無線接入技術的客觀評說

2019-11-05 02:42:48

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供稿：網友

　　伴隨著因特網蓬勃發展的步伐，另一種聯網的方式已經從靜靜發芽，到茁壯成長，在新舊世紀的交替中演繹著另一場“將上網進行到底”的運動，這就是無線網絡。借助無線網絡技術，我們終于可以擺脫那些煩人的電纜和網線。無論在何時，無論在何地，我們都可以輕松地接入互聯網，我們可以看出無線網絡技術一直在進步著。或許下一代互聯網的標準將會從此產生，正如它的名稱那樣：隨時隨地，網絡無線。目前實現無線網絡的幾種技術，有藍牙無線接入技術、IEEE 802.11連接技術以及家庭網絡的HomeRF技術等。為使大家能具體了解這些技術，筆者就對這幾種技術進行一些具體介紹。
　　
　　一、三種技術的概念
　　1、藍牙技術
　　藍牙的英文名稱為“Bluetooth”，關于藍牙這個名稱的由來也是眾說紛紜，有的說狼牙在黑夜里會發出藍光，因此得名“藍牙”。但權威版本的解釋是說，藍牙是丹麥國王Viking(940-981年)的“綽號”，他統一了丹麥和挪威，因為他愛吃藍梅，牙齒被染藍，因此而得這一“綽號”。而藍牙技術也在計算機行業和通信行業得到普遍認可，因此命名為“藍牙”。其實藍牙技術是由移動通信公司與移動計算公司聯合起來開發的傳輸范圍約為10米左右的短距離無線通信標準，用來設計在便攜式計算機、移動電話以及其他的移動設備之間建立起一種小型、經濟、短距離的無線鏈路。藍牙協議能使包括蜂窩電話、掌上電腦、筆記本電腦、相關外設和家庭Hub等包括家庭RF的眾多設備之間進行信息交換。藍牙應用于手機與計算機的相連，可節省手機費用，實現數據共享、因特網接入、無線免提、同步資料、影像傳遞等。
　　雖然藍牙在多向性傳輸方面上具有較大的優勢，但也需防止信息的誤傳和被截?。患偃缒銕б慌_藍牙的設備來到一個裝備IEEE802.11無線網卡的局域網的環境，將會引起相互干擾；藍牙具有全方位的特性，但若是設備過多，識別方法和速度會出現問題；藍牙具有一對多點的數據交換能力，故它需要安全系統來防止未經授權的訪問；藍牙的通信速度為750kbits/s，而現在帶4Mbits/sIR端口的產品比比皆是，最近16Mbits/s的擴展也已經被批準。盡管如此，藍牙應用產品市場前景仍然看好，藍牙為語音、文字及影像的無線傳輸大開方便之門。
　　藍牙是一種新的通訊方式，是信息技術的一次革新；是一個新市場，新經濟增長點；是一個新機遇、新賣點；它將滲透我們的生活，甚至改變我們的生活方式。
　　2、IEEE802.11
　　IEEE802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網標準，主要用于解決辦公室局域網和校園網中，用戶與用戶終端的無線接入，業務主要限于數據存取，速率最高只能達到2Mb/s。目前，3Com等公司都有基于該標準的無線網卡。
　　由于IEEE802.11在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a兩個新標準。三者之間技術上的主要差別在于MAC子層和物理層。
　　IEEE802.11b物理層支持5.5Mb/s和11Mb/s兩個新速率，IEEE802.11標準在擴頻時是一個11位調制芯片，而IEEE802.11b標準采用一種新的調制技術CCK完成。IEEE802.11b使用動態速率漂移，可因環境變化，在11Mb/s、5.5Mb/s、2Mb/s、1Mb/s之間切換，且在2Mb/s、1Mb/s速率時與IEEE802.11兼容。
　　IEEE802.11a工作在5GHz U-NII頻帶，物理層速率可達54Mb/s，傳輸層達25Mb/s。采用正交頻分復用（OFDM）的獨特擴頻技術；可提供25Mb/s的無線ATM接口和10Mb/s的以太網無線幀結構接口，以及TDD/TDMA的空中接口；支持語音、數據、圖像業務；一個扇區可接入多個用戶，每個用戶可帶多個用戶終端。但是，芯片沒有進入市場、設備昂貴、空中接力不好、點對點連接很不經濟、不適合小型設備。值得慶幸的是，Radiata的低成本COMS無線引擎芯片裝置可支持IEEE802.11a。
