无线传输介质类型

当我们提到耳机时，有我们通过物理连接到手机的有线耳机，也有我们通过蓝牙连接的无线蓝牙耳机。蓝牙传输是无线传输介质最简单、最突出的例子之一。

无线数据传输也称为“无引导传输”或“无界传输”，因为它没有物理边界。当我们打开手机上的蓝牙并连接耳机时，我们的手机和设备会使用超高频无线电波进行通信——这是无线传输介质的一种。

本教程将详细介绍三种主要的无线传输介质，并结合我们身边的例子进行说明。

1. 红外传输

IR 或红外辐射是电磁辐射的一部分。这些射线具有比可见光更大的波长，因此人眼无法看到。我们看不到红外线，但能以热量的形式感受到这些射线。频率范围：300 GHz 至 400 THz。

当我们看着火焰时，我们可以感受到它的热量并看到它，因为它会发出可见光和红外能量。人体也会以红外线的形式散发热量。夜视仪和红外相机等仪器可以捕捉红外线。

太阳是最大的红外辐射源。因此，它会干扰红外通信。关于红外线的一个非常重要的点是这些射线无法穿透墙壁。因此，红外线的应用都局限在封闭的空间内。

那么，数据是如何通过这种红外线传输的呢？

让我们申请红外数据传输，看看它是如何进行的。最常用的应用是“电视遥控器”。当我们按下遥控器上的按钮时，它是如何改变电视的频道的？

电视遥控器中嵌入了红外发光二极管，电视中安装了红外探测器。该探测器将来自遥控器的红外光信号转换为电信号。因此，遥控器充当发射器，电视充当接收器。

电视遥控器上的所有按钮都连接到一个微处理器，该微处理器会为每个按下的按钮生成唯一的二进制代码。所有这些代码的长度都相同。LED 会根据按下按钮生成的模式闪烁。

电视上的探测器会预先编程来解释二进制代码并执行请求的操作。这些二进制代码因公司和设备而异，这就是为什么我们不能用不属于它的遥控器控制电视。然而，万能遥控器内置了所有代码，因此可以控制任何电视。

如果您的遥控器和电视之间有物体，探测器可能无法接收到红外线，因为这些射线无法穿透物体。新技术导致了遥控器的各种变化，例如使用无线电波代替红外线、移动应用程序、语音控制等。

红外传输的其他应用

1. 笔记本电脑到打印机
2. 开发高速局域网
3. 无线麦克风、耳机
4. 激光通信
5. 调制解调器、机器人控制系统等。

红外通信的优点

1. 大带宽
2. 实现简单且成本低廉
3. 短距离通信的最佳介质
4. 安全传输
5. 截获和干扰的风险较低
6. 功耗高效

红外通信的缺点

1. 由于其视线传播特性，发射器需要与接收器对齐才能传输数据。
2. 仅支持短距离通信。
3. 它无法穿透墙壁、木材和其他不透明物体等障碍物。
4. 某些接收器可能会响应其他发射器，从而破坏安全策略。
5. 由于阳光和其他大型红外源，干扰率很高。

2. 无线电波

与红外辐射一样，无线电波也是电磁辐射的一部分。这些波在频谱中具有最长的波长，从 1 毫米到 100 公里。名称本身就包含“Radio”。收音机是使用无线电波进行通信的数千种无线技术之一。

收音机是无线电波通信最简单的例子。其他例子包括雷达、卫星通信、蓝牙耳机、电视广播、GPS 信号等。频率范围：300GHz 至 3kHz。

与红外通信一样，将有无线电波发射器和接收器。如今，所有收音机都使用连续正弦波传输信息，因为地球上几乎每个人都在以某种形式使用这些波。信息可以是音频、视频、声音和文本数据。假设一个人正在使用收音机，它会传输正弦波，如果另一个人使用电视，它也会广播正弦波。这些信号是如何分离和识别的？每个无线电信号的正弦波都有不同的频率。

无线电台是带有发射器或接收器的一套设备。

这是流程

发射器（发送方）

任何形式的信息都被编码成正弦波，并通过天线辐射到空气中进行传输。

接收器（目的地）

接收方天线捕获无线电波，并从正弦波中解码信息。

为了传输无线电信号，发射器端需要一个发射天线，接收器端需要一个接收天线。

这里有一个概念需要理解

1. 波的频率与波长成反比，天线的长度与波的波长成正比。

让我们以声波为例。人耳能感知到的频率范围是 20Hz 到 20kHz。如果我们尝试以与声波相同的频率传输无线电波，所需天线的长度将是数公里。这是不可行的。

这就是调制概念的由来。

我们需要天线高度低，这意味着我们需要高频的无线电波。因此，会选择一个高频信号，并改变其特性（幅度或频率、相位或脉冲）来存储信息。

调制过程完成后，我们将获得一个高频波，其中所有数据都已编码。该波被传输到接收无线电台，然后进行解调以提取混合数据。

根据无线电波所经历的调制类型，有 FM 收音机、AM 收音机和 PM 收音机。

以下是调频的例子

第一个波是发射器想要发送的消息。下一个波是一个没有数据的新高频信号。现在，载波信号的频率会根据要承载的报文信号中的数据（如摩尔斯电码）进行修改。接收方会解调这些数据以恢复消息。

优点

1. 无线电波是长距离通信的最佳选择。
2. 这些波也可以穿透障碍物。
3. 这些波是全向的，意味着它们可以在所有方向上传输。
4. 成本低。

缺点

1. 由于距离远，安全性不高。
2. 与其他无线电信号的干扰。
3. 在恶劣天气条件下效果不佳。

3. 微波

这些波也是电磁辐射的一部分。微表示这些波的波长很短，从 1 米到 1 毫米。它们是高频波——> 频率范围：300MHz 至 300GHz。这些波介于无线电波和红外波之间。

这些波用于点对点通信，因为它们只沿一个方向传输数据。它们可以传输各种数据，从音频到视频。这些波还可以传输热能。

只有在发射和接收天线正确对齐的情况下才能进行微波通信——即视线传播。

应用

1. 微波炉烹饪食物、爆米花机。
2. 电视广播
3. 捕捉车辆速度
4. 手机信道到手机
5. 雷达、卫星通信

优点

1. 传输速度非常快
2. 由于高频，我们可以减小天线尺寸
3. 功耗较低
4. 支持更大的带宽
5. 可以轻松穿过电离层。

缺点

1. 昂贵
2. 在恶劣天气条件下效果不佳。
3. 占用空间较大。
4. 干扰
5. 有害辐射。