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無線局域網(wǎng)技術概述(上)

2019-11-04 20:18:57
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供稿:網(wǎng)友

    無線局域網(wǎng)技術是新世紀無線通信領域最有發(fā)展前景的技術之一。目前,WLAN技術已經(jīng)日漸成熟,應用日趨廣泛。據(jù)猜測,中國無線產(chǎn)品市場的總市值,將從2001年的5億人民幣增長到2005年的50億人民幣,國內(nèi)無線局域網(wǎng)市場將有十分廣闊的發(fā)展空間。國內(nèi)多家運營實體已紛紛看好無線局域網(wǎng)的市場機會,希望以此為契機躋身無線互聯(lián)服務市場。在WLAN迅猛發(fā)展的同時,WLAN的標準之爭也成為眾多廠商和運營實體非常關注的一個話題,究竟WLAN最終會采取哪種技術作為主流標準直接影響到企業(yè)今后的決策走向,筆者針對目前業(yè)界最為關心的容量,兼容性,應用前景等方面出發(fā),對各個WLAN標準進行逐一分析比較,并對仍然處于“戰(zhàn)國時代”的WLAN標準進行評估與猜測。

    在眾多的標準中,人們知道最多的是IEEE(美國電子電氣工程師協(xié)會)802.11系列,此外制定WLAN標準的組織還有ETSI(歐洲電信標準化組織)和HomeRF工作組,ETSI提出的標準有HiperLan和HiperLan2,HomeRF工作組的兩個標準是HomeRF和HomeRF2。在這三家組織所制定的標準中,IEEE的802.11標準系列由于它的以太網(wǎng)標準802.3在業(yè)界的影響力使得在業(yè)界一直得到最廣泛的支持,尤其在數(shù)據(jù)業(yè)務上,ETSI是一個歐洲組織,因此一直得到歐洲政府的支持,很多運營商也都很尊重它的GSM和UMTS蜂窩電話標準,它在制定WLAN標準的時候更加關注語音業(yè)務。HomeRF作為一種為家庭網(wǎng)絡專門設計的標準在業(yè)界也有一定的影響力。下面就這幾個組織的標準逐一進行介紹。

    IEEE的802.11標準系列

    IEEE的802.11標準由很多子集構成,它具體定義了WLAN中從物理層到MAC層(媒體訪問控制)的通信協(xié)議,在業(yè)界有廣泛的影響,該系列中的802.11b,802.11a和802.11g都已經(jīng)嶄露頭角,尤其是802.11b,它的產(chǎn)品普及率最高,在眾多的標準中處于先導地位。

    ·Wi-Fi(IEEE802.11b)

    IEEE802.11b,也叫Wi-Fi(WirelessFidelity),是建立在直接序列擴頻(DSSS,DirectSequence SPRead Spectrum)的加強版本CCK(補充編碼鍵控)基礎上的,它是當前應用最為廣泛的WLAN標準,采用波段是2.4GHz。

    容量:802.11b的理論容量是11Mbps,這一速率經(jīng)常被一些投資商引用,但是該容量帶有一定的誤導性,它指的是整個物理層的容量,其中的大部分都被用于協(xié)議本身,真正用于數(shù)據(jù)的容量并沒有那么多,所以802.11b實際最大數(shù)據(jù)速率是6Mbps,在誤碼嚴重的時候數(shù)據(jù)速率會迅速回落,50%的誤碼率就會導致整個數(shù)據(jù)速率減少2/3,降為2Mbps。所以為了防止干擾,802.11b只有通過犧牲速率換取低的誤碼率,使它很難突破數(shù)據(jù)速率上的瓶頸。

    兼容性:802.11b與老式DSSS系統(tǒng)后向兼容,但與基于FHSS的802.11網(wǎng)絡不兼容。

    應用前景:由于技術和成本的控制問題,目前802.11b協(xié)議已經(jīng)成為無線局域網(wǎng)普及的主體標準,符合此協(xié)議的產(chǎn)品也最多,因此在目前它在市場依然占據(jù)著主導地位。然而隨著網(wǎng)絡應用中視頻、語音等要害數(shù)據(jù)傳輸需求越來越多,速率問題將會成為802.11b進一步發(fā)展的主要障礙。此外802.11b使用的是ISM2.4GHz波段,而家用微波爐,藍牙芯片和無繩電話(在北美)也都使用這個波段,所以相對802.11a而言,802.11b還面臨著更多的干擾源。此外802.11b在安全問題也不容忽視,目前主要通過WEP加密協(xié)議來彌補這一缺陷,IEEE也正在開發(fā)另外一個標準802.11i來專門解決WLAN中的安全問題。

