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短距離無線通信技術是什么意思

2010年03月12日 15:36 m.xsypw.cn 作者:佚名 用戶評論(0

短距離無線通信技術是什么意思

隨著Internet的飛速發展,從WAN到MAN,再到LAN,PAN,這些技術已逐漸成熟。目前,各類網絡中最具增長潛力的是無線網絡,許多機構會選擇采用無線局域網(WLAN)來拓展他們的現有網絡,獲得在機構區域內部移動接入網絡的能力。

??? 怎樣不通過電纜,擺脫物理連接上的限制,使設備互聯起來呢?為了找到這個問題的答案,十多年來,人們不斷探索,形成了當今令人眼花繚亂的無線通信協議和產品。其中,最流行的關于短距離無線數據通信的3個標準是藍牙(Bluetooth),802.11(Wi-Fi)和IrDA。

??? 1? 藍牙

??? 1.1藍牙簡介

??? 愛立信在1994年開始研究一種能使手機與其附件(如耳機)之間互相通信的無線模塊,4年后,愛立信、諾基亞、IBM等公司共同推出了藍牙技術,主要用于通信和信息設備的無線連接。

??? 藍牙工作頻率為2.4GHz,有效范圍大約在10m半徑內。在此范圍內,采用藍牙技術的多臺設備,如手機、微機、激光打印機等能夠無線互聯,以約1 Mb/s的速率相互傳遞數據,并能方便地接入互聯網。隨著藍牙芯片價格和耗電量的不斷降低,藍牙已成為許多高端PDA和手機的必備功能。

??? 1.2藍牙技術的應用及市場展望

??? 作為一種電纜替代技術,藍牙具有低成本高速率的特點,他可把內嵌有藍牙芯片的計算機、手機和多種便攜通信終端互聯起來,為其提供語音和數字接入服務,實現信息的自動交換和處理,并且藍牙的使用和維護成本據稱要低于其他任何一種無線技術。目前藍牙技術開發重點是多點連接,即一臺設備同時與多臺(最多7臺)其他設備互聯。今后,市場上不同廠商的藍牙產品將能夠相互聯通。

??? 藍牙技術的應用主要有以下3類:

??? (1)語音/數據接入是指將一臺計算機通過安全的無線鏈路連接到通信設備上,完成與廣域網的聯接。

??? (2)外圍設備互連是指將各種設備通過藍牙鏈路連接到主機上。

??? (3)個人局域網(PAN)如圖1所示,主要用于個人網絡與信息的共享與交換。

??? 藍牙產品涉及PC、筆記本電腦、移動電話等信息設備和A/V設備、汽車電子、家用電器和工業設備領域。藍牙的支持者們預言說,一旦支持藍牙的芯片變得非常便宜,藍牙將置身于幾乎所有產品之中,從微波爐一直到衣服上的紐扣。

??? 藍牙在個人局域網中獲得了很大的成功,應用包括無繩電話,PDA與計算機的互聯,筆記本電腦與手機的互聯,以及無線RS232RS485接口等。

??? 采用藍牙技術的設備使用方便,可自由移動。與無線局域網相比,藍牙無線系統更小、更輕薄,成本及功耗更低,信號的抗干擾能力強。

??? IBM、索尼和東芝等公司已經推出同時支持藍牙和802.11b的筆記本電腦。微軟也表示,一旦支持藍牙的外圍設備開始問世,出現了足夠多的設備驅動程序,他將在WindowsXP中增加對藍牙的支持。韓國和***的許多公司也利用其在手機、電腦開發制造上的優勢,積極介入藍牙技術的研發,并不斷有產品推出。可以預料,藍牙技術將和PC、移動電話、數碼相機一樣迅速流行。

短距離無線通信技術是什么意思

??? 2? 802.11(Wi-Fi)

??? Wi-Fi(WirelessFidelity,無線高保真)也是一種無線通信協議,正式名稱是IEEE802.11b,與藍牙一樣,同屬于短距離無線通信技術.Wi-Fi速率最高可達11Mb/s。雖然在數據安全性方面比藍牙技術要差一些,但在電波的覆蓋范圍方面卻略勝一籌,可達100m左右,不用說家庭、辦公室,就是小一點的整棟大樓也可使用。

??? 最初的IEEE802.11規范是在1997年提出的,稱為802.11b,主要目的是提供WLAN接入,也是目前WLAN的主要技術標準,他的工作頻率也是2.4GHZ,與無繩電話、藍牙等許多不需頻率使用許可證的無線設備共享同一頻段。起先,Wi-Fi元件昂貴,兼容性不好,安全性也不能令人滿意。隨著時間推移,這些問題逐步得到解決,且隨著Wi-Fi協議新版本,如802.11a和802.11g的先后推出,Wi-Fi的應用將越來越廣泛。

??? 802.11a標準還沒有被工業界廣泛接受。他工作在5GHz頻率范圍,傳輸速率54Mb/s,使用正交頻分多路復用(OrthogonalFrequency DivisionMultiplexing,OFDM)調制技術,比802.11b采用的補碼鍵控(Complementary Code Keying,CCK)調制方案快,但他不向后兼容802.11b。

??? Wi-Fi是以太網的一種無線擴展,理論上只要用戶位于一個接入點四周的一定區域內,就能以最高約11Mb/s的速度接入Web。但實際上,如果有多個用戶同時通過一個點接入,帶寬被多個用戶分享,Wi-Fi的連接速度一般將只有幾百kb/s的信號不受墻壁阻隔,但在建筑物內的有效傳輸距離小于戶外。

