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无线技术应用:盘点无线个人区域网技术及应用

来源: 发布时间:星期日, 2008年12月14日 浏览:26次 评论:0

   6种技术比较
  
  无线个人区域网是当前发展最迅速领域的相应新技术也层出不穷IEEE802.11、HiperLAN2 、蓝牙(Bluetooth)、IrDA、Home RF以及超宽带(UWB)等 6种技术主要技术指标见表1其中IEEE802.11技术以IEEE802.11g为例
  

  1. 6种技术共同点
  
  无线个人区域网大部分都工作在2.4GHz频段上(HiperLAN2 、UWB、IrDA不工作在2.4GHz频段上)这些技术都具有以下优势:
  
  (1)支持移动联网用户可以象使用移动电话那样灵活移动计算设备位置保持持续网络连接
  
  (2)不需要使用物理线路安装非常简便无线网络所使用高频率无线电波可以穿透墙壁或玻璃窗所以可以在有效范围内任意放置
  
  (3)多层防护措施可以充分确保用户隐私
  
  (4)改动网络结构或布局时不需要对网络进行重新设置
  
  2. 6种技术区别点
  
  IEEE802.11只规定了开放式系统互联参考模型(OSI/RM)物理层和MAC层其MAC层利用载波监听多重访问/冲突避免(CSMA/CA:Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)而在物理层802.11定义了 3种区别物理介质:红外线、跳频扩谱方式(FHSS:Frepuency Hopping Spread Spectrum)以及直扩方式(DSSS:Direct Spectrum Spread Spectrum)IEEE802.11支持较高数据速率但是它主要支持数据通信为进行无线数据通信数据设备先要安装有无线网卡IEEE802.11标准使用是TCP/IP它适用于功率更大网络有效工作距离比蓝牙技术、HomeRF、IrDA以及超宽带(UWB)要长得多
  
  HiperLAN2和其他几种技术最大区别首先是突破了当前无线LAN在频谱利用方面限制IEEE802.11(IEEE802.11a除外)、蓝牙(Bluetooth)、Home RF技术都在2.4GHz频谱中工作其缺陷是只有80MHz频段可供使用而且扩频通信占用了这频段考虑到2.4GHz频谱限制全世界经营许可证管理机构在5GHz频谱内分配了宽频段例如在美国5.15~5.35和5.725~5.825GHz频谱内可用频段加宽到300MHz;在欧洲5.15~5.35和5.470~5.725GHz频谱内可用频段也加宽到300MHz;日本也在考虑类似频谱分配这些宽频段和更宽松管理规则相结合可使大量用户实现高速通信其次是大大提高了吞吐率原始物理层吞吐率高达54Mbps实际应用吞吐率最低也能保持在20Mbps左右而且能在高吞吐率下支持QoS对于像视频和话音实时应用提供了新途径第 3是其传输结构能够对多种类型网络基础结构(包括以太网、IP、ATM和PPP)提供连接而且对每种连接都具有认证和加密功能第 4是它还有个自动频率管理功能这是对无线LAN管理新突破它使得HiperLAN2推广应用时频率管理变得简单易行 在上述技术基础上HiperLAN2将其高吞吐率和QoS相结合将开辟诸如视频信号分配到家庭等多种全新应用业务这些都是IEEE802.11无法相比
  
  蓝牙对于IEEE802.11来说出现不是为了竞争而是相互补充蓝牙比IEEE802.11更具移动性比如IEEE802.11限制在办公室和校园内蓝牙能把个设备连接到LAN和WAN甚至支持全球漫游蓝牙技术适用于种松散型网络可以让设备为个单独数据事物建立个连接但是这同样也是它个缺点数据安全性很难保障蓝牙技术中跳频更快在接收或发送个分组数据后即跳至另频点因而更加稳定同时它还具有低功耗、低成本和灵活安全等特点另外蓝牙所采用前向纠错技术更是限制了较长距离链路无序噪声影响而经优化编码方式可使蓝牙技术应用于各种恶劣无线环境蓝牙是个完整综合协议其应用模式主要是将协议固化在芯片中并内置于笔记本电脑及其他需要连线智能化设备中当然也可以把无线模块直接合成到蜂窝手机或其他设备的中其控制则利用设备本身芯片应用方式相当便捷再者由于蓝牙技术独立于操作系统所以在各种操作系统中均有良好兼容性蓝牙技术对各个商业操作系统中嵌入式支持正在发展的中蓝牙被设计成成本低、低功耗、短距离、低带宽应用
  
  HomeRF是专门为家庭用户设计它利用跳频扩谱方式通过家庭中台主机在移动数据和语音设备的间实现通信既可以通过时分复用支持语音通信又能通过载波监听多重访问/冲突避免协议提供数据通信服务同时HomeRF提供了和TCP/IP良好集成支持广播、多播和48位IP地址组建HomeRF网络前必须为各网络成员事先确定个唯识别代码也就是说它比蓝牙技术更安全HomeRF和蓝牙技术主要区别在于HomeRFSWAP协议是侧重于PC及其外设无线局域网主要针对低成本家庭话音和数据无线连接速率和蓝牙产品主要用途是在诸如PC、无绳电话、宽带电缆或DSL调制解调器等设备的间提供数据、语音网络而蓝牙技术是种在区别设备间实现无线连接技术它可实现多种移动设备的间短距离无线连接以及利用网桥设备将各种具有Internet功能有线、无线网络无线接入Internet此外各种无线技术产品必须能协同工作这是实际应用需要HomeRF技术产品和蓝牙技术产品工作频谱相同但却不会相互干扰实际应用中在某种环境或情况下这两种技术可能相互交叠例如如果将具有蓝牙功能手持式PDA带回家则在PDA和家庭PC的间就有可能进行同步寻址所以蓝牙产品和HomeRF产品的间要能协同工作而且在同设备中应该可以同时实现HomeRF和蓝牙技术功能
  
  IrDA是种利用红外线进行通信点对点通信技术相对于其它技术使用IrDA技术无线设备功率低而且体积也小但用途也极其有限
  
  UWB大概是唯声称要达到和有线连接相同性能无线技术这应该接近了定条件下无线连接可以实现终端目标类似能够体现这种终极性例子是高清晰度电视目标是让电视再现图像和肉眼直观实物效果相同这也是个终极目标这种终极性意味着它是真正步至位技术将长久地使用下去而无需不断地升级从表1可以看到UWB技术优势较为明显主要不足是发射功率过小限制了其传输距离也就是说对于10米以内距离UWB可以发挥出高达数百Mbit/s传输性能对于远距离应用IEEE802.11或HomeRF无线PAN性能将强于UWBUWB和IEEE802.11以及HomeRF不会进行直接竞争UWB更多是应用于10米左右距离室内在家庭无线网络UWB良好多媒体应用恰好弥补了它们不足 3者更是可以相得益彰共同发展事实上把UWB看作蓝牙技术替代者可能更为适合尽管蓝牙技术有廉价和能耗低优点但其速度却远不及UWB技术只能达到500kbit/s~1Mbit/s另外蓝牙技术协议也较为复杂
  
  总来讲IEEE802.11比较适于办公室中企业无线网络HiperLAN2适于高速率、多业务、多种网络结构无线网络HomeRF可应用于家庭中移动数据和语音设备和主机的间通信而蓝牙技术则可以应用于任何可以用无线方式替代线缆场合IrDA用于2台(非多台)设备的间视距连接UWB更多是应用于10米左右距离室内目前这些技术还处于并存状态但是有可能引起干扰等问题从长远看随着产品和市场不断发展它们将最终走向融合

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