    ·IEEE802.11a

    802.11a在802.11協(xié)議組中是第一個出臺的標準,所以被稱作802.11a。802.11a使用頻段為5.8GHz,在物理層上用OFDM代替了原來的擴頻技術。

    容量:采用OFDM的主要優(yōu)勢是它可以達到非常高的數(shù)據(jù)速率,802.11a理論上最大傳輸速率是54Mbps,和802.11g的速率相同,幾乎是802.11b速率的5倍。和其他無線通信標準一樣,54Mbps也是物理層最大速率,真正的數(shù)據(jù)吞吐量最大約為25Mbps,

    兼容性:802.11a最明顯的缺點就是兼容性,802.11a使用的是較高的頻率,在物理層上采用不同于802.11b的OFDM技術,所以802.11a產(chǎn)品和現(xiàn)在已經(jīng)安裝的802.11b不能互通,解決這個問題的唯一方法就是使用雙模設備,使兩種系統(tǒng)都可以支持。

    應用前景:802.11a使用的是5.8GHz的專有頻段,所以相對802.11b的2.4GHz頻段來說幾乎是沒有干擾,此外5GHz處比2.4GHz有更多的波段,更多的波段意味著更多的信道,這樣就可以保證很多人同時使用802.11網(wǎng)絡而不至于互相干擾。除了頻段上的優(yōu)勢,高速率是其另外一個殺手锏,它可提供25Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無線幀結構接口,以及TDD/TDMA的空中接口;支持語音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務;一個扇區(qū)可接入多個用戶,每個用戶可帶多個用戶終端。雖然802.11a在技術上和出臺時間上都占有優(yōu)勢,但由于技術成本過高,缺乏價格競爭力,經(jīng)濟規(guī)模始終無法擴大,加上5GHz并非免費頻段,在部分地區(qū)面臨頻譜管制的問題,市場銷售情況一直不理想。除了成本問題,802.11a最大的缺陷就是前面提到的兼容性,使它在市場上的擴展大受限制,802.11g的出現(xiàn)也給它帶來極大的壓力,因此802.11a在將來的發(fā)展中依然是困難重重。美國市場調(diào)查公司ForwardConcepts于去年12月發(fā)表了無線LAN市場的調(diào)查分析結果。其中,該公司認為:“802.11a技術是短命的?!痹摴痉治鰩焀illStrauss也斷言:市場已經(jīng)做出了回答,原因是“去年供貨幾千萬個的802.11芯片之中,面向802.11a的芯片只有10萬個。”


    ·IEEE802.11g

    802.11g是IEEE為了解決802.11a與802.11b的互通而出臺的一個標準,它是802.11b的延續(xù),兩者同樣使用2.4GHz通用頻段,互通性高,被看好是新一代的WLAN標準。

    容量:802.11g的速率上限已經(jīng)由由11Mbps提升至54Mbps,但由于2.4GHz頻段干擾過多,在傳輸速率上低于802.11a。

    兼容性:與802.11a和802.11b同時兼容是802.11g的一大亮點,它同時支持802.11b的CCK和802.11a的OFDM,802.11g還支持PBCC(PacketBinaryConvolutional Coding,分組二進制卷積碼)技術。802.11g中規(guī)定的調(diào)制方式有2種,一為原Intersil公司提案采用的CCK-OFDM,另一為TI公司提案采用的PBCC-22(也稱CCK-PBCC)調(diào)制方式,其中采用PBCC-22方式的TI提案保持了對IEEE802.11b的完全兼容,并使最高傳輸速率達到了22Mbps,目前已經(jīng)有不少符合該標準的產(chǎn)品。而CCK-OFDM則作為502.11g的強制54Mbps模式,同時支持兩種模式的802.11g產(chǎn)品便可以在與802.11b網(wǎng)絡兼容的情況下,最高提供與802.11a標準相同的54Mbps連接速率。

