Simsiz tarmoqlarining rivojlanish bosqichlari

Simsiz sensorlar tarmog’i. Simsiz sensorlar tarmog’i (WSN) - bu jismoniy yoki atrof-muhit sharoitlarini kuzatish uchun datchiklardan foydalangan holda fazoviy taqsimlangan avtonom qurilmalardan tashkil topgan simsiz tarmoq. WSN tizimi simli ulanishni simli dunyoga va tarqatilgan tugunlarga qaytaradigan shlyuzni o’z ichiga oladi.
Siz tanlagan simsiz protokol sizning talablaringizga bog’liq. Mavjud standartlarning ba’zilari orasida IEEE 802.15.4 yoki IEEE 802.11 (Wi-Fi) standartlariga asoslangan 2,4 gigagertsli radioeshittirishlar yoki odatda 900 MGts bo’lgan xususiy radiolar mavjud.
WSN tugunining tarkibiy qismlari. WSN tugunida bir nechta texnik komponentlar mavjud. Bunga radio, akkumulyator, mikrokontroller, analog sxema va sensor interfeysi kiradi. WSN radiotexnologiyasidan foydalanishda siz muhim kelishuvlarni amalga oshirishingiz kerak. Batareya bilan ishlaydigan tizimlarda radio ma’lumotlarining yuqori tezligi va radiodan tez-tez foydalanish ko’proq quvvat sarf qiladi. Ko’pincha batareyaning ishlash muddati uch yilga to’g’ri keladi, shuning uchun bugungi kunda WSN tizimlarining aksariyati kam quvvat sarfi tufayli ZigBee-ga asoslangan. Batareya quvvati va quvvatni boshqarish texnologiyasi doimiy ravishda rivojlanib borishi va IEEE 802.11 tarmoqli kengligi tufayli Wi-Fi - bu qiziqarli texnologiya. WSN tizimlari uchun ikkinchi texnologiya - bu batareyadir. Uzoq umr talablaridan tashqari siz batareyalarning o’lchamlari va vaznini, shuningdek batareyalarni etkazib berish bo’yicha xalqaro standartlarni va batareyaning mavjudligini hisobga olishingiz kerak. Uglerod-sink va gidroksidi batareyalarning arzonligi va keng mavjudligi ularni umumiy tanlovga aylantiradi.
Batareyaning ishlash muddatini uzaytirish uchun WSN tuguni vaqti-vaqti bilan uyg’onadi va radio energiyasini yoqish orqali ma’lumotlarni uzatadi, so’ngra energiyani tejash uchun o’chirib qo’yadi. WSN radiotexnologiyasi signalni samarali uzatishi va tizimga minimal quvvat sarf qilish bilan yana uyquga ketishiga imkon berishi kerak. Bu shuni anglatadiki, protsessor uyg’otishi, yoqishi va uxlash rejimiga samarali qaytishi kerak.
WSN-lar uchun mikroprotsessor tendentsiyalari protsessor tezligini saqlab yoki oshirishda quvvat sarfini kamaytirishni o’z ichiga oladi. Sizning radio tanlovingiz singari, WSN-lar uchun protsessorni tanlashda energiya sarfi va qayta ishlash tezligining o’zgarishi asosiy muammo hisoblanadi. Bu x86 arxitekturasini batareyali qurilmalar uchun qiyin variantga aylantiradi.
WSN tarmoq topologiyalar.i WSN tugunlari odatda uch turdagi tarmoq topologiyalaridan birida tashkil etiladi. Yulduzli topologiyada har bir tugun to’g’ridan-to’g’ri shlyuzga ulanadi. Klaster daraxtlari tarmog’ida har bir tugun daraxtning yuqorisidagi tugunga, so’ngra shlyuzga ulanadi va ma’lumotlar daraxtning eng past tugunidan shlyuzga yo’naltiriladi.Va nihoyat, yuqori darajadagi ishonchlilikni ta’minlash uchun tarmoq tarmoqlari tizimdagi bir nechta tugunlarga ulanadigan va mavjud bo’lgan eng ishonchli yo’l orqali ma’lumotlarni uzatadigan tugunlarga ega. Ushbu tarmoq aloqasi ko’pincha yo’riqnoma deb nomlanadi.

2. Tarmoq avlodlari xususiyatlari va avfzalliklari

   
   

Mobil aloqa davri 1980-yillarning boshida boshlangan va o’shandan beri mobil aloqa so’nggi bir necha o’n yilliklarda juda katta o’sishni boshdan kechirdi. Uyali aloqa tarmoqlari 1G dan 5G ga va undan keyin ham rivojlandi. Barcha uyali aloqa tarmoqlari tayanch stansiyalar, foydalanuvchi uskunalari (telefonlari) va asosiy tarmoqlardan iborat. 1G dan 6G gacha bo’lgan evolyutsiya 1.2-rasmda umumlashtirilgan.

