一種擺脫有線束縛的通信技術(shù)--無線傳輸

常見的近距離無線通信技術(shù)主要有以下幾種：

藍(lán)牙（Bluetooth）：這是一種近距離、低功耗的無線通訊標(biāo)準(zhǔn)，支持設(shè)備短距離通信（10m左右）。常用于無線鼠標(biāo)、無線鍵盤或手持移動終端等設(shè)備。

ZigBee：ZigBee是一種低功耗、可靠的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。其特點(diǎn)是可靠性較高，帶寬較窄，多點(diǎn)支持能力極強(qiáng)，傳輸速率低、傳輸距離較遠(yuǎn)。

無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）：Wi-Fi是一種廣泛應(yīng)用的無線通信技術(shù)，主要用于電腦與電腦間用于網(wǎng)線連接擴(kuò)展或替代。其特點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)（相對其他）、帶寬寬、傳輸速率高，僅次于UWB、多點(diǎn)支持能力強(qiáng)，加密能力強(qiáng)。

除此之外，還有紅外（IrDA）、超寬帶（UWB）等近距離無線通信技術(shù)。

我們主要就這三種常用的近距離無線方案做一個簡單的介紹。

一、藍(lán)牙

藍(lán)牙（Bluetooth）是一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用于在短距離范圍內(nèi)（通常在10米左右）傳輸數(shù)據(jù)和連接不同類型的電子設(shè)備。藍(lán)牙技術(shù)最初是由瑞典的愛立信公司開發(fā)的，目的是讓手機(jī)、耳機(jī)、電腦等設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信。藍(lán)牙技術(shù)可以將數(shù)據(jù)通過無線電波在不同設(shè)備之間傳輸。它通常使用2.4 GHz的ISM波段，并采用頻率跳躍技術(shù)（FHSS），以減少干擾和提高全性。藍(lán)牙技術(shù)不需要使用何電纜或網(wǎng)絡(luò)連接，因此可以使不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸更加方便和。

藍(lán)牙技術(shù)有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：

低功耗：藍(lán)牙技術(shù)采用了低功耗模式，可以在節(jié)省電量的同時(shí)保持高速傳輸。

短距離傳輸：藍(lán)牙技術(shù)的傳輸距離一般在10米左右，能夠滿足大多數(shù)設(shè)備之間的通信需求。

多設(shè)備連接：藍(lán)牙技術(shù)支持多設(shè)備同時(shí)連接，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通。

可靠性高：藍(lán)牙技術(shù)采用了自適應(yīng)頻率跳躍技術(shù)和頻率擴(kuò)展技術(shù)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。

易于使用：藍(lán)牙技術(shù)采用了簡單易懂的操作界面和配對流程，使用方便。

二、Zigbee

ZigBee是一項(xiàng)新型的無線通信技術(shù)，適用于傳輸范圍短數(shù)據(jù)傳輸速率低的一系列電子元器件設(shè)備之間。ZigBee無線通信技術(shù)可于數(shù)以千計(jì)的微小傳感器相互間，依托專門的無線電標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成相互協(xié)調(diào)通信，因而該項(xiàng)技術(shù)常被稱為Home RF Lite無線技術(shù)、FireFly無線技術(shù)。ZigBee無線通信技術(shù)還可應(yīng)用于小范圍的基于無線通信的控制及自動化等領(lǐng)域，可省去計(jì)算機(jī)設(shè)備、一系列數(shù)字設(shè)備相互間的有線電纜，更能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同數(shù)字設(shè)備相互間的無線組網(wǎng)，使它們實(shí)現(xiàn)相互通信，或者接入因特網(wǎng)。

ZigBee無線通信技術(shù)是基于蜜蜂相互間聯(lián)系的方式而研發(fā)生成的一項(xiàng)應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，ZigBee無線通信技術(shù)表現(xiàn)出更為高效、便捷的特征。作為一項(xiàng)近距離、低成本、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，ZigBee無線通信技術(shù)其關(guān)于組網(wǎng)、安全及應(yīng)用軟件方面的技術(shù)是基于IEEE批準(zhǔn)的802 15.4無線標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)技術(shù)尤為適用于數(shù)據(jù)流量偏小的業(yè)務(wù)，可尤為便捷地在一系列固定式、便攜式移動終端中進(jìn)行安裝，與此同時(shí)，ZigBee無線通信技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)GPS功能。

ZigBee具有如下優(yōu)點(diǎn)：

低功耗：由于ZigBee的傳輸速率低，發(fā)射功率僅為1mW,而且采用了休眠模式，功耗低，因此ZigBee設(shè)備非常省電。據(jù)估算，ZigBee設(shè)備僅靠兩節(jié)5號電池就可以維持長達(dá)6個月到2年左右的使用時(shí)間，這是其它無線設(shè)備望塵莫及的。