    應用前景:802.11g的兼容性和高數(shù)據(jù)速率彌補了802.11a和802.11b各自的缺陷,一方面使得802.11b產(chǎn)品可以平穩(wěn)向高數(shù)據(jù)速率升級,滿足日益增加的帶寬需求,另一方面使得802.11a實現(xiàn)與802.11b的互通,克服了802.11a一直難以進入市場主流的尷尬,因此802.11g一出現(xiàn)就獲得眾多廠商的支持,在去年底舉行的COMDEXFALL2002大會上,在展會開幕前眾多制造商相繼發(fā)表了支持IEEE802.11g的產(chǎn)品。今年6月12日,IEEE標準委員會已經(jīng)通過了802.11g標準,WLAN市場勢將再掀波瀾。

    ·其他802.11標準

    除了以上三個比較完善的版本(802.11a,802.11b,802.11g),IEEE還出臺了修正現(xiàn)存協(xié)議缺陷的一些加強版本,作為以上協(xié)議的擴展。

    -802.11c,它是關于802.11網(wǎng)絡和普通以太網(wǎng)之間的互通協(xié)議,現(xiàn)已包含在大多數(shù)產(chǎn)品中。

    -802.11d,該協(xié)議最初致力于開發(fā)工作在其他頻率的802.11b版本,使其在許多沒有2.4-GHz波段的國家和地區(qū)也可以使用。由于ITUT的推薦和許多廠商的壓力,大多數(shù)國家都已經(jīng)開通了這個波段。然而,802.11d仍然可以用在其他授權波段上。

    -802.11e,該協(xié)議將QoS功能加入到802.11網(wǎng)絡上,它用TDMA方式取代類似Ethernet的MAC層,為重要的數(shù)據(jù)增加額外的糾錯功能。

    -802.11f,該協(xié)議是為了改善802.11中的切換機制而制定的,以使用戶能夠在兩個不同的交換分區(qū)(無線信道)之間,或在加到2個不同的網(wǎng)絡上的接入點之間漫游的同時保持連接功能。

    -802.11h,該協(xié)議的主要目的是對802.11a的傳輸功率和無線信道選擇增加更好的控制功能,它與802.11e相結合,適用于歐洲地區(qū)。

    -802.11i,該協(xié)議負責處理802.11網(wǎng)絡最明顯的一個問題:安全性。它不是WEP的加強版本,而是建立在AES(美國的官方加密系統(tǒng))上的一個全新標準。

    -802.11j,該協(xié)議是一個新的標準,目前只是一個草案,目的是解決802.11a和HiperLan2的互通問題,因此它不是一個統(tǒng)一的標準,而是ETSI和IEEE的聯(lián)合標準。

    -802.11n,下一個無線新標準,該標準希望將WLAN的傳輸速率增加至100Mbps以上,勢必成為802.11b、802.11a、802.11g之后WLAN領域的另一場重頭戲。

    ETSI的HiperLan2

    HiperLan是歐盟在1992年提出的一個WLAN標準,HiperLan2是它的后續(xù)版本,HiperLan2部分建立在GSM基礎上,使用頻段為5GHz。在物理層上HiperLan2和802.11a幾乎完全相同:它采用OFDM技術,最大數(shù)據(jù)速率為54Mbps。它和802.11a最大的不同是HiperLan2不是建立在以太網(wǎng)基礎上的,而是采用的TDMA結構,形成是一個面向連接的網(wǎng)絡,HiperLan2的面向連接的特性使它很輕易滿足QoS要求,可以為每個連接分配一個指定的QoS,確定這個連接在帶寬、延遲、擁塞、比特錯誤率等方面的要求。這種QoS支持與高傳輸速率一起保證了不同的數(shù)據(jù)序列(如視頻、話音和數(shù)據(jù)等)可以同時進行高速傳輸。

    HiperLan2雖然在技術上有優(yōu)勢,然而它在開發(fā)過程中卻落在802.11a的后面,不過因為它是歐洲的標準,所以一直得到歐洲政府的支持,尤其在頻率規(guī)劃上,因為它使用的波段和802.11a相同,許多投資商一直在游說歐洲政府,希望802.11a也能在HiperLan2波段使用,IEEE也正在開發(fā)一個可以將兩種5GHz系統(tǒng)統(tǒng)一起來的標準。

