Alex_McAvoy

想要成为渔夫的猎手

无线个域网技术

【概述】

无线个域网概述中,介绍了无线个域网有五种类型:蓝牙、IrDA、HomeRF、UWB、ZigBee

其中,蓝牙在蓝牙技术中进行了介绍,下面将简单介绍其他四种 WPAN 技术

【红外技术 IrDA】

概述

为了建立一个统一的红外数据通讯的标准,1993 年,由 HP、COMPAQ、INTEL 等二十多家公司发起成立了红外数据协会(Infrared Data Association,IRDA),1993 年 6 月 28 日,来自 50 多家企业的 120 多位代表出席了红外数据协会的首次会议,并就建立统一的红外通讯标准问题达成了一致

IR 工作原理

红外技术采取二极管和 IR 接收机进行工作

其中,二极管(LED)可以发射光源或者光束,并对其进行编码;IR 接收机是一种光感应设备,可以感应光源并对其携带信息译码

IR 具有两种联网方式:

  • 直射式:发射机和接收机在直接的视距上,仅限于连接两台设备,可靠切安全
  • 漫射式:信号扩展到了更宽的角度(180°),在封闭空间内各表面上可以反射信号。

在利用红外线进行通信,最高通信速率 115.2kbps,无需申请频率使用权,通信成本低廉,且体积小、功耗低、连接方便、简单易用

体系架构

IrDA 数据协议由物理层、链路接入层、链路管理层三个基本层协议组成

此外,为满足各层上的应用的需要,IrDA 栈支持 IrLAP、IrLMP、IrIAS、IrIAP、IrLPT、IrCOMM、IrOBEX、IrLAN 等

需要说明的是,IrIAS、IrLPT、IrCOMM、IrOBEX、IrLAN 是建立在 IrLAP 之上的应用

在 IrDA 红外串行物理层协议中,将数据通信按发送速率分为三类:

  • SIR:串行红外,其速率覆盖了 RS-232 端口,通常支持的速率为 9600bps~1152Kbps
  • MIR:MIR 可支持0.576Mbps和1.152Mbps的速率
  • FIR:高速红外,常用于 4Mbps 的速率,有时也可用于高于 SIR 的所有速率

IrLAP 红外链路接入协议,与 OSI 模型的数据链路层对应,其基于 HDLC 协议和 SDLC 协议,定义了链路初始化、设备地址发现、建立连接、数据交换、切断连接、链路关闭以及地址冲突解决等操作过程

IrLMP 红外链路管理协议,是 IrLAP 之上的一层链路管理协议,主要用于管理 IrLAP 所提供的链路连接中的链路功能和应用程序以及评估设备上的服务,并管理如数据速率、BOF 的数量及连接转换向时间等参数的协调、数据的纠错传输等

【家庭射频技术 HomeRF】

HomeRF 工作组是由美国家用射员会领导于 1997 年成立的,其主要工作任务是为家庭用户建立具有互操作性的话音和数据通信网

HomeRF 借用了 802.11 规范中支持 TCP/IP 传输的协议,在语音传输性能方面借用了 无绳电话 DECT 标准

HomeRF 具有以下特点:

  • 工作频率:2.4GHz
  • 传输距离:40m
  • 数据传输速率:100Mbps
  • 无线以太网传输规范子集
  • 集成了语音和数据传送技术
  • 在 WLAN 的安全性方面主要考虑访问控制和加密技术

【超宽带技术 UWB】

超宽带技术(Ultra Wideband,UWB),是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据

其是无线电领域的一次革命性进展,有人认为它将成为未来短距离无线通信的主流技术

UWB 具有如下特点:

  • 工作频率:3.1~10.6GHz
  • 传输距离:10m
  • 数据传输率:100Mbps
  • 复用方式:时分复用
  • 优点:低功耗,宽频谱,不会干扰其他系统

相对于蓝牙系统来讲,UWB 技术要简单的多,而且在传输速率、成本上有巨大优势

【ZigBee】

Zigbee 是 IEEE 802.15.4 协议的代名词,这是一种短距离、低功耗的无线通信技术,用于个人区域网和对等网络。

ZigBee 具有如下特点:

  • 工作频率:2.4GHz
  • 传输距离:30m,在扩展模式下可达 134m
  • 数据传输率:20Kbps、40Kbps、250Kbps
  • 优点:节能
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