jakmile se dva takové uzly dostanou příliš daleko od sebe, již nebudou moci komunikovat. Ostatní systémy jsou navrženy tak, aby tvořily a bezdrátová síť mesh pomocí jednoho z různých směrovací protokoly. V síťové síti, když se uzly dostanou příliš daleko od sebe, aby mohly komunikovat přímo, mohou stále komunikovat nepřímo prostřednictvím mezilehlých uzlů.
Standardy
Do tohoto srovnání jsou zahrnuty následující standardy.
Bezdrátová širokopásmová síť (WWAN)
- OKRAJ
- EV-DO x1 standardy Rev 0, Rev A, Rev B a x3.
- Flash-OFDM: FLASH (rychlý přístup s nízkou latencí s bezproblémovým předáním) - OFDM (ortogonální frekvenčně dělené multiplexování)
- GPRS
- HSPA Standardy D a U.
- Lorawan
- LTE
- RTT
- UMTS přes W-CDMA
- UMTS-TDD
- WiMAX: Standard 802.16
Bezdrátová místní síť (WLAN)
- Wi-Fi: Standardy 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, 802.11ax.
Wireless Personal Area Network (WPAN) and most Wireless Sensor Actor Networks (WSAN)
- 6LoWPAN
- Bluetooth V4.0 se standardním protokolem as nízkoenergetickým protokolem
- IEEE 802.15.4-2006 (nízkoúrovňové definice protokolu odpovídající OSI model fyzické a linkové vrstvy. ZigBee, 6LoWPAN atd. Se hromadí v zásobníku protokolu a odpovídají síťovým a transportním vrstvám.)
- Vlákno (síťový protokol)
- ZČU
- Bezdrátové USB
- ZigBee
- ANT +
- MiraOS bezdrátová mesh síť od LumenRadio
Přehled
 | Části tohoto článku (ty, které se vztahují k šabloně) musí být aktualizováno. (Listopadu 2018) |
| Běžný název | Rodina | Primární použití | Radio Tech | Po proudu (Mbit / s) | Proti proudu (Mbit / s) | Poznámky |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HSPA + | 3GPP | Mobilní internet | CDMA /TDMA /FDD MIMO | 21 42 84 672 | 5.8 11.5 22 168 | HSPA + je široce nasazen. Revize 11 3GPP to uvádí HSPA + se očekává, že bude mít propustnou kapacitu 672 Mbit / s. |
| LTE | 3GPP | Mobilní internet | OFDMA /TDMA /MIMO /SC-FDMA /pro LTE-FDD /pro LTE-TDD | 100 Cat3 150 Cat4 300 Cat5 (v 20 MHz FDD) [1] | 50 Cat3 / 4 75 Cat5 (v 20 MHz FDD)[1] | LTE-Advanced Očekává se, že aktualizace nabídne špičkové rychlosti až 1 Gbit / s pevné rychlosti a 100 Mb / s mobilním uživatelům. |
| WiMax rel 1 | 802.16 | WirelessMAN | MIMO -SOFDMA | 37 (10 MHz TDD) | 17 (10 MHz TDD) | S 2x2 MIMO.[2] |
| WiMax rel 1.5 | 802.16-2009 | WirelessMAN | MIMO -SOFDMA | 83 (20 MHz TDD) 141 (2x20 MHz FDD) | 46 (20 MHz TDD) 138 (2x20 MHz FDD) | S 2x2 MIMO. Vylepšeno o 20 MHz kanály v 802.16-2009[2] |
| WiMAX rel 2.0 | 802,16 m | WirelessMAN | MIMO -SOFDMA | 2x2 MIMO 110 (20 MHz TDD) 183 (2x20 MHz FDD) 4x4 MIMO 219 (20 MHz TDD) 365 (2x20 MHz FDD) | 2x2 MIMO 70 (20 MHz TDD) 188 (2x20 MHz FDD) 4x4 MIMO 140 (20 MHz TDD) 376 (2x20 MHz FDD) | Uživatelé s nízkou mobilitou také mohou agregovat více kanálů a získat propustnost stahování až 1 Gbit / s[2] |
| Flash-OFDM | Flash-OFDM | Mobilní internet mobilita do 200 km / h (350 km / h) | Flash-OFDM | 5.3 10.6 15.9 | 1.8 3.6 5.4 | Mobilní dosah 30 km (18 mil) Rozšířený dosah 55 km (34 mil) |
| HIPERMAN | HIPERMAN | Mobilní internet | OFDM | 56.9 | ||