    HomeRF

    顧名思義,HomeRF是為家庭網(wǎng)絡設計的(RF意思是射頻),是一種將家中的PC和用戶電子設備之間實現(xiàn)無線數(shù)字通信的開放性工業(yè)標準,所用波段為2.4GHz。它是基于原始的802.11的FHSS版本,所以第一個版本的最大數(shù)據(jù)速率是1Mbps。由于FCC后來對FHSS的規(guī)定有所改變,所以現(xiàn)在的一個新的版本,HomeRF2,最大數(shù)據(jù)速率可以達到10Mbps。作為無線技術方案,它代替了需要鋪設昂貴傳輸線的有線家庭網(wǎng)絡,為網(wǎng)絡中的設備,如筆記本電腦和Internet應用提供了漫游功能,提供了一種簡單便宜的家庭網(wǎng)絡方案。HomeRF相對802.11b而言還有一些優(yōu)勢,它對一些商業(yè)用戶也有吸引力。它有更好的安全機制和一個稱為SWAP(共享無線接入?yún)f(xié)議)的QoS方案。而它最大的賣點是SWAP可以支持電話,這樣無繩電話和無線局域網(wǎng)可以使用同樣的空中鏈路而不至于產(chǎn)生干擾。它的最大的劣勢就是和802.11b不兼容,HomeRF占據(jù)了與802.11b和Bluetooth相同的2.4G頻率段,所以在應用范圍上會有很大的局限性,更多的是在家庭網(wǎng)絡中使用。


    誰將是最后的贏家?

    自從無線網(wǎng)絡面世以來,關于標準的競爭就從來沒有停止過,除了上面提到的IEEE802.11,HiperLan和HomeRF,還有藍牙,紅外。目前802.11已經(jīng)成為主流,802.11b,802.11a和802.11g在WLAN標準中三足鼎立,其中802.11b仍然是當前普及最廣和應用最多的WLAN標準,后起之秀802.11g也越來越引起業(yè)界的關注,它在容量和兼容性上都優(yōu)于前兩個標準,在價格上也開始低于802.11a產(chǎn)品,在商業(yè)應用方面也好不遜色,因此該標準一出現(xiàn),眾多的廠商和運營實體就對其給予厚望,今年年初,BROADCOM、BuffaloTechnologyUSA、Atheros通信、TI、美國Intersil等芯片制造商相繼公布了對802.11g的支持,Intel公司也正加快802.11g認可過程,并加緊把802.11g標準應用在Centrio芯片族中。微軟也曾公布,一旦IEEE認可802.11g標準,并且在Wi-Fi聯(lián)盟也批準了該項標準后,公司將在今年下半年推出基于802.11g的產(chǎn)品。眾多廠商的支持必將會有大量的802.11g產(chǎn)品問世,其應用也會日趨廣泛,因此極有可能最終取代802.11b而成為WLAN的主流標準。

    在如今這個“移動”的世界里,傳統(tǒng)局域網(wǎng)絡已經(jīng)越來越不能滿足人們的需求,無線局域網(wǎng)應運而生。雖然如今無線局域網(wǎng)還不能完全脫離有線網(wǎng)絡,但近年來,無線局域網(wǎng)產(chǎn)品逐漸走向成熟,正在以它的高速傳輸能力和靈活性發(fā)揮日益重要的作用。無線局域網(wǎng)不僅可以實現(xiàn)許多新的應用,還可以克服線纜限制引起的不便性,解決某些非凡區(qū)域無法布線的問題。目前,無線局域網(wǎng)已經(jīng)被廣大用戶作為一般目的的網(wǎng)絡連接來使用。

    技術篇

    無線局域網(wǎng)(Wirelesslocal-areanetwork,無線局域網(wǎng))簡介

    無線局域網(wǎng)(Wirelesslocal-areanetwork,無線局域網(wǎng))是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術相結合的產(chǎn)物。從專業(yè)角度講,無線局域網(wǎng)利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計算機之間的通信,并為通信的移動化、個性化和多媒體應用提供了可能。通俗地說,無限局域網(wǎng)就是在不采用傳統(tǒng)纜線的同時,提供以太網(wǎng)或者令牌網(wǎng)絡的功能。