1G mobil tarmoqlari 1980-yillarning boshida joriy qilingan va faqat ovozli xizmatlar uchun analog signallardan foydalangan. 1G tizimlari Frequency Division Multiple Access (FDMA) dan foydalangan va 2,4 kbps gacha ma’lumot uzatish tezligini taklif qilgan. Ular yuqori shovqin tufayli ovoz sifati past edi. 1G tizimlariga dvanced Mobile Phone Systems (AMPS), Total Access Communication System (TACS) va Nordic Communication System (NMTS) k iradi.
1.2-rasm. Mobil aloqaning 1G dan 5G ga evolyutsiyasi
2G. Ikkinchi avlod (2G) mobil tarmoqlari 1990-yillarning boshida taqdim etilgan va odatda 1G tarmoqlarining raqamli versiyalari hisoblangan. Ovozli xizmatlar bilan bir qatorda ular qisqa xabarlar xizmati (SMS) va asosiy elektron pochta xizmatlariga ruxsat berishdi. Ushbu tizimlar Code Division Multiple Access (CDMA) va Time Division Multiple Access (TDMA) dan foydalangan va 14,4 kbps dan 64 kbps gacha ma’lumot uzatish tezligini taklif qilgan. 2G tizimlariga Global Mobil aloqa tizimi (GSM) va IS-95 CDMA kiradi. 2G tarmoqlari cheklangan mobillik va apparat imkoniyatlariga ega.
2,5G va 2,75G. 2G texnologiyasi yanada yaxshi ma’lumotlar tezligi va xizmatlarini taqdim etish uchun doimiy ravishda takomillashtirildi va shu tariqa 384 kbps gacha bo’lgan ma’lumotlar uzatish tezligi bilan 2,5G tarmoqlari joriy etildi. 2.5G tizimlariga General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data GSM Evolution (EDGE) va CDMA2000 kiradi.
3G mobil tarmoqlari 2000-yillarning boshida joriy qilingan va GSM va CDMA-ga asoslangan edi. Ushbu tizimlar ovozli, multimedia xabarlarini qo’llab-quvvatlash (MMS) va SMS xizmatlari bilan birga mobil telefonlarda veb-sahifalarni ko’rishni taklif qildi. 3G tizimlariga Universal Mobile Telecommunication Systems (UMTS) va WCDMA kiradi. Smartfonlar 2000-yillarning o’rtalarida mashhur bo’ldi. 3G tarmoqlari 384 Kbit / s gacha ma’lumot uzatish tezligini ta’minladi, ammo ular katta tarmoqli kengligi va murakkab infratuzilmani talab qildi.
3,5 G. Yuqori tezlikdagi ma’lumotlarga bo’lgan doimiy talab tufayli, ma’lumotlar tezligini oshirish uchun 3G tarmoqlarida yuqori tezlikdagi pastga ulanish paketli kirish (HSDPA), yuqori tezlikda ulanish paketli kirish (HSUPA) va yuqori tezlikda paketli kirish (HSPA+) joriy etildi. Ushbu turdagi tarmoqlar 3,5G tarmoqlari deb atalgan va ular 2 Mbit / s gacha ma’lumot uzatish tezligini ta’minlagan. 3.5G yuqori ma’lumotlar tezligini ta’minlagan bo’lsa-da, amalga oshirish va uskunalar qimmatga tushdi va 2G bilan muvofiqligi juda qiyin edi.
4G mobil tarmoqlari 2010-yillarning boshida joriy qilingan. 4G tarmoqlari 100 Mbit / s gacha ma’lumot uzatish tezligini taklif qiladi va xizmat ko’rsatish sifati ( QoS ) bilan ko’proq ma’lumot trafigini boshqarishi mumkin . 4G tarmoqlariga video konferentsiya, onlayn o’yinlar va mobil televidenie kabi ilovalar kiradi. 4G tizimlariga mikroto’lqinli kirish uchun butun dunyo bo’ylab o’zaro hamkorlik ( WiMAX ), Long Term Evolution (LTE) va LTE-Advanced (LTE-A) kiradi va u eski avlod tarmoqlari bilan mos muvofiqlikka ega [ 9 ]. 4G chastota diapazonlari ancha qimmat va 4G tarmoqlarini boshqarish uchun yuqori darajadagi 4G yoqilgan uyali telefonlar talab qilinadi.

• 
  
  Ma’lumot uzatish tezligi: 4G tarmog’i 100 Mbit / s gacha ma’lumot uzatish tezligini ta’minlaydi , bu 3G tarmoqlaridan deyarli yuz baravar yaxshiroq.
  
• 
  
  Kechikish: 4G tarmog’i 3G tarmoqlari tomonidan taqdim etilgan 10 ms kechikish bilan solishtirganda 1 ms gacha kechikishni ta’minlaydi.
  
• 
  
  Foydalanuvchi tajribasi: 4G kengaytirilgan reallik, virtual haqiqat va sun’iy intellektni yaxshilaydi.
  
• 
  
  Spektral samaradorlik: 4G 3G tarmoqlariga nisbatan o’n barobar ko’proq spektr va tarmoq samaradorligini ta’minlaydi.
  
• 
  
  Energiya samaradorligi: 4G tarmoqlari 3G tarmoqlariga nisbatan tarmoq energiyasidan 90% samarali foydalanishni ta’minlaydi.
  

• 
  
  Qoplama: Yuqori chastotali to’lqin qisqaroq to’lqin uzunligiga ega; shuning uchun u uzoqroq masofaga sayohat qila olmaydi. Ushbu muammo tufayli har bir foydalanuvchiga ishonchli ulanishni ta’minlash uchun kichikroq hududda ko’proq tayanch stantsiyalar bo’lishi kerak. Qo’shimcha tayanch stantsiya umumiy tarmoqning narxini va murakkabligini oshiradi.
  
• 
  
  Narxi: 4G faqat 3G tarmog’iga qo’shimcha qatlam qo’shishdan iborat emasligi sababli, tizimni asosiy darajadan qurish narxi juda katta.
  

1.1-jadvalda 4G, 5G va 6G tarmoqlarining xususiyatlarini taqqoslash ko’rsatilgan.

1.1-jadval
6G tarmoqlarining xususiyatlari.