| Wi-Fi | 802.11 (11n ) | Bezdrátové připojení k internetu | OFDM /CSMA /MIMO /Half Duplex | 288,8 (při použití konfigurace 4x4 v šířce pásma 20 MHz) nebo 600 (při použití konfigurace 4x4 v šířce pásma 40 MHz) | Anténa, RF přední část vylepšení a drobné vylepšení časovače protokolu pomohly nasadit dlouhý dosah P2P sítě ohrožující radiální pokrytí, propustnost a / nebo účinnost spektra (310 km & 382 km ) | |
| iBurst | 802.20 | Mobilní internet | HC-SDMA /TDD /MIMO | 95 | 36 | Poloměr buňky: 3–12 km Rychlost: 250 km / h Spektrální účinnost: 13 bitů / s / Hz / buňka Faktor opětovného použití spektra: „1“ |
| EDGE Evolution | GSM | Mobilní internet | TDMA /FDD | 1.6 | 0.5 | 3GPP Vydání 7 |
| UMTS W-CDMA HSPA (HSDPA +HSUPA ) | UMTS / 3GSM | Mobilní internet | CDMA /FDD CDMA / FDD /MIMO | 0.384 14.4 | 0.384 5.76 | HSDPA je široce nasazen. Typické rychlosti downlinku dnes 2 Mbit / s, ~ 200 kbit / s uplink; HSPA + downlink až 56 Mbit / s. |
| UMTS-TDD | UMTS / 3GSM | Mobilní internet | CDMA /TDD | 16 | Hlášené rychlosti podle IPWireless pomocí 16QAM modulace podobné HSDPA +HSUPA | |
| EV-DO Rel. 0 EV-DO Rev.A EV-DO Rev.B | CDMA2000 | Mobilní internet | CDMA /FDD | 2.45 3.1 4,9xN | 0.15 1.8 1,8xN | Poznámka B: N je počet použitých nosných frekvencí 1,25 MHz. EV-DO není navržen pro hlas a při uskutečnění nebo přijetí hlasového hovoru vyžaduje přepnutí na 1xRTT. |
Poznámky: Všechny rychlosti jsou teoretická maxima a budou se lišit podle řady faktorů, včetně použití externích antén, vzdálenosti od věže a rychlosti na zemi (např. Komunikace ve vlaku může být horší než při stojícím vozidle). Obvykle je šířka pásma sdílena mezi několika terminály. Výkon každé technologie je dán řadou omezení, včetně spektrální účinnost technologie, použitých velikostí buněk a množství dostupného spektra. Další informace viz Porovnání standardů bezdrátových dat.
Další srovnávací tabulky viz trendy vývoje přenosové rychlosti, srovnání standardů mobilních telefonů, srovnávací tabulka spektrální účinnosti a Srovnávací tabulka systému OFDM.
Špičková přenosová rychlost a propustnost
Když diskutujeme o propustnosti, často se rozlišuje mezi špičkovou datovou rychlostí fyzické vrstvy, teoretickou maximální propustností dat a typickou propustností.
Maximální bitová rychlost standardu je čistý bitový tok poskytované fyzickou vrstvou v nejrychlejším přenosovém režimu (s použitím nejrychlejšího modulačního schématu a chybového kódu), s výjimkou dopředného kódování korekce chyb a dalších režií fyzické vrstvy.
Teoretická maximální propustnost pro koncového uživatele je zjevně nižší než maximální rychlost přenosu dat kvůli vyšší režii vrstev. I toho není nikdy možné dosáhnout, pokud test není proveden za dokonalých laboratorních podmínek.
Typická propustnost je to, co uživatelé po většinu času zažili, když jsou v použitelném rozsahu k základnové stanici. Typická propustnost se obtížně měří a závisí na mnoha problémech s protokolem, jako jsou přenosová schémata (pomalejší schémata se používají na delší vzdálenost od přístupového bodu kvůli lepší redundanci), opakované přenosy paketů a velikost paketu. Typický propustnost je často ještě nižší, protože jiný provoz sdílí stejnou síť nebo buňku, rušení nebo dokonce omezená kapacita pevné linky od základnové stanice.
Všimněte si, že tyto údaje nelze použít k předpovědi výkonu kteréhokoli daného standardu v daném prostředí, ale spíše jako měřítka, s nimiž lze porovnat skutečné zkušenosti.
