Кіріспе
Физикалық сымдарды қолдануды қажет етпейтін ақпарат немесе қуат беру. Сымсыз байланыс (немесе жағдайға қарай, тек сымсыз) – электр өткізгіші, оптикалық талшық немесе басқа да үздіксіз басқарылатын ортаны пайдаланбастан екі немесе одан көп нүкте арасында ақпаратты (телекоммуникацияны) беру. Көбінесе сымсыз технологиялар радио толқындарын пайдаланады. Радио толқындары арқылы қашықтық қысқа – Bluetooth үшін бірнеше метрден бастап, миллиондаған шақырымға дейін – ғарыштық радиобайланысқа дейін болуы мүмкін. Ол тұрақты, жылжымалы және портативті түрлерге жататын әртүрлі қолданыстарды қамтиды, мысалы, екі бағытты радио, ұялы телефондар, жеке цифрлық ассистенттер (PDA) және сымсыз желілер. Радио сымсыз технологияның басқа мысалдары: GPS құрылғылары, гараж қақпаларын ашатын құрылғылар, сымсыз компьютерлік тышқан, пернетақталар мен гарнитуралар, құлақшалар, радио қабылдағыштар, спутниктік және эфирлік теледидар, сымсыз телефондар. Сымсыз байланысқа жетудің сирек кездесетін әдістеріне басқа электромагниттік құбылыстар, мысалы, жарық, магниттік немесе электр өрістері, немесе дыбыс қолданылуы мүмкін. «Сымсыз» термині байланыс тарихында екі рет қолданылды, бірақ мағынасы аздап өзгеше болды. Алғаш рет 1890 жылдар шамасында алғашқы радио тарату және қабылдау технологиясы үшін, мысалы, сымсыз телеграфияда қолданылды, содан кейін 1920 жылға қарай «радио» сөзі оны ығыстырды. Ұлыбританияда және ағылшын тілді елдерде портативті емес радио жиынтықтары 1960 жылдарға дейін «сымсыз жиынтықтар» деп аталатын. «Сымсыз» термині 1980 және 1990 жылдары қайта жаңғыртылды, негізінен сымдарсыз байланысатын цифрлық құрылғыларды – жоғарыдағы абзацта келтірілген мысалдарды – сымдар немесе кабельдерді қажет ететін құрылғылардан ажырату үшін. 2000 жылдары мобильді кеңжолақты, Wi-Fi және Bluetooth сияқты технологиялардың пайда болуына байланысты бұл терминнің негізгі мағынасы осы болды. Сымсыз операциялар сымдарды пайдалану арқылы іске асыру мүмкін емес немесе қиынға соққан мобильді және планетаралық байланыс сияқты қызметтерге мүмкіндік береді. Бұл термин телекоммуникация саласында телекоммуникациялық жүйелерді (мысалы, радио таратушылар мен қабылдағыштар, қашықтан басқару құралдары және т.б.) атау үшін қолданылады, олар ақпаратты беру үшін энергияның қандай да бір түрін (мысалы, радио толқындары мен дыбыстық энергияны) сымдарсыз пайдаланады. Ақпарат осылайша қысқа және ұзақ қашықтыққа беріледі.
Wireless communication (or just wireless, when the context allows) is the transfer of information (telecommunication) between two or more points without the use of an electrical conductor, optical fiber or other continuous guided medium for the transfer. The most common wireless technologies use radio waves. With radio waves, intended distances can be short, such as a few meters for Bluetooth or as far as millions of kilometers for deep space radio communications. It encompasses various types of fixed, mobile, and portable applications, including two way radios, cellular telephones, personal digital assistants (PDAs), and wireless networking. Other examples of applications of radio wireless technology include GPS units, garage door openers, wireless computer mouse, keyboards and headsets, headphones, radio receivers, satellite television, broadcast television and cordless telephones. Somewhat less common methods of achieving wireless communications involve other electromagnetic phenomena, such as light and magnetic or electric fields, or the use of sound. The term wireless has been used twice in communications history, with slightly different meanings. It was initially used from about 1890 for the first radio transmitting and receiving technology, as in wireless telegraphy, until the new word radio replaced it around 1920. Radio sets in the UK and the English speaking world that were not portable continued to be referred to as wireless sets into the 1960s. The term wireless was revived in the 1980s and 1990s mainly to distinguish digital devices that communicate without wires, such as the examples listed in the previous paragraph, from those that require wires or cables. This became its primary usage in the 2000s, due to the advent of technologies such as mobile broadband, Wi Fi, and Bluetooth. Wireless operations permit services, such as mobile and interplanetary communications, that are impossible or impractical to implement with the use of wires. The term is commonly used in the telecommunications industry to refer to telecommunications systems (e. g. radio transmitters and receivers, remote controls, etc.) that use some form of energy (e. g. radio waves and acoustic energy) to transfer information without the use of wires. Information is transferred in this manner over both short and long distances.
