幾種短距無(wú)線通信技術(shù)的對(duì)比和應(yīng)用前景
目前使用較廣泛的近距無(wú)線通信技術(shù)有藍(lán)牙(Bluetooth)、無(wú)線局域網(wǎng)802.11(Wi-Fi)和紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA)。同時(shí)還有一些具有發(fā)展?jié)摿Φ慕酂o(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如Zigbee、超寬頻(Ultra WideBand)、5G Wi-Fi、433MHz、近場(chǎng)通信(NFC)、DECT等等。
藍(lán)牙技術(shù)是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范，其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的近距無(wú)線接口，將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合起來(lái)，使各種設(shè)備在沒(méi)有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHz ISM頻段，提供1Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離。
但藍(lán)牙技術(shù)遭遇了最大的障礙是過(guò)于昂貴。突出表現(xiàn)在芯片大小和價(jià)格難以下調(diào)、抗干擾能力不強(qiáng)、傳輸距離太短、信息安全問(wèn)題等等。這就使得許多用戶(hù)不愿意花大價(jià)錢(qián)來(lái)購(gòu)買(mǎi)這種無(wú)線設(shè)備。因此，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家認(rèn)為，藍(lán)牙的市場(chǎng)前景取決于藍(lán)牙價(jià)格和基于藍(lán)牙的應(yīng)用是否能達(dá)到一定的規(guī)模。但目前藍(lán)牙在手持移動(dòng)設(shè)備短距離傳輸上還占很大的市場(chǎng)份額。
Zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個(gè)域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。主要特點(diǎn)包括低功耗、低成本、低速率、支持大量節(jié)點(diǎn)、支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、低?fù)雜度、快速、可靠、安全。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可分為協(xié)調(diào)器(Coordinator)、匯聚節(jié)點(diǎn)(Router)、傳感器節(jié)點(diǎn)(EndDevice)等三種角色。
Zigbee作為一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，由于其網(wǎng)絡(luò)可以便捷的為用戶(hù)提供無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能，因此在物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制等領(lǐng)域具有非常強(qiáng)的可應(yīng)用性。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、家庭人口結(jié)構(gòu)以及信息技術(shù)的的發(fā)展變化，人們對(duì)家居環(huán)境的安全性、舒適性、效率性、透明性提出了更高的要求。同時(shí)越來(lái)越多的家庭要求家居產(chǎn)品不僅要具備簡(jiǎn)單的智能，更要求整個(gè)系統(tǒng)在功能擴(kuò)展、外延以及服務(wù)方面能夠做到簡(jiǎn)單、方便、輕松、安全。很顯然，我們的家居生活需要改變。
雖然智能家居的概念很早就出現(xiàn)，市場(chǎng)需求也一直存在，但長(zhǎng)期以來(lái)智能家居的發(fā)展由于受制于相關(guān)技術(shù)的突破，一直沒(méi)有得到大規(guī)模的應(yīng)用普及。ZigBee的出現(xiàn)使這個(gè)問(wèn)題得到了很好的解決。
物聯(lián)網(wǎng)則是一個(gè)極其龐大的網(wǎng)絡(luò)，它涉及各行各業(yè)，其實(shí)質(zhì)就是讓萬(wàn)事萬(wàn)物通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)許多超級(jí)智能化的應(yīng)用。傳感器網(wǎng)是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)最基本的網(wǎng)絡(luò)，傳感器作為感知的最前端探測(cè)和搜集信號(hào)，之后則需要各種有線和無(wú)線的通信技術(shù)進(jìn)行設(shè)備相互間的通信交流。而光纖、ADSL、3G和Wi-Fi是作為聯(lián)網(wǎng)的主要?jiǎng)用}，而最后100米的短距離接入則是通過(guò)短距離無(wú)線通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而Zigbee被認(rèn)為是目前最適合傳感器網(wǎng)絡(luò)接入端的無(wú)線通信技術(shù)。
