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常用无线网络标准汇总

2010-03-11 13:40 控制·综述, 自动控制 ⁄ 共 2265字 ⁄ 字号 暂无评论

目前常用的无线网络还有ZigBee、Bluetooth、HomeRF等,下面逐一介绍。

Zigbee

一种新型的短距离无线通信技术,特点是低功耗,低成本,组网灵活。Zigbee协议由zigbee联盟指定,包括应用层和网络层,其下层采用IEEE802.15.4协议,包括MAC层和物理层。其中应用层主要是满足一般的应用需要,处理用户的要求,要求网络层做相应的任务,网络层主要负责建立网络,加入网络,数据传输时路由建立,路由等工作。MAC层负责信道检测,信道判定。物理层主要负责基带工作,主要是数据的编码,解码方式,以及调制。
IEEE 802.15.4/ZigBee协议中明确定义了三种拓扑结构:星型结构、簇状结构和网状结构。协议定义了两种相互配合使用的物理设备--全功能设备和削减功能设备。全功能设备(Full function device, FFD)可以支持任何一种拓扑结构,可以作为网络协商者和普通协商者,并且可以和任何一种设备进行通信;削减功能设备(Reduced function device, RFD),只支持星型结构,不能成为任何协商者,可以和网络协商者进行通信,实现简单。
IEEE 802.15.4/ZigBee网络需要至少一个全功能设备作为网络协商者,终端节点一般使用削减功能设备来降低系统成本和功耗,提高电池使用寿命。另外所有设备必须使用一个64位的IEEE地址;可以使用16位短地址来减少数据包大小;寻址模式可以为网络增加设备标识符的星型结构,以及源和目标标识符的点到点结构两种。
物理层的设计是面向低成本和更高层次的集成需求的,对大部分较低端的实现来说,直接序列(Direct Sequence)的应用使得采用模拟电路变得非常简单,具有更高的容错性能;MAC层的设计不但使得多种拓扑结构网络的应用变得简单,可以实现非常有效的功耗管理,而不需要在很多管理模式之间切换。MAC层可以使用一种削减功能设备,由于其结构简单,不需要大量的Flash、ROM和RAM等存储设备,从而保证了较长的电池寿命。MAC还进行了特别的设计,可以支持极大数目的网络节点,而不需要对它们进行包装处理;网络层的设计支持网络规模在空间上的增长,而不需要使用高功耗的中继器,而且网络层在较少网络负载的条件下可以支持更大数目的网络节点。

Bluetooth

1995年爱立信首先提出的概念,由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚、东芝等5家公司联合制定的近距离无线通讯的技术标准。它工作在2.4GHz频带,传输速率为1Mbps,是一种无线数据与语音通信的开放性标准。它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接,使得近距离内各种信息设备能够实现无缝的资源共享。它的主要优点是:可以随时随地用无线接口来代替有线电缆连接;具有很强的可移植性,可应用于多种通信场合,如WAP、GSM、DECT等,引入了身份识别以后可以灵活实现漫游;功耗低,对人体危害小;集成电路应用简单,成本低廉,实现容易,易于推广。将来肯定会广泛的应用到通信电器设备中。

IEEE802.11

美国电机电子工程师协会(IEEE)为解决无线网路设备互连,于1997年6月制定发布的无线局域网标准。802.11是IEEE制订的第一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据访问,速率最高只能达到2Mbit/s。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准,前者已经成为目前的主流标准,而后者也被很多厂商看好。
IEEE802.11b是为改进其最初推出的无线标准IEEE802.11而推出的第二代无线局域网络协议标准。工作在2.4GHz频段内,最大数据传输速率为11Mbps,使用范围在室外为300m,在办公环境中为100m。只允许一种标准的信号发送技术,WECA将认证产品的互用性。
IEEE 802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线局域网标准的后续标准。802.11a标准的传输优点是传输速度快,速度可达54Mbps,完全能满足语音、数据、图像等业务的需要。缺点是无法与802.11b兼容,致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备在新的802.11a网络中不能用。
由于802.11b和802.11a两者的不互相兼容,IEEE又正式推出了完全兼容802.11b标准且与802.11a速率上兼容的802.11g标准,这样通过802.11g,原有的802.11b和802.11a两种标准的设备就可以在同一网络中使用。IEEE802.11g同802.11b一样,也工作在2.4GHz频段内,比现在通用的802.11b速度要快出5倍,并且与802.11完全兼容。

HomeRF

1997年成立的由美国家用射频委员会领导工作组HomeRF推出的HomeRF标准集成了语音和数据传送技术,工作频段为10GHz,数据传输速率达到100Mbit/s,在WLAN的安全性方面主要考虑访问控制和加密技术。HomeRF是对现有无线通信标准的综合和改进:当进行数据通信时,采用IEEE802.11规范中的TCP/IP传输协议;当进行语音通信时,则采用数字增强型无绳通信标准。但是,该标准与802.11b不兼容,并占据了与802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz频率段,所以在应用范围上会有很大的局限性,更多的是在家庭网络中使用。

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