    通常計算機組網(wǎng)的傳輸媒介主要依靠銅纜或光纜,構成有線局域網(wǎng)。但有線網(wǎng)絡在某些場合要受到布線的限制:布線、改線工程量大;線路輕易損壞;網(wǎng)中的各節(jié)點不可移動。非凡是當要把相離較遠的節(jié)點聯(lián)接起來時,敷設專用通信線路的布線施工難度大、費用高、耗時長,對正在迅速擴大的連網(wǎng)需求形成了嚴重的瓶頸阻塞。無限局域網(wǎng)就是解決有線網(wǎng)絡以上問題而出現(xiàn)的。

    但是,僅僅從纜線這個角度來看待無線局域網(wǎng)是不夠的——無線局域網(wǎng)已經(jīng)重新定義了局域網(wǎng)。聯(lián)接不僅僅是連接,“本地”的計量單位也從米延伸到了公里?;A設施不需要再埋在地下或隱藏在墻里,它已經(jīng)能夠隨著用戶業(yè)務發(fā)展的需要而移動或變化。

    與有線網(wǎng)絡相比,無線局域網(wǎng)具有以下優(yōu)點:

    ·安裝便捷

    一般在網(wǎng)絡建設中,施工周期最長、對周邊環(huán)境影響最大的,就是網(wǎng)絡布線施工工程。在施工過程中,往往需要破墻掘地、穿線架管。而無線局域網(wǎng)最大的優(yōu)勢就是免去或減少了網(wǎng)絡布線的工作量,一般只要安裝一個或多個接入點(accessPoint)設備,就可建立覆蓋整個建筑或地區(qū)的局域網(wǎng)絡。

    ·使用靈活

    在有線網(wǎng)絡中,網(wǎng)絡設備的安放位置受網(wǎng)絡信息點位置的限制。而一旦無線局域網(wǎng)建成后,在無線網(wǎng)的信號覆蓋區(qū)域內(nèi)任何一個位置都可以接入網(wǎng)絡。

    ·經(jīng)濟節(jié)約

    由于有線網(wǎng)絡缺少靈活性,這就要求網(wǎng)絡規(guī)劃者盡可能地考慮未來發(fā)展的需要,這就往往導致預設大量利用率較低的信息點。而一旦網(wǎng)絡的發(fā)展超出了設計規(guī)劃,又要花費較多費用進行網(wǎng)絡改造。而無線局域網(wǎng)可以避免或減少以上情況的發(fā)生。

    ·易于擴展

    無線局域網(wǎng)有多種配置方式,能夠根據(jù)需要靈活選擇。這樣,無線局域網(wǎng)就能勝任從只有幾個用戶的小型局域網(wǎng)到上千用戶的大型網(wǎng)絡,并且能夠提供像“漫游(Roaming)”等有線網(wǎng)絡無法提供的特性。

    無線局域網(wǎng)利用電磁波在空氣中發(fā)送和接受數(shù)據(jù),而無需線纜介質(zhì)。無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率現(xiàn)在已經(jīng)能夠達到11Mbps,傳輸距離可遠至20km以上。它是對有線連網(wǎng)方式的一種補充和擴展,使網(wǎng)上的計算機具有可移動性,能快速方便地解決使用有線方式不易實現(xiàn)的網(wǎng)絡連通問題。在同一建筑物之內(nèi),無線局域網(wǎng)使得計算、協(xié)作無論在線或者移動狀態(tài)下都能進行。只要在筆記本或手持式電腦上安裝PC卡適配器,用戶就能夠在辦公室內(nèi)自由移動而保持與網(wǎng)絡的聯(lián)結。將無線局域網(wǎng)技術應用到臺式機系統(tǒng),則具有傳統(tǒng)局域網(wǎng)無法比擬的靈活性。桌面用戶能夠安放在纜線所無法到達的地方,臺式機的位置能夠隨時隨地進行變換。因此,無線局域網(wǎng)對于那些暫時性的工作小組或者快速發(fā)展的組織來說是最合適不過的。

