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主流无线技术应用各有侧重

发布时间:2022-06-02 发布时间:
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据Instat/MDR预测,国际家庭网络市场将于2007年增长至53亿美元,其中家庭多媒体无线网络技术将占大约49%的份额,即26亿美元。在如此巨大的商机下各大厂家纷纷推出各自的无线技术标准,为加强竞争力还结成了联盟。因此,我们可以看到市场上五花八门的无线家庭网络设备和不断进步、层出不穷的无线技术标准。

总的来说,目前家庭网络使用的无线技术主要还是归属于以下几种:Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、UWB、3G、WiMax。它们大部分使用免费频段,而传输速度和发射功率各不相同。这缘于家庭电子设备的固有特性不同而产生的对网络的不同要求:一部分多媒体设备要求较高的数据传送速度和较好的服务质量,另一部分电器设备要求低速但安全可靠的传输控制指令,所以各种无线技术标准便各有侧重点的被制定出来。

成员丰富:各有千秋的Wi-Fi Wi-Fi(IEEE 802.11)含有丰富的子集,包括较高速的802.11b、高速的802.11a/g等,还有最新的802.11n。传送速度从1Mbps 到243Mbps不等,有效距离为10-100m,它还是非视距的传输技术,同样支持点对点和点对多点连接。但发射功率超过1W,成本也较高,并不适合小型设备和对发射功率要求比较严格的场合。

802.11b在Wi-Fi阵营里拥有最多的份额,采用2.4GHz的 ISM波段,最高传输速率能达到11Mbps。虽然802.11有直接频谱扩展和频率跳频扩展两种射频物理层可选,但因为直扩可以满足高速率 11Mbps的要求,一般厂家均采用直扩的产品,它被作为成熟的标准广泛采用。用户组建家庭PC网时,在使用了安装有相关设备的电脑或笔记本电脑后,就可以激活一个热点使用网络。

802.11g同样使用2.4GHz的频段和直扩物理层,速度可达54 Mbps,并向下兼容802.11b。如此的速度使它可以初窥无线视频服务的领地,而采用802.11b/g兼容的PCMCIA的无线网卡已经几乎成了高端笔记本电脑的必选装备。

802.11a使用的是5GHz的频段,虽然速度可达54Mbps,但与 802.11b/g都不兼容。

比起其他兄弟,802.11n就是一个新面孔了,它使用5GHz频段,但是高达243Mbps的物理层速度对我们是一个很大的诱惑。平均有效距离达到75m,带宽达到20M,在30m距离上可以支持60Mbps的带宽,支持QoS,完全可满足多路家庭多媒体应用,这意味着无线高清视频可以迈上一个新的台阶。

地位尴尬:前有猛虎后有追兵的Bluetooth Bluetooth(IEEE 802.15.1)是早已为人所熟知的一种近距离快速跳频无线技术。Bluetooth的1.0版本最高有效传输速率约为721 Kbps,支持点对点和点对多点连接,一台主机可以与七个从设备通信组成piconet,若干个Bluetooth网络以平等散布网络形式互连,网间设备以主从方式就能工作。它具有小于100mW的发射功率和较低的成本,使它很容易内嵌到电子设备中去,有利于组建家庭网络。但10m的通信距离还是限制了它的使用。后有追兵、前有堵截的 Bluetooth的确有被其它技术取代的可能。但在早期还是有一些厂家使用Bluetooth技术做无线控制类模块,目前无线耳机最常用的技术仍是Bluetooth。

低速低功耗先锋: ZigBee将成Bluetooth终结者?