Фотофон
Алғашқы сымсыз телефондық әңгіме 1880 жылы Александр Грэм Белл мен Чарльз Самнер Тейнтер фотофонды – жарық сәулесі арқылы дыбыс жіберуге арналған телефонды ойлап тапқанда болды. Фотофон жұмыс істеу үшін күн сәулесінің болуын және хабар беруші мен қабылдағыш арасында тікелей көру мүмкіндігін қажет етті, бұл фотофонды нақты қолдануда пайдалану мүмкіндігін едәуір шектеді. Фотофонның қағидалары біраз жылдардан кейін әскери байланыста, ал кейін оптикалық талшық байланысында алғашқы қолданысын тапты.
Алғашқы сымсыз байланыс
19-ғасырдың соңында практикалық радио жүйелері пайда болғанға дейін телеграфия үшін электростатикалық және электромагниттік индукцияны қолдана отырып, су мен жер арқылы электр тоқтарын жіберуді қамтитын бірнеше сымсыз электрлік сигнализация схемалары зерттелді. Олардың ішінде Томас Эдисонның патенттелген индукциялық жүйесі бар, ол пойыз қозғалып тұрғанда телеграфтың рельстерге параллель жүргізілген телеграф сымдарымен байланысуына мүмкіндік берді, сондай-ақ Уильям Прейстің су көлемі арқылы хабарламалар жіберуге арналған индукциялық телеграф жүйесі және бірнеше қолданыстағы және ұсынылған телеграфия және дауыс жер арқылы тарату жүйелері болды. Эдисон жүйесі 1888 жылғы Ұлы қырауда қиын жағдайда қалған пойыздармен пайдаланылды, ал жер арқылы тарату жүйелері Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде шабуылдаушылардың орлары арасында шектеулі қолданыс тапты, бірақ бұл жүйелер ешқашан экономикалық тұрғыдан табысқа жете алмады.
Радио толқындары
1894 жылы Гульельмо Маркони радио толқындарын пайдалана отырып, сымсыз телеграф жүйесін әзірлеуді бастады. Радио толқындардың бар екендігі 1888 жылы Генрих Герцтің тәжірибелерімен дәлелденгенімен, олар сол кезде байланыс құралы ретінде тиімсіз деп есептелді, себебі олардың таралу қашықтығы шектеулі болған сияқты. Бірақ Маркони көп ұзамай, ешкім болжай алмаған қашықтықтарға сигналдарды жіберетін жүйе құрды (мұның бір себебі, сигналдар сол кезде белгісіз болған ионосферадан секіріп тарағандығы). Маркони мен Карл Фердинанд Браун сымсыз телеграфты дамытуға қосқан үлесі үшін 1909 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығымен марапатталды. Миллиметрлік толқынмен алғаш рет 1894-1896 жылдары Жағадиш Чандра Бос айналысты, ол тәжірибелерінде 60 ГГц-ға дейін жоғары жиілікке қол жеткізді. Ол сондай-ақ радио толқындарын анықтау үшін жартылай өткізгіштік құрылымдарды пайдалануды енгізді және 1901 жылы радио кристалдық детекторын патенттеді.
Электромагниттік спектр
АМ және FM радиолары мен басқа да электрондық құрылғылар электромагниттік спектрді пайдаланады. Коммуникация үшін қолжетімді радиожиіліктер жалпыға ортақ ресурс ретінде қарастырылады және Америка Федералдық байланыс комиссиясы, Ұлыбританиядағы Ofcom, халықаралық ITU R немесе Еуропалық ETSI сияқты ұйымдармен реттеледі. Олардың ережелері қандай жиілік диапазондарын қандай мақсатта және кім пайдаланатынын анықтайды. Мұндай бақылау болмаған жағдайда немесе электромагниттік спектрді жекешелендіру сияқты баламалы шаралар қабылданбаса, мысалы, әуе компанияларының жұмыс істеу үшін белгілі бір жиіліктері болмаса және әуесқой радиооператор ұшқыштың ұшақты қондыру мүмкіндігіне кедергі келтірсе, хаос туындауы мүмкін. Сымсыз байланыс 9 кГц-тен 300 ГГц-ке дейінгі спектрді қамтиды.
Ұялы телефондар
Сымсыз технологияның ең белгілі мысалы – ұялы телефон, немесе тікелей ұялы телефон, 2010 жылдың соңына қарай әлем бойынша 6,6 миллиардтан астам ұялы телефон абоненттері тіркелген. Бұл сымсыз телефондар сигнал беру мұнараларынан радио толқындарды пайдаланып, қолданушыларға әлемнің көптеген жерлерінен телефон соғуға мүмкіндік береді. Олар осы құрылғылардан радиосигналдарды тарату және қабылдауға қажетті жабдықтар орналасқан ұялы телефон желісінің қамту аймағында қолданылуы мүмкін.
