براي يک گيرنده راديويي، لغت "بيسيم" تقريباً قديمي به نظر ميرسد، اين در حالي است که در انتقال ويدئو، روش بيسيم کاملاً جديد محسوب ميشود. رد و بدل کردن عکسهاي ديجيتالي بدين روش و بدون استفاده از کابل و هرگونه سيم الکتريکي تقريباً متداول است و امروزه براي انتقال داده مابين دستگاههاي ارتباطي، از طريق فرکانس راديويي، امواج مايکروويو و مادون قرمز، عملاً به روشي جهاني مبدل شده است.
تابش الکترومغناطيسي
يک موج انرژي به نام موج راديوئيکه توسط يک فرستنده توليد ميشود، شکل پيچيدهاي از انرژي است که شامل هر دو زمينه مغناطيسي و الکتريکي ميشود. با ترکيب اين دو، موج راديويي نام ديگري نيز پيدا ميکند: تابش الکترومغناطيسي.
همواره از گونهاي تابش الکترومغناطيسي براي حمل دادههاي بيسيم استفاده ميشود، که در ميان آنها، امواج راديويي، امواج مايکروويو و مادونقرمز بيشترين کاربرد را دارند. هم اکنون بسياري از سيستمهاي انتقال ويدئو از راهدور، در کاربردهاي امنيتي، در موارد قطع سيستم، مجهز به برقراري ارتباط بيسيم از طريق امواج راديويي، مايکروويو و اتصال دهندههاي ماهوارهاي هستند. از اين ويژگي در سيستمها، به عنوان Redundancy (افزونه) يا پشتيبان بهره ميگيرند که قادراند در مواقعي که انتقال و ارتباط باسيم دچار اختلال ميشوند، وارد عمل شوند.
بلاياي طبيعي از قبيل طوفان، زلزله يا سيل، لزوم استفاده از اينگونه سيستمهاي پشتيبان را هنگام قطع ارتباطات زميني، نشان ميدهد. در مواقعي که مخابرههاي کابلي و شبکههاي سنتي تلفن، غير قابل دسترسي و راهاندازي هستند، ضرورت وجود قابليتهاي ارتباطات بيسيم بيش از پيش حس ميشود.
براي انتقال انرژي از نقطهاي به نقطهي ديگر، از امواج الکترومغناطيسي بهره گرفته ميشود. آنتن به عنوان منبعي براي اين امواج در نظر گرفته ميشود. آنتنها، اجزايي الکترونيکي هستند که براي ارسال يا دريافت امواج راديويي به شکلي ساده طراحي شدهاند. انرژي به وسيله آنتن فرستنده به فضا فرستاده شده و توسط آنتن گيرنده، دريافت ميشود. طراحي آنتنها بسيار اهميت دارد و آنهايي که کارايي بالايي دارند از ابعاد بسيار دقيقي برخوردارند. نکته قابلتوجه در مورد آنتنها اين است که هر دو نوع فرستنده و گيرنده داراي مکانيزم مشابهي هستند. اين ويژگي به عنوان ويژگي متقابل آنتنها شناخته ميشود.
آنتنها براي تمام شبکههاي پهن باند (پرسرعت) بيسيم، مورد نياز ميباشند. چهار نوع اصلي آنتنها براي سيستمهاي ذکر شده استفاده ميگردند: آنتنهاي سکتور يا مرکزي1، آنتنهاي با صفحه مسطح2، آنتنهاي بشقابي3 و آنتنهاي دو بانده4.
يک آنتن کامل از اجزاي زير تشکيل ميشود: يک ابزار کوپلينگ که وظيفه اتصال فرستنده به تغذيه را برعهده دارد، خط انتقال که حامل انرژي به آنتن است و خود آنتن که انرژي را به فضا منتقل ميکند.
عواملي که تعيين ميکنند چه نوعي از آنتن به کار رود، عبارتند از: فرکانس راه اندازي فرستنده، مقدار توان تابيده شده و جهت کلي سيستم گيرنده. اکثريت آنتنها در حقيقت کامل شده دو نوع اصلي هستند: هرتز و مارکوني.
آنتن هرتز در فرکانس راهاندازي، داراي ½ طول موج ميباشد و از زمين نيز عايق شده است. آنتن مارکوني نيز، ¼ طول موج، طول دارد و از يک طرف يا زمين شده است و يا به يک شبکه سيم که counterprise ناميده ميشود، متصل است.
امواج راديويي
امواج راديويي اطلاعات حاوي سيگنالهايي را که مشابه تلگراف از طريق قطع فرآيند انتقال در فواصل معين، مستقيماً روي موج کدگذاري شده است و يا اطلاعاتي که روي موج حامل سوار ميشود- اين فرآيند مدولاسيون گفته ميشود – را حمل ميکند.
با تغيير برخي از خصوصيات موج، مدولاسيون شکل ميگيرد، که اگر دامنه يا شدت تغيير داده شود، به آن مدولاسيون دامنه يا اي‌ام (AM) و اگر فرکانس موج تغيير کند، به آن مدولاسيون فرکانس يا اف‌ام(FM) ميگوييم.