成本低：ZigBee模塊的初始成本在6美元左右，估計(jì)很快就能降到1.5-2.5美元， 并且ZigBee協(xié)議是免專利費(fèi)的。低成本對于ZigBee也是一個關(guān)鍵的因素。

時(shí)延短：通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短，典型的搜索設(shè)備時(shí)延30ms,休眠激活的時(shí)延是15ms, 活動設(shè)備信道接入的時(shí)延為15ms。因此ZigBee技術(shù)適用于對時(shí)延要求苛刻的無線控制（如工業(yè)控制場合等）應(yīng)用。

網(wǎng)絡(luò)容量大：一個星型結(jié)構(gòu)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個從設(shè)備和一個主設(shè)備， 一個區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個ZigBee網(wǎng)絡(luò)， 而且網(wǎng)絡(luò)組成靈活。

可靠：采取了碰撞避免策略，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式， 每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進(jìn)行重發(fā)。

安全：ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能，支持鑒權(quán)和認(rèn)證， 采用了AES-128的加密算法，各個應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。

三、WiFi

WiFi全稱Wireless Fidelity，又稱802．11b標(biāo)準(zhǔn)，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度較高，可以達(dá)到11Mbps；另外它的有效距離也很長，同時(shí)也與已有的各種802．11DSSS設(shè)備兼容。

WiFi是一個無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的品牌，由Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-Fi Alliance)擁有，目的是改善基于IEEE 802．11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間的互通性。Wi-Fi聯(lián)盟成立于1999年，當(dāng)時(shí)的名稱叫做Wireless Ethernet Compatibility Alliance(WECA)，2002年10月正式改名為Wi-Fi Alliance。

Wi-Fi與有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，其特點(diǎn)和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：用戶移動性在有線網(wǎng)絡(luò)中，用戶只能在具有信息的位置上網(wǎng)，限制了終端用戶的活動范圍。而Wi-Fi建成后，能提供漫游服務(wù)，在無線網(wǎng)信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)，使用戶真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、隨意的接入寬帶網(wǎng)絡(luò)。此外，Wi-Fi還具有建設(shè)便捷性、投資經(jīng)濟(jì)性、業(yè)務(wù)可集成性以及健康安全性等優(yōu)勢。

WiFi技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

建設(shè)便捷性。Wi-Fi技術(shù)免去了網(wǎng)絡(luò)布線等工作，一般只需安裝一個或多AP(Access Point無線訪問節(jié)點(diǎn))設(shè)備，就可以解決一個區(qū)域的上網(wǎng)問題。避免了繁瑣的長工期的布線安裝工程。

投資經(jīng)濟(jì)性。有線網(wǎng)絡(luò)的固有缺點(diǎn)就是缺乏靈活性。在有線接入網(wǎng)規(guī)劃中，考慮到未來的發(fā)展，大量的超前投資往往會出現(xiàn)線路利用率低的情況。而WLAN的規(guī)劃就可以隨著用戶的增加而逐步擴(kuò)展，在初期根據(jù)用戶的需要布置少量的點(diǎn)。當(dāng)用戶數(shù)量增加時(shí)，只需再增加幾個AP設(shè)備，而不需要重新布線，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。

• 業(yè)務(wù)可集成性。由于Wi-Fi技術(shù)在二層與以太網(wǎng)完全一致，所以能夠?qū)LAN集成到已有的寬帶網(wǎng)絡(luò)中，也能將利用已有的寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用到WLAN中。這樣，就可以利用已有的寬帶有線接入資源，迅速地部署WLAN網(wǎng)絡(luò)，形成無縫覆蓋。
• 健康安全性。手機(jī)的發(fā)射功率約200mW～1W，手持式對講機(jī)高達(dá)5W，而IEEE 802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100mW，實(shí)際發(fā)射功率約60mW～70mW，且無線網(wǎng)絡(luò)使用方式并非像手機(jī)直接接觸人體，因此Wi-Fi技術(shù)是絕對安全的。

Wi-Fi技術(shù)的缺點(diǎn)：

傳輸速率局限性。雖然Wi-Fi技術(shù)最高數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)稱可達(dá)11Mb/s～54Mb/s，但系統(tǒng)開銷會使應(yīng)用層速率減少50%左右。同時(shí)頻率干擾會使數(shù)據(jù)傳輸速率明顯降低。

質(zhì)量的不穩(wěn)定性。空間的無線電波間存在相互影響，特別是同頻段同技術(shù)設(shè)備之間將存在明顯影響。不僅如此，無線電波傳播中根據(jù)障礙物不同將發(fā)生折射、反射、衍射、信號無法穿透等情況，其質(zhì)量和信號的穩(wěn)定性都不如有線接入方式。

安全性有待提高。Wi-Fi采用了基于用戶的認(rèn)證加密體系來提高其安全性，但其安全性和數(shù)據(jù)的保密性都不如有線接入方式。