Деректер байланысы
Сымсыз деректер байланысы үстел компьютерлері, ноутбуктер, планшеттер, ұялы телефондар және басқа да байланысты құрылғылар арасында сымсыз желі құруға мүмкіндік береді. Қол жетімді әртүрлі технологиялар жергілікті қолжетімділік, қамту аймағы және өнімділік жағынан ерекшеленеді. Кейбір жағдайларда пайдаланушылар бірнеше қосылым түрлерін қолданып, қосылымды басқару бағдарламалық қамтамасыз етуі немесе мобильді VPN арқылы оларды қауіпсіз, бірыңғай виртуалды желі ретінде басқару үшін ауысады. Қолдайтын технологиялар:
Wi-Fi – портативті есептеу құрылғыларын басқа құрылғылармен, сыртқы құрылғылармен және Интернетпен оңай байланысуға мүмкіндік беретін сымсыз жергілікті желі. IEEE 802.11 a, b, g, n, ac, ax стандарттарымен реттелген Wi-Fi желісінің деректерді жіберу жылдамдығы ескі сымды Ethernet стандарттарымен салыстыруға болады. Wi-Fi жеке үйлерде, кеңселерде және қоғамдық желілік нүктелерде қолжетімділіктің де-факто стандарты болып табылады. Кейбір компаниялар қызмет үшін клиенттерден ай сайын ақы алады, ал басқалары өз тауарларын сатуды арттыру мақсатында оны тегін ұсына бастады. Ұялы деректер қызметі ең жақын ұялы байланыс стансасынан 10-15 миль қашықтықта қамтуды қамтамасыз етеді. 2018 жылдан бастап ұсынылып келе жатқан келесі буын – 5G. Төмен қуатты кең аймақтық желілер (LPWAN) Wi-Fi және ұялы байланыс арасындағы алшақтықты толтырып, төмен жылдамдықты Интернет заттар (IoT) қолданбалары үшін қолданылады. Басқа сымсыз қосылымдар қолжетімді емес жерлерде, мысалы, ауылдық немесе шалғай аймақтарда ұялы спутниктік байланыс пайдаланылуы мүмкін. Сымсыз сенсорлық желілер деректерді жинау желілеріндегі шуды, кедергілерді және белсенділікті сезінуге жауапты. Бұл маңызды шамаларды анықтауға, деректерді бақылауға және жинауға, пайдаланушыларға нақты ақпаратты көрсетуге және шешім қабылдау функцияларын орындауға мүмкіндік береді.
Сымсыз деректер байланысы, әдеттегі кабельдердің мүмкіндігінен асып түсетін қашықтыққа байланыс құруға, желінің қалыпты жұмысынан уақытша тоқтау болған жағдайда қосымша байланыс жасауға, портативті немесе уақытша жұмыс станцияларын байланыстыруға, кабельдерді тарту қиын немесе экономикалық тұрғыдан тиімсіз жағдайларды шешуге, сондай-ақ ұялы пайдаланушылар мен желілерді қашықтан қосуға қолданылады.
Шекаралық құрылғылар
Компьютерлік перифериялық құрылғыларды сондай-ақ Wi-Fi желісінің бөлігі ретінде немесе тікелей оптикалық немесе радиожиілік (RF) перифериялық интерфейс арқылы сымсыз қосуға болады. Алғашқыда бұл құрылғылар компьютер мен пернетақта және тышқан арасында байланыс жасау үшін ірі, локальды трансиверлерді пайдаланды; бірақ, соңғы буын құрылғылары кішірек, жоғары өнімді құрылғыларды қолданады. Bluetooth немесе Wireless USB сияқты радиожиілік интерфейстері тиімді пайдаланудың кең ауқымын қамтамасыз етеді, әдетте 10 футқа дейін, бірақ қашықтық, физикалық кедергілер, басқа сигналдардың болуы және тіпті адам денесі сигнал сапасын нашарлатуы мүмкін. 2007 жылдың соңында Microsoft компаниясының кейбір 27 МГц модельдеріндегі шифрлаудың нашар қорғалғандығы анықталғанда, сымсыз пернетақталардың қауіпсіздігіне қатысты алаңдаушылықтар туды.
Энергияны беру
Сымсыз энергия беру – электр энергиясын қуат көзінен электр жүктемесіне, қуат көзін қосатын сымдарды пайдаланбастан жіберу процесі. Сымсыз энергия берудің екі негізгі әдісі бар. Энергияны алыс өріс әдістері арқылы – қуат сәулесі/лазерлер, радио немесе микротолқынды тарату арқылы, немесе жақын өріс арқылы – электромагниттік индукция қолданып жіберуге болады. Сымсыз энергия беру, сымсыз ақпарат таратумен біріктіріліп, Сымсыз қуатпен байланыс деп аталады. 2015 жылы Вашингтон университетінің ғалымдары Wi-Fi сигналдарын пайдаланып, алыс өріс энергиясын камераларды қуаттандыруға қолданды.
Медициналық технологиялар
Жаңа сымсыз технологиялар, мысалы, денеге жақын сымсыз желілер (MBAN), қан қысымын, жүрек соғуын, оттегі деңгейін және дене температурасын қадағалауға мүмкіндік береді. MBAN төмен қуатты сымсыз сигналдарды қабылдағыштарға жіберіп, олардың мәліметтерін медбикелер бекеттеріне немесе бақылау пункттеріне жеткізеді. Бұл технология сымды қосылымдардан туындайтын инфекцияға немесе үзілуге қасақана және қасақана емес тәуекелдерді азайтуға көмектеседі.