| Standard | Špičkový downlink | Peak Uplink | Přibližný maximální rozsah v metrech | Typická propustnost downlinku |
|---|---|---|---|---|
| CDMA2000 1xRTT | 0.3072 | 0.1536 | 29000 | 0.125 |
| CDMA2000 EV-DO rev | 2.4580 | 0.1536 | 29000 | 1[Citace je zapotřebí ] |
| CDMA2000 EV-DO Rev.A | 3.1 | 1.8 | 29000 | 2[Citace je zapotřebí ] |
| CDMA2000 EV-DO Rev.B | 4.9 | 1.8 | 29000 | |
| GSM GPRS Třída 10 | 0.0856 | 0.0428 | 26000 | 0.014[Citace je zapotřebí ] |
| GSM OKRAJ typ 2 | 0.4736 | 0.4736 | 26000 | 0.034[Citace je zapotřebí ] |
| GSM Vyvinutý okraj | 1.8944 | 0.9472 | 26000 | |
| UMTS W-CDMA R99 | 0.3840 | 0.3840 | 29000 | 0.195[Citace je zapotřebí ] |
| UMTS W-CDMA HSDPA | 14.4 | 0.3840 | 200000[3] | 2[Citace je zapotřebí ] |
| UMTS W-CDMA HSUPA | 14.4 | 5.76 | 200000[3] | |
| UMTS W-CDMA HSPA + | 168 | 22 | 200000[3] | |
| UMTS-TDD | 16[4] | 16 | ||
| LTE | 326.4 | 86.4 | ||
| iBurst: iBurst | 24 | 8 | 12000 | >2 |
| Flash-OFDM: Flash-OFDM | 5.3 | 1.8 | 29000 | prům. 2.5[Citace je zapotřebí ] |
| WiMAX: 802.16e | 70 | 70 | 6400 | >10[Citace je zapotřebí ] |
| WiFi: 802.11a | 54 | 54 | 30 | 20 |
| WiFi: 802.11b | 11 | 11 | 30 | 5[Citace je zapotřebí ] |
| WiFi: 802.11g | 54 | 54 | 30 | 20[Citace je zapotřebí ] |
| WiFi: 802.11n | 600 | 600 | 50 | |
| WiFi: 802.11ac | 1,300 | 1,300 | 50 | |
| WiFi: 802.11ad | 7,000 | 7,000 | 3.3 | |
| WiFi: 802.11ax | 10,000 | 10,000 |
- Downlink je propustnost ze základnové stanice do uživatelského telefonu nebo počítače.
- Uplink je propustnost ze sluchátka uživatele nebo počítače do základnové stanice.
- Rozsah je maximální možný rozsah pro příjem dat při 25% typické rychlosti.
Typické spektrální použití
Frekvence
| Standard | Frekvence | Typ spektra |
|---|---|---|
| UMTS FDD | 850 MHz, 900 MHz, 2,0, 1,9 / 2,1, 2,1 a 1,7 / 2,1 GHz | Licencováno |
| UMTS-TDD | 450, 850 MHz, 1,9, 2, 2,5 a 3,5 GHz[5] 2 GHz | Licencované (mobilní, 3G TDD, BRS / IMT-ext, FWA) Bez licence (viz poznámka) |
| CDMA2000 (vč. EV-DO, 1xRTT) | 450, 850, 900 MHz 1,7, 1,8, 1,9 a 2,1 GHz | Licencované (mobilní / PCS / 3G / AWS) |
| EDGE / GPRS | 850 MHz, 900 MHz, 1,8 GHz a 1,9 GHz | Licencované (mobilní / PCS / PCN) |
| iBurst | 1,8, 1,9 a 2,1 GHz | Licencováno |
| Flash-OFDM | 450 a 870 MHz | Licencováno |
| Bluetooth / BLE | 2,4 GHz | Bez licence ISM |
| Nízká rychlost WPAN (802.15.4) | 868 MHz, 915 MHz, 2,4 GHz | Bez licence ISM |
| 802.11 | 2,4, 3,6, 4,9, 5,0, 5,2, 5,6, 5,8, 5,9 a 60 GHz[6] | Bez licence ISM |
| WiMax (802.16e) | 2,3, 2,5, 3,5, 3,7 a 5,8 GHz | Licencováno |
| Bezdrátové USB, UWB | 3,1 až 10,6 GHz | Bezlicenční ultraširokopásmové připojení |
| VEmesh * | 868 MHz, 915 MHz a 953 MHz | Bez licence ISM |
| EnOcean * | 868,3 MHz | Bez licence ISM |
Viz také
- Porovnání standardů mobilních telefonů
- Seznam šířek pásma zařízení
- Srovnávací tabulka systému OFDM
- Tabulka srovnání spektrální účinnosti
- NFC (Near Field Communication)
- RFID (vysokofrekvenční identifikace)
- CIR (spotřebitelské infračervené)
Reference
- ^ A b „LTE“. Web 3GPP. 2009. Citováno 20. srpna 2011.
- ^ A b C „WiMAX a standard IEEE 802.16m Air Interface Standard“ (PDF). Fórum WiMax. 4. dubna 2010. Citováno 2012-02-07.
- ^ A b C "Ericsson, Telstra Dosáhněte prvního pokrytí širokopásmovým mobilním rozsahem 200 km na světě ". www.physorg.com.
- ^ „IPWireless“. Archivovány od originál dne 01.01.2007. Citováno 2006-12-30.
- ^ „Poznámky k frekvenci vývojáře UMTS-TDD“. Archivovány od originál dne 2006-11-27. Citováno 2006-12-30.
- ^ IEEE 802.11, Seznam kanálů WLAN
externí odkazy
- Mobilní WiMAX - Část I: Technický přehled a hodnocení výkonu
- Mobilní WiMAX - část II: Srovnávací analýza
- Srovnání Bluetooth a IEEE 802.11
- WLAN Trainer při různých rychlostech
- Přehled standardů IEEE 802.11
Kategorie
Portál