当今无线技术发展太快,不断有更新更好的技术被推到台前,Zig Bee就是其中之一。使用868MHz/915MHz/2.4GHz频段的Zig Bee(IEEE802.15.4)技术,只需要μW级更小的发射功率,低功耗状态下的设备可以凭两节AA型5号电池工作6个月。ZigBee从休眠模式切换到数据传送模式的速度非常快。其传输速度为20Kbps- 250Kbps,虽然不算快,但可以传送远达75m。一个ZigBee网可以挂接256台设备,远大于Bluetooth的8台,支持点对点连接也支持点对多点连接,还可以采用群集和网状网络。考虑到以上特性加上成本非常低,ZigBee技术非常适合于家电和小型电子设备的无线控制指令传输,很可能成为Bluetooth的终结者。不过它的穿透性不强,在解决这个问题上虽然各家都费了不少苦心可一直没有大的成效。

速率惊人: UWB成近距离无线网络极佳选择 UWB(IEEE 802.15.3)是使用3.1GHz-10.6GHz这一段很宽的频段,UWB特色在于采用极窄的脉冲直接激励天线,发射功率不到1mW,有效距离10m,传输速度到了惊人的540Mbps,预计明年会超过1 Gbps。如此之快的传输速度使高清视频服务的带宽瓶颈一下子被打开了。

UWB发射功率低、处理增益高、发射功率频谱密度极低、多径分辨能力很强,这些特点使它同码速下有优于Wi-Fi和Bluetooth的抗干扰能力和更高的保密性,结构简单、成本低廉(量产后)、网络结构多样化使它利于被移动设备所采用,所以说它是近距离无线网络的极佳选择。

不过,目前UWB仍分为两个阵营DSSS(直接频谱展开)和OFDM (多频带正交频分复用),在标准争斗上还未分出胜负。从现状上看, DS-UWB的芯片已经先期上市并取得FCC的正式批准,而OFDM的成员人数和阵容上则占优势。

网络交合: 3G应用在手机和高端PDA

很多人没把3G做为家庭网络的一部分,但是3C融合的主题下,网络是交叉融合的,把它算做家庭网络的一部分并不为过。3G作为移动无线宽带的不二之选,其霸主地位在短期内将不会动摇。但使用3G技术的非移动性设备不会很多,所以它在家庭网络中的势力范围仍将被局限于手机和高端PDA上。

猛虎发威: WiMax穿透有线介质难接入领地 WiMax(IEEE 802.16x),目前市场可以见的产品工作在3.5GHz 和5.8GHz两个频段。采用OFDM多载波技术,保证了非视距情况下良好的系统性能,支持点对点和点对多点的连接。点对点连接时50km的距离上仍然可以达到70Mbps的理论传输速度,使它非常适合应用于远距离的无线宽带接入服务。比如摩托罗拉公司的Canopy系统就是一套基于5.8GHz频段的WiMax无线宽带接入系统。因为频段是收费的,再加上较高的成本和高发射功率,使WiMax技术只适用于有线介质难接入的地点,作为家庭网络与外网宽带接入部分使用。

自主标准:标准工作组共建家庭网络平台

正是鉴于家庭网络产业巨大的经济前景,信息产业部和原国家经贸委在2001年联合组织成立了“中国家庭网络标准工作组”,工作组以海尔集团为组长单位,成员单位有国内20多家重要企事业单位,目的是制定中国的家庭网络系统平台标准,共同开发自主知识产权的相关标准规范。

其无线部分的标准使用了430MHz/790MHz/2.4GHz三个频段,具有低发射功率(典型产品4mW)、低速率(20Kbps)、高安全性特点。由成员单位共同研究制定了具有自主知识产权的一系列网络协议,并着手研发相应芯片,这套系统成本将大大低于现在其他无线技术。该技术特色在于采用设备描述文件(DeviceFile)的数据结构来描述家庭控制子网设备。移动控制终端和控制子网网关中保存着每个设备的设备文件,移动控制终端根据设备文件来显示系统中有哪些设备及某个设备具有哪些功能,同时还可以对设备进行控制,并且设备文件还提供了查询并显示设备状态的功能。不同厂家的产品可以方便地互联互通和互操作。 相关链接 e家佳联盟推进产业化发展

为了推进产业化发展,2004年7月,由海尔集团、清华同方、中国网通、上海广电集团、春兰集团、长城集团、上海贝岭等七家公司发起组建中国家庭网络标准产业联盟“e家佳”(ITopHome)。目标是以完善的产业链形式共同搭建家庭网络系统平台,促进家庭网络产品的产业化和市场推广。该联盟现有成员超过200家,各主要成员的网络家庭产品已经实现互联互通互操作,在产业化推进方面向前迈了一大步。


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