5G Wi-Fi（802.11ac）是指第五代Wi-Fi傳輸技術(shù)，并且運(yùn)行在5Ghz無(wú)線電波頻段（并不是運(yùn)行在5Ghz頻段的Wi-Fi就是5G Wi-Fi，而只有采用802.11ac協(xié)議的Wi-Fi才是真正5G Wi-Fi）。
更高的無(wú)線傳輸速度是5G Wi-Fi的最大特征。業(yè)界認(rèn)為，5G Wi-Fi的入門(mén)級(jí)速度是433Mbps，這至少是現(xiàn)在Wi-Fi速率的三倍，一些高性能的5G Wi-Fi還能達(dá)到1Gbps以上。而博通是較早提出提出此技術(shù)和較早應(yīng)用此技術(shù)且相對(duì)比較成熟的芯片廠商，目前使用博通5G芯片的著名品牌有蘋(píng)果手機(jī)iphone5、三星手機(jī)GALAXY S4、HTC one 、騰達(dá)11ac 千兆無(wú)線路由器等。
盡管被稱(chēng)為4G的第四代移動(dòng)通信制式還沒(méi)有正式商用，但5G Wi-Fi卻已興起。由于國(guó)內(nèi)外廠商紛紛在產(chǎn)品中加入對(duì)5G Wi-Fi功能的支持，有業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示未來(lái)一年內(nèi)，5G Wi-Fi將迅速普及，而各大連鎖咖啡店和西餐廳或?qū)⒚媾R5G Wi-Fi路由器的更換潮。
UWB（Ultra Wideband）是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。
UWB抗干擾性能強(qiáng)，傳輸速率高，系統(tǒng)容量大發(fā)送功率非常小。UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。有人稱(chēng)它為無(wú)線電領(lǐng)域的一次革命性進(jìn)展，認(rèn)為它將成為未來(lái)短距離無(wú)線通信的主流技術(shù)。
UWB 技術(shù)多年來(lái)一直是美國(guó)軍方使用的作戰(zhàn)技術(shù)之一，由于UWB 具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢(shì)，在短距離范圍內(nèi)提供高速無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸將是UWB 的重要應(yīng)用領(lǐng)域。此外，通過(guò)降低數(shù)據(jù)率提高應(yīng)用范圍，具有對(duì)信道衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低，能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)。
第二個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是家庭數(shù)字娛樂(lè)中心。在過(guò)去幾年里，家庭電子消費(fèi)產(chǎn)品層出不窮。PC、DVD 、DVR 、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、HDTV 、PDA 、數(shù)字機(jī)頂盒、MD、MP3、智能家電等等出現(xiàn)在普通家庭里，將來(lái)你的住宅中的PC、娛樂(lè)設(shè)備、智能家電和Internet都連接在一起，這就是家庭數(shù)字娛樂(lè)中心的概念，你可以在任何地方使用它們。
如前所述，UWB 系統(tǒng)在很低的功率譜密度的情況下，已經(jīng)證實(shí)能夠在戶(hù)內(nèi)提供超過(guò)480Mbps 的可靠數(shù)據(jù)傳輸。與當(dāng)前流行的短距離無(wú)線通信技術(shù)相比，UWB 具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢(shì)，最大可以提供高達(dá)1000Mbps 以上的傳輸速率。UWB技術(shù)在無(wú)線通訊方面的創(chuàng)新性、利益性已引起了全球業(yè)界的關(guān)注。與藍(lán)牙、802.11b、802.15 等無(wú)線通信相比， UWB可以提供更快、更遠(yuǎn)、更寬的傳輸速率，越來(lái)越多的研究者投入到UWB 領(lǐng)域，有的單純開(kāi)發(fā)UWB技術(shù)，有的開(kāi)發(fā)UWB應(yīng)有，有的兼而有之。相信UWB技術(shù)， 不僅為低端用戶(hù)所喜愛(ài)，且在一些高端技術(shù)領(lǐng)域的需求和商業(yè)市場(chǎng)的推動(dòng)下，UWB 技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展和成熟起來(lái)。
總的來(lái)說(shuō)，它們都有其立足的特點(diǎn)，或基于傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求；或著眼于功能的擴(kuò)充性；或符合某些單一應(yīng)用的特別要求；或建立競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)的差異化等。但是沒(méi)有一種技術(shù)可以完美到足以滿(mǎn)足所有的需求。