    無線局域網(wǎng)的通信范圍不受環(huán)境條件的限制,網(wǎng)絡的傳輸范圍大大拓寬,最大傳輸范圍可達到幾十公里。在有線局域網(wǎng)中,兩個站點的距離在使用銅纜時被限制在500米,即使采用單模光纖也只能達到3000米,而無線局域網(wǎng)中兩個站點間的距離目前可達到50公里,距離數(shù)公里的建筑物中的網(wǎng)絡可以集成為同一個局域網(wǎng)。

    此外,無線局域網(wǎng)的抗干擾性強、網(wǎng)絡保密性好。對于有線局域網(wǎng)中的諸多安全問題,在無線局域網(wǎng)中基本上可以避免。而且相對于有線網(wǎng)絡,無線局域網(wǎng)的組建、配置和維護較為輕易,一般的計算機工作人員都可以勝任網(wǎng)絡的治理工作。


    無線局域網(wǎng)的接入標準比較

    無線接入技術區(qū)別于有線接入的特點之一是標準不統(tǒng)一,不同的標準有不同的應用。正因為此,使得無線接入技術出現(xiàn)了百家爭鳴的局面。在眾多的無線接入標準中,無線局域網(wǎng)標準更成為人們關注的焦點。

    ·IEEE802.11b

    IEEE802.11b無線局域網(wǎng)的帶寬最高可達11Mbps,比兩年前剛批準的IEEE802.11標準快5倍,擴大了無線局域網(wǎng)的應用領域。另外,也可根據(jù)實際情況采用5.5Mbps、2Mbps和1 Mbps帶寬,實際的工作速度在5Mb/s左右,與普通的10Base-T規(guī)格有線局域網(wǎng)幾乎是處于同一水平。作為公司內(nèi)部的設施,可以基本滿足使用要求。IEEE 802.11b使用的是開放的2.4GB頻段,不需要申請就可使用。既可作為對有線網(wǎng)絡的補充,也可獨立組網(wǎng),從而使網(wǎng)絡用戶擺脫網(wǎng)線的束縛,實現(xiàn)真正意義上的移動應用。 IEEE 802.11b無線局域網(wǎng)與我們熟悉的IEEE 802.3以太網(wǎng)的原理很類似,都是采用載波偵聽的方式來控制網(wǎng)絡中信息的傳送。不同之處是以太網(wǎng)采用的是CSMA/CD(載波偵聽/沖突檢測)技術,網(wǎng)絡上所有工作站都偵聽網(wǎng)絡中有無信息發(fā)送,當發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡空閑時即發(fā)出自己的信息,如同搶答一樣,只能有一臺工作站搶到發(fā)言權,而其余工作站需要繼續(xù)等待。假如一旦有兩臺以上的工作站同時發(fā)出信息,則網(wǎng)絡中會發(fā)生沖突,沖突后這些沖突信息都會丟失,各工作站則將繼續(xù)搶奪發(fā)言權。而802.11b無線局域網(wǎng)則引進了沖突避免技術,從而避免了網(wǎng)絡中沖突的發(fā)生,可以大幅度提高網(wǎng)絡效率。以往,無線局域網(wǎng)發(fā)展緩慢,推廣應用困難,主要是由于傳輸速率低、成本高、產(chǎn)品系列有限,且很多產(chǎn)品不能相互兼容。如以前無線局域網(wǎng)的速率只有1~2Mb/s,而許多應用也是根據(jù)10Mb/s以太網(wǎng)速率設計的,限制了無線產(chǎn)品的應用種類。針對現(xiàn)在高速增長的數(shù)據(jù)業(yè)務和多媒體業(yè)務,無線局域網(wǎng)取得進展的要害就在于高速新標準的制定,以及基于該標準的10Mb/s甚至更高速率產(chǎn)品的出現(xiàn)。IEEE 802.11b標準的出現(xiàn)從根本上改變了無線局域網(wǎng)的設計和應用現(xiàn)狀,滿足了人們在一定區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)不間斷移動辦公的需求,為我們創(chuàng)造了一個自由的空間。 ·藍牙技術 Bluetooth(欲了解"藍牙"詳情請參見《藍牙思考--透視無線通信技術》)