　　3、HomeRF技術
　　HomeRF主要為家庭網絡設計，是IEEE802.11與DECT的結合，旨在降低語音數據成本。為了實現對數據包的高效傳輸，HomeRF采用了IEEE802.11標準中的CSMA/CA模式，它與CSMA/CD類似，以競爭的方式來獲取對信道的控制權，在一個時間點上只能有一個接入點在網絡中傳輸數據。不像其他的協議，HomeRF提供了對流業務（Stream Media）的真正意義上的支持。由于對流業務規定了高級別的優先權并采用了帶有優先權的重發機制，這樣就確保了實時性流業務所需的帶寬和低干擾、低誤碼。HomeRF工作在2.4GHz頻段,它采用數字跳頻擴頻技術，速率為50跳/s,共有75個帶寬為1MHz跳頻信道。調制方式為恒定包絡的FSK調制，分為2FSK與4FSK兩種。采用調頻調制可以有效地抑制無線環境下的干擾和衰落。2FSK方式下，最大數據的傳輸速率為1Mb/s,4FSK方式下，速率可達2Mb/s。最新版HomeRF2.x中，采用了WBFH(wide band frequency hopping)技術來增加跳頻帶寬，從原來的1MHz增加到3MHz、5MHz，跳頻的速率也增加到75跳/s,當然其數據峰值也高達10Mb/s,接近.IEEE802.11b標準的11Mb/s,能滿足未來的家庭寬帶通信。它能根據數據傳輸速率動態調整跳頻帶寬。
　　
　　二、三種技術的共同點
　　無線個人區域網是當前發展最迅速的領域之一，相應的新技術也層出不窮，目前無線個人區域網的技術主要有IEEE802.11、HomeRF和藍牙，它們都可以工作在2.4GHz頻段上，這些技術都具有以下優勢：
　　支持移動聯網。用戶可以象使用移動電話那樣靈活的移動計算設備的位置，保持持續的網絡連接。
　　不需要使用物理線路，安裝非常簡便。
　　因為無線網絡所使用的高頻率無線電波可以穿透墻壁或玻璃窗，所以網絡設備可以在有效范圍內任意放置。
　　多層安全防護措施可以充分確保用戶隱私。
　　改動網絡結構或布局時，不需要對網絡進行重新設置。
　　
　　三、三種技術的不同點
　　IEEE802.11只規定了開放式系統互聯參考模型（OSI/RM）的物理層和MAC層，其MAC層利用載波監聽多重訪問/沖突避免（CSMA/CA：Carrier Sense Multiple access with Collision Avoidance）協議，而在物理層，802.11定義了三種不同的物理介質：紅外線、跳頻擴譜方式（FHSS：Frepuency Hopping SPRead Spectrum）以及直擴方式（DSSS：Direct Spectrum Spread Spectrum）。802.11支持1~11Mb/s較高的數據速率，但是它只支持數據通信，為進行無線數據通信，數據設備先要安裝有無線網卡。
　　藍牙是一項最新標準，對于IEEE802.11來說，它的出現不是為了競爭而是相互補充。藍牙比IEEE802.11更具移動性，比如，IEEE802.11限制在辦公室和校園內，藍牙把一個設備連接到LAN和WAN，甚至支持全球漫游。此外，藍牙成本低、體積小，可用于更多的設備。但是，藍牙主要是點對點的短距離無線發送技術，本質上要么是RF要么是紅外線。而且，藍牙被設計成低功耗、短距離、低帶寬的應用，嚴格來講，不算是真正的局域網技術。
　　另一種無線局域網技術HomeRF，是專門為家庭用戶設計的。HomeRF利用跳頻擴譜方式，通過家庭中的一臺主機在移動數據和語音設備之間實現通信，既可以通過時分復用支持語音通信，又能通過載波監聽多重訪問/沖突避免協議提供數據通信服務。同時，HomeRF提供了與TCP/IP良好的集成，支持廣播、多播和48位IP地址。
　　總的來講，IEEE802.11比較適于辦公室中的企業無線網絡，HomeRF可應用于家庭中的移動數據和語音設備與主機之間的通信，而藍牙技術則可以應用于任何可以用無線方式替代線纜的場合。目前這些技術還處于并存狀態，但是有可能引起干擾等問題，從長遠看，隨著產品與市場的不斷發展，它們將走向融合，而其中最有競爭力的就是藍牙技術。

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