انتقال از طريق امواج مادونقرمز
سيستمهاي ارتباطات داده مادون قرمز از اشعه مادون قرمز براي انتقال داده با پالسهاي نوري، بهره ميگيرند. اصطلاح پرتو افکني نيز براي اين نوع انتقال داده به کار ميرود. بدين صورت که ويدئو توسط فرستنده، روي يک پرتو مادون قرمز سوار شده و در يک رديف قرار ميگيرد تا به گيرنده که خروجي آن يک سيگنال ويدئويي ترکيبي است، برسد. شرايط آب و هوايي روي عملکرد پرتوهاي مادون قرمز، تاثير مي‌گذارد.
امواج مادون قرمز با طول موجي بين 750 تا يک ميليون نانومتر، در گستره طيف امواج الکترومغناطيسي بين امواج مايکروويو و نور مرئي قرار ميگيرد. اين امواج، توانايي ارسال سريع داده بين دو نقطه را دارند، اما قادر به حمل اطلاعات با خود، نيستند.
انتقال از طريق امواج مايکروويو
به طور عمده در خطوط مخابراتي طي فواصل کوتاه، مانند سيستمهاي تلفني سلولي، از امواج مايکروويو استفاده ميگردد. اين نوع از امواج الکترومغناطيسي، فرکانس بالايي دارند و با طول موج تقريبي يک ميليمتر تا يک متر، در گستره طيف امواج الکترومغناطيسي بين دسته امواج راديوئي و مادون قرمز قرار ميگيرند. مزيتي که خطوط مايکروويو نسبت به مادون قرمز دارد اين است که علاوه بر اينکه قادر است عمل انتقال داده را در فواصل دورتري نسبت به مادون قرمز انجام دهد، تحت تاثير شرايط آب و هوايي نيز قرار نمي‌گيرد.
انتقال به روش سلولي
به طور معمول، يک منطقه جغرافيايي که از طريق امواج مايکروويو با سيستمهاي سلولي پوشش داده ميشود، به زير مجموعههاي کوچکتري تقسيم ميگردد که سلول نام دارند. هر سلول داراي يک ايستگاه پايه مرکزي5 و دو سري فرکانسهاي انتقال تعيين شده است، که يکي از آنها براي ايستگاه پايه و ديگري براي تلفنهاي همراه استفاده ميشود. واژه سلولي از اين رو براي اين روش، انتخاب شده است. به جهت جلوگيري از تداخلهاي راديويي، فرکانسهاي هر سلول با فرکانسهاي سلولهاي همسايه متفاوت است. هنگامي که يک تلفن موبايل از يک سلول به سلول ديگر وارد ميشود، سيستمي تحت عنوان سيستم سوئيچينگ کامپيوتري، تماس را از يک ايستگاه و فرکانسهاي انتقال آن، به ايستگاه ديگر، منتقل ميکند.
سيستم مخابرات سلولي، يک فرستنده يا گيرنده سيار يا همان تلفن همراه را شامل ميشود که توسط امواج راديويي به نزديکترين ايستگاه متصل ميشود. ام‌تي‌اس‌او6 که مخفف اداره سوئيچينگ تلفن همراه است، وظيفه ارتباط تمام برجهاي سلولها7 و همچنين کنترل تمام ايستگاه پايهها يا سايت سلولها8 را برعهده دارد. بدين ترتيب ميان شبکه عمومي تلفن سوئيچ شده يا پي‌تي‌اس‌ان9و تمامي ايستگاههايي که مشتريان تلفن همراه را به شبکه استاندارد تلفن همراه متصل ميکنند، ارتباط برقرار ميشود.
با بهرهگيري از انتقال سلولي، هر تلفن همراه هنگام دريافت يک تماس، توسط دو شماره شناسايي منحصر به فرد، وارد شبکه سلولي ميشود: شماره تلفن همراهي که سرويس دهنده به مشتري اختصاص ميدهد و ام‌آي‌ان10 يا شماره شناسايي موبايل نام ميگيرد و ديگري شماره سريال الکترونيکي يا اي‌اس‌ان11 که يک عدد باينري 32 بيتي غيرقابل تغيير است.
نسل اول شبکه تلفن همراه، از قديميترين سامانههاي بيسيم است که ويژگي مشخصه آنها، آنالوگ بودنشان است. خدمات تلفن همراه پيشرفته(AMPS) که در آمريکا طراحي شده است، نمونهاي از اين سامانهها هستند که صدا را بر روي يک حامل، مانند سيگنالهاي راديوئي اف‌ام مدوله ميکنند.
با وجود آنکه، سامانهAMPS هنوز آمادگي سرويسدهي را داشت، خيلي زود فنآوري ديجيتال جاي آن را در شبکه تلفن همراه از آن خود کرد. از نمونههاي بارز و مرسوم اين نوع فنآوري ميتوان به سيستم دسترسي چندگانه تقسيم زماني يا تي‌دي‌ام‌اي12، سيستم دسترسي چندگانه تقسيم کدي يا سي‌دي‌ام‌اي13، سيستم مخابرات شخصي يا پي‌سي‌اس14 و GSM که استاندارد آن ابتدا در اروپا وضع شد و امروزه در همه جاي دنيا استفاده ميشود، اشاره کرد.
سيستم چندگانه تقسيم فرکانسي يا اف‌دي‌ام‌اي14 که بيشتر براي دادههاي آنالوگ به کار ميرود، با اينکه قابليت حمل دادههاي ديجيتال را دارد، روشي موثر براي انتقال ديجيتال به شمار نميرود. (آموزش دوربين مدار بسته)