Современные беспроводные устройства: плюсы и минусы, область применения, тенденции развития

Введение
21-й век — время беспроводных технологий, в каждой квартире и доме есть «умные» гаджеты, которыми можно управлять дистанционно, не прибегая к каким-либо усилиям. Тоже самое касается и Интернета, ведь каких-то 15–20 лет тому назад Wi-Fi и высокоскоростной беспроводной Интернет для нас казались чем-то научно-фантастическим и недоступным для обычного человека.
В 1999 году был представлен самый первый стандарт 802.11a и 802.11b. Первые роутеры стандарта 800.11b появились в продаже через год, их скорость составляла до 11 Мбит/с, а диапазон 2,4 ГГц. Они сразу же стали лидерами на рынке, так как их пропускная способность, скорость и стабильность были на достойном уровне. Стандарт 800.11a оказался менее популярным и остался в тени.
В 2005 году Wi-Fi начали использовать в цифровых камерах и игровых платформах. Этот год также год рождения и присвоения названия Wi-Fi, он был занесен в Оксфордский словарь и в словарь Вебстера. Тестирование и продажа нового стандарта 802.11n. Он обеспечивает высокую скорость до 600 Мбит / с в диапазонах 5 и 2,4 ГГц. В устройстве внедряется Wi-Fi Direct. Это позволяет им обмениваться данными между собой напрямую, без посредников в виде точек доступа и маршрутизаторов. Wi-Fi Alliance совершенствуется дальше. Технология Miracast Wi-Fi позволяет передавать видео высокой четкости между устройствами, которые непосредственно подключены друг к другу.
С тех пор прошло много времени, появились маршрутизаторы Wi-Fi, антенны Wi-Fi, внешние точки доступа, модемы и беспроводные IP-камеры. Люди начали активно покупать эти устройства, как для развлечения, так и для безопасности. Начали появляться известные бренды, которые когда-то занимали свою нишу.
Целью реферата является рассмотрение современных беспроводных устройств, оценить их преимущества и недостатки, а также ознакомиться с планами по усовершенствованию этих гаджетов.
Беспроводное будущее
С каждым годом устройства развиваются и удивляют нас всё сильнее, а в ближайшие пять лет производители обещают практически полностью изменить представление о беспроводных технологиях в мире. Так на улицах города можно будет спокойно встретить беспилотные автомобили, которые, по заверению конструкторов, станут максимально безопасными и обеспечат 100% комфорт при перевозке пассажиров.
Не стоит забыть и про полностью беспроводные зарядки, которые станут ещё удобнее, а датчики интернета вещей будут способны круглогодично работать в автономном режиме. Что касается роботов и виртуальных помощников, то их обещают усовершенствовать и повысить качество различия окружения и голосов, также вырастит точность геопозицинирования до 1 метра!
Рассмотрим десять самых перспективных технологий, которые полностью исключат необходимость использования проводов, занимая первое место в корпоративных и бытовых сетях [2].
Проводов будет еще меньше
Оценивая беспроводные технологии за прошедшие два десятилетия, становится ясно, что они полностью вытесняют с рынка традиционные средства связи и передачи информации. Разработчики обещают создание и внедрение новых беспроводных коммуникаций в ближайшие пять лет, которые займут свою нишу в таких областях, как робототехника, машиностроение и медицинское оборудование.
Беспроводные решения, которые уже существуют на рынке услуг, ежегодно совершенствуются и стараются максимально удовлетворить потребности разработок нового поколения. Конечно, везде есть исключения, отсюда следует, что некоторые новые перспективные технологические направления вынуждают разрабатывать принципиально необычные коммуникации со специфическими требованиями к таким параметрам, как мощность, энергия, программное обеспечение и автономность оборудования.
Компания Gartner провела собственное исследование ключевых тенденций и создала топ десяти беспроводных технологий будущего, которые обязаны поразить наше воображение в ближайшие годы.
1. Сети Wi-Fi
Всеми знаменитые сети Wi-Fi в ближайшие пять лет явно не сместятся с первого места среди высокопроизводительных сетей, которые активно используются в офисах. Но не только в обыденной роли можно будет наблюдать данную технологию, разработчики обещают внедрить сеть и в новые разработки, к примеру, в радиолокационных системах, где Wi-Fi будет выступать в качестве элемента двухфакторных систем аутентификации нового поколения [1].