    事實上,藍牙系統(tǒng)和無線個人局域網(wǎng)(WPAN)的概念相輔相成,它已經(jīng)是無線個人局域網(wǎng)的一個雛形。在其1999年12月發(fā)布的藍牙1.0版的標準中,已定義了包括使用WAP協(xié)議連接互聯(lián)網(wǎng)的多種應用軟件。它能夠使蜂窩電話系統(tǒng)、無繩通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)有網(wǎng)絡增添新功能,使各類計算機、傳真機、打印機設備增添無線傳輸和組網(wǎng)功能,在家庭和辦公自動化、家庭娛樂、電子商務、無線公文包應用、各類數(shù)字電子設備、工業(yè)控制、智能化建筑等場合開辟了廣闊的應用。隨著無線個人局域網(wǎng)的發(fā)展,IEEE802.15的一個工作小組正在制訂速率可達20Mb/s以上的無線個人局域網(wǎng)標準,這一標準也是基于藍牙規(guī)范。因此,無線個人局域網(wǎng)和藍牙必然會趨于融合,由SIG參與藍牙計劃的公司和IEEE802.15工作組協(xié)力合作,共同創(chuàng)造明天的無線個人局域網(wǎng)。藍牙技術從應用的角度來講,與日前廣泛應用于微波通信中的一點多址技術十分相似,因此,它很輕易穿透障礙物,實現(xiàn)全方位的數(shù)據(jù)傳輸。早在藍牙標準制定的前一年,IEEE的有關工作組就已經(jīng)開始無線個人局域網(wǎng)的預備工作。起初,IEEE執(zhí)行委員會認為,由于這是局域網(wǎng)內(nèi)部的無線通信技術,所以就將此任務交給了對無線局域網(wǎng)有著突出貢獻的"802.11工作組",當時主要的工作就是實現(xiàn)無線局域網(wǎng)和無線個人局域網(wǎng)的無縫隙連接。經(jīng)過一年的努力工作,小組成員的結論是,現(xiàn)有的IEEE802.11中有關支持三種物理媒介層的MAC(Medium Access Control,媒介訪問控制)中規(guī)定的基礎結構,并不適用于無線個人局域網(wǎng)。 802.15工作組于1999年秋天開始起草一項以藍牙1.0版本為基礎的標準,2000年11月提交到IEEE標準委員會討論。之所以如此迅速,主要是IEEE 802.11工作組在制定無線局域網(wǎng)標準時過于滯后于市場,繼而造成了無線局域網(wǎng)標準重蹈"ATM(Asynchronous Transfer Mode、異步傳輸模式)"的覆轍。雖然IEEE 802.11是國際公認的技術標準,但市場份額并不大,因此藍牙才決定使用無線局域網(wǎng)使用的2.4GHz波段(由于頻率的沖突,很可能造成現(xiàn)有無線局域網(wǎng)性能的下降)。藍牙的支持者甚至大膽地猜測,隨著藍牙技術的不斷發(fā)展,采用IEEE 802.11標準的無線局域網(wǎng)將不復存在,從而雙方的頻段之爭將迎刃而解。假如設備是屬于那種活動范圍比較廣、要求能和多種設備迅速互聯(lián),如,筆記本電腦、數(shù)字無繩電話、個人數(shù)字助理、手機等,采用藍牙或無線個人局域網(wǎng)是十分理想的。

    ·IrDA

    紅外線數(shù)據(jù)標準協(xié)會IrDA(InfraredDataAssociation)成立于1993年,是非營利性組織,致力于建立無線傳播連接的國際標準,目前在全球擁有160個會員,參與的廠商包括計算機及通信硬件、軟件及電信公司等。簡單地講,IrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術,其相應的軟件和硬件技術都已比較成熟。它在技術上的主要優(yōu)點有:

    1、無需專門申請?zhí)囟l率的使用執(zhí)照,這一點,在當前頻率資源匱乏,頻道使用費用增加的背景下是非常重要的。

    2、具有移動通信設備所必需的體積小、功率低的特點?;萜眨℉P)公司目前已推出結合模塊應用的約從2.5×8.0×2.9(mm)到5.3×13.0×3.8(mm)的專用器件,與同類技術相比,耗電量也是最低的。