??? Wi-Fi技術的最具誘惑力的方面在于將Wi-Fi與基于XML或Java的Web服務融合起來之后,可以大幅度減少企業的IT成本。例如,許多企業選擇在每一層樓或每一個部門配備802.11b的接入點,而不是采用電纜線把整幢建筑物連接起來。這樣一來,可以節省大量鋪設電纜所需花費的資金。

??? WLAN未來最具潛力的應用將主要在SOHO(SmallOfficeHomeOffice,在家辦公)、家庭無線網絡以及不便安裝電纜的建筑物或場所。目前這一技術的用戶主要來自機場、酒店、商場等公共熱點場所。

??? 微軟推出的桌面操作系統WindowsXP和嵌入式操作系統WindowsCE,都包含了對Wi-Fi的支持。其中,WindowsCE同時還包含對Wi-Fi的競爭對手藍牙等其他無線通信技術的支持。

??? 由于投資802.11b的費用降低,許多廠商介入這一領域。Intel推出了集成WLAN技術的筆記本電腦芯片組,不用外接無線網卡,就可實現無線上網。國內的聯想、清華同方、方正等公司都推出無線網卡等無線網絡解決方案。

??? 一些廠商為了爭奪市場,推出同時支持802.11a,802.11b和802.11g的芯片,這種芯片可以在2.4GHz和5.2GHz的波段以54 Mb/s的速率傳輸數據。至少已經有一家公司發布了同時支持Wi-Fi和藍牙的芯片。摩托羅拉、諾基亞和韓國三星公司等廠商,計劃在他們的手機產品中加入Wi-Fi功能。

??? 更多新的Wi-Fi標準正在制定之中。速度更快的802.11g使用與802.11b相同的正交頻分多路復用調制技術。他工作在2.4GHz頻段,速率達54Mb/s。比目前通用的802.11b快了5倍。802.11g標準本質上擴展了802.11b在2.4GHz頻段的性能,通過使用OFDM技術,獲得了54 Mb/s的高速,并且完全向后08兼容802.11b,他將最終取代802.11a。802.11g雖然還在草稿階段,但是根據最近國際消費電子產品的發展趨勢判斷,802.11g將有可能被大多數無線網絡產品制造商選擇作為產品標準。

??? 3? IrDA

??? 紅外線數據協會IrDA(InfraredDataAssociation)成立于1993年,是致力于建立紅外線無線連接的非營利組織。起初,采用IrDA標準的無線設備僅能在1m范圍內以115.2kb/s速率傳輸數據,很快發展到4 Mb/s的速率,后來,速率又達到16 Mb/s。

??? IrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術,他也許是第一個實現無線個人局域網(PersonalAreaNetwork,PAN)的技術。目前他的軟硬件技術都很成熟,在小型移動設備,如PDA、手機上廣泛使用。事實上,當今每一個出廠的PDA及許多手機、筆記本電腦、打印機等產品都支持IrDA。

??? IrDA的主要優點是無需申請頻率的使用權,因而紅外通信成本低廉。他還具有移動通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用的特點。由于數據傳輸率較高,適于傳輸大容量的文件和多媒體數據。此外,紅外線發射角度較小,傳輸上安全性高。

??? IrDA的不足在于他是一種視距傳輸,2個相互通信的設備之間必須對準,中間不能被其他物體阻隔,因而該技術只能用于2臺(非多臺)設備之間的連接。而藍牙就沒有此限制,且不受墻壁的阻隔。IrDA目前的研究方向是如何解決視距傳輸問題及提高數據傳輸率。

??? 表1? 列出了以上3種短距離無線通信協議特性的比較。

短距離無線通信技術是什么意思

??? 4? UWB

??? 超寬帶技術UWB(UltraWideband)是另一個新發展起來的無線通信技術。UWB通過基帶脈沖作用于天線的方式發送數據。窄脈沖(小于1ns)產生極大帶寬的信號。脈沖采用脈位調制(PulsePositionModulation,PPM)或二進制移相鍵控(BPSK)調制。UWB被允許在3.1~10.6 GHz的波段內工作。他主要應用在小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達和圖像系統中。除此之外,這種新技術適用于對速率要求非常高(大于100 Mb/s)的LANs或PANs。

??? 軍事部門已對UWB進行了多年研究,開發出了分辨率極高的雷達。直到2002年2月14日,美國FCC(聯邦通信委員會)才準許該技術進入民用領域。所以對于商業和消費領域,UWB還是新鮮事物。但據報道,一些公司已開發出UWB收發器,用于制造能夠看穿墻壁、地面的雷達和圖像裝置,這種裝置可以用來檢查道路、橋梁及其他混凝土和瀝青結構建筑中的缺陷,可用于地下管線、電纜和建筑結構的定位。另外,在消防、救援、治安防范及醫療、醫學圖像處理中都大有用武之地。

??? UWB的一個非常有前途的應用是汽車防撞系統。戴姆勒克萊斯勒公司已經試制出用于自動剎車系統的雷達。在不久的將來,這種防撞雷達將成為高級汽車的一個選件。

??? UWB最具特色的應用將是視頻消費娛樂方面的無線個人局域網(PANs)。考察現有的無線通信方式,802.11b和藍牙的速率太慢,不適合傳輸視頻數據;54Mb/s速率的802.11a標準可以處理視頻數據,但費用昂貴。而UWB有可能在10m范圍內,支持高達110Mb/s的數據傳輸率,不需要壓縮數據,可以快速、簡單、經濟地完成視頻數據處理。

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( 發表人:彭菁 )

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