Уже 2 года назад Wi-Fi Alliance сделала заявление о старте продаж новой версии стандарта – IEEE 802.11ax, который более известен по названию Wi-Fi 6

. Помимо стандартной поддержки устройств прошлого поколения, новый стандарт также будет работать с диапозоном 2,4 ГГц и 5 ГГц, но будет осуществлять поддержку и множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA). Всё это означает лишь то, что стандарт будет обеспечивать синхронную передачу данных не одному, а нескольким пользователям, при этом сохраняя усредненное значение скорости.
Отметим также то, что совместная работа таких технологий, как MU-MIMO и OFDMA обязана дать возможность поддержки практически восьми подключений, при этом обещая постоянную скорость порядка 11 Гб/с. Напомним, что в предыдущем поколении Wi-Fi 5 количество подобных подключений достигало значение четырех.
Что касается функции Target Wake Time, включенной в сам стандарт Wi-Fi 6, то она включает в себя возможность перехода в режим сна по расписанию, позволяя существенно экономить заряд батареи.
Когда на рынке технологий появится Wi-Fi 6, то плотность беспроводных сетей заметно повысится, улучшим при этом качество передаваемых данных и скорость передачи в общественных местах при рассылке большому количеству пользователей на ограниченных территориях: транспорт, офисы, гостиницы, стадионы. Внедрение технологии начинается с 2020 года [4].
2. Сотовые сети пятого поколения (5G)
Запуск сетей сотовой связи первого пятого поколения (5G) начался еще в 2018 году, однако первые коммерческие проекты в масштабах мегаполисов или целых стран начались лишь в 2019 году. В частности, в апреле 2019 Южная Корея запустила первую в мире три коммерческие сети мобильной связи 5G по всей стране. В Китае коммерческая эксплуатация сетей 5G началась в конце мая.
По мнению аналитиков Gartner, развертывание сетей 5G в глобальном масштабе займет пять-восемь лет. По прогнозу GSMA, в России сети 5G охватывать до 80% населения уже в 2025 году.
В некоторых случаях сотовые сети пятого поколения дополнять сети Wi-Fi как более дешевую альтернативу скоростной передачи данных с плотным скоплением пользователей - как крупные города, аэропорты и производственные предприятия. Сначала, хотя технология 5G только развивается, большинство операторов сосредоточится на предоставлении высокоскоростных услуг доступа в Интернет. Тем не менее, стандарт 5G имеет большой потенциал развития, и его последующие итерации станут основой для развития Интернета вещей и ряда других приложений, где минимальная задержка сигнала при обмене данными является критической.
3. Сеть "Автомобиль подключен ко всему"
С тех пор, как началась разработка и само внедрение автономных автомобилей, которые передвигаются без водителя, всё больше и больше требовались специальные протоколы беспроводной связи, которые могли бы полностью обеспечить высоконадежные и высокобезопасные коммуникации между автомобилями, а также машинами с дорожной инфраструктурой. Именно в этот момент на рынок вошел беспроводной стандарт «Транспортное средство ко всему» (V2X) - «Автомобиль (в более широком смысле« Транспорт ») подключен ко всему». Кроме таких стандартных и основных функций в виде обмена информацией и данными о состоянии, сами протоколы V2X включают в себя функцию обеспечения поддержки других параметров, среди которых следует отметить инструменты безопасности, навигацию и информационно-развлекательные услуги [2].
Среди самых первых стандартов семейства отмечается V2X был IEEE 802.11p, который был разработан ещё в 2012, он позволяет обмениваться данными между транспортными средствами (транспортные средства к транспортным средствам, V2V) и транспортными средствами и инфраструктурой (транспортные средства в инфраструктуру, V2I) с помощью беспроводной сети. Следующим шагом стал стандарт Cellular V2X (C-V2X), принятый Ассоциацией 3GPP в 2016 году, основанный на обмене данными через сотовые сети LTE / 4G. Эта версия рассматривается как вариант для естественной миграции стандарта к 5G сотовых сетей.
Учитывая мнение аналитиков, создание и наличие поддержки V2X в транспорте будет в последствии обязательным требованием для новых автомобилей, которые будут выпускаться с 2025 года