    3、傳輸速率在適合于家庭和辦公室使用的微微網(wǎng)(Piconet)中是最高的,由于采用點到點的連接,數(shù)據(jù)傳輸所受到的干擾較少,速率可達16Mb/s。

    除了在技術上有自己的技術特點外,IrDA的市場優(yōu)勢也是十分明顯的。目前,全世界有5000萬臺設備采用IrDA技術,并且仍然每年以50%的速度增長。有95%的筆記本電腦安裝了IrDA接口。在成本上,紅外線LED及接收器等組件遠較一般RF組件來得便宜,IrDA端口的成本在5美元以內(nèi),假如對速度要求不高,甚至可以低到1.5美元以內(nèi),相當于日前藍牙產(chǎn)品的十分之一。面對其他技術的挑戰(zhàn),IrDA并沒有停滯不前。除了傳輸速率由原來的FIR(FastInfrared)的4Mb/s提高到最新VFIR的16Mb/s標準;接收角度也由傳統(tǒng)的30度擴展到120度。這樣,在臺式電腦上采用低功耗、小體積、移動余度較大的含有IrDA接口的鍵盤、鼠標,就有了基本的技術保障。同時,由于Internet的迅猛發(fā)展和圖形文件逐漸增多,IrDA的高速率傳輸優(yōu)勢在掃描儀和數(shù)碼相機等圖形處理設備中更可大顯身手。但是,IrDA也的確有其不盡如人意的地方。首先,IrDA是一種視距傳輸技術,也就是說兩個具有IrDA端口的設備之間假如傳輸數(shù)據(jù),中間就不能有阻擋物,這在兩個設備之間是輕易實現(xiàn)的,但在多個電子設備間就必須彼此調(diào)整位置和角度等。這也是Bluetooth和HomeRF未來打敗IrDA技術的超級法寶。其次,IrDA設備中的核心部件-紅外線LED不是一種十分耐用的器件,對于不經(jīng)常使用的掃描儀、數(shù)碼相機等設備雖然游刃有余,但假如經(jīng)常用裝配IrDA端口的手機上網(wǎng),可能很快就不堪重負了。對于要求傳輸速率高、使用次數(shù)少、移動范圍小、價格比較低的設備,如打印機、掃描儀、數(shù)碼像機等,IrDA技術是首選。


    ·HomeRF

    HomeRF把共享無線連接協(xié)議(SWAP)作為未來家庭內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的幾項技術指標,使用IEEE802.11無線以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸標準,通信頻段也是2.4GHz,HomeRF工作組像當初人們構造ATM一樣,提出了一整套應用于家庭聯(lián)網(wǎng)的完整體系,包括外圍設備和家庭主機之間的連接、外圍設備之間的連接、主機和HomeRF中心控制的連接、接入網(wǎng)、PSIN等。2000年8月31日,美國聯(lián)邦通信委員會批準了Intel、Microsoft、Motorola和Proxim等HomeRF組織成員的要求,答應HomeRF的傳輸速率在原來的2Mb/s的基礎上提高四倍,達到8M~11Mb/s傳送速率;而且和藍牙一樣,HomeRF可以實現(xiàn)多個(最多5個)設備之間的互聯(lián)。但FCC的這一決定,招致了來自包括內(nèi)部成員和藍牙組織成員的反對,主要理由是頻率沖突、功耗較大。同時,HomeRF工作組的一些成員提出,將原來的發(fā)射帶寬由1MHz提高到5MHz,這樣速率能夠提高得更多,但反對者認為,信息本來在狹窄的信號通道里跳動,現(xiàn)在假如將狹窄的通道加寬,就會像一輛卡車在幾條車道上橫沖直撞,從而造成SWAP設備之間的互相干擾。因此,很多業(yè)界人士對這一技術并不表示樂觀。不過,HomeRF技術對于小型公司或者類似別墅的家庭是再方便不過的了,因為這兩種環(huán)境的活動半徑都比Bluetooth和W規(guī)定的活動范圍大,同時,一般又小于無線局域網(wǎng)的半徑。但這也并非是說HomeRF的地位是高枕無憂的。因為,一項技術假如想要成為國際認可的標準,其獨特性是必不可少的。HomeRF在傳輸距離方面的優(yōu)勢,很有可能被藍牙所擊敗。



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