藍牙技術在無線通訊中的優勢

王 斌

[關鍵詞]藍牙技術;無線通訊;優勢;紅外技術

所謂藍牙技術,是一種低功率短距離的無線通信技術標準的代稱,其實質是要建立通用的無線空中接口及其控制軟件的公開標準,使通信和計算機進一步結合,使不同廠家生產的便攜式設備可以在沒有電線或電纜相互連接的情況下,能在近距離范圍內具有互用、互操作的性能。一般來說,它的連接范圍為l0厘米到l0米之間;如果增加傳輸功率的話,其連接范圍可以擴展到l00米。

藍牙技術與紅外技術的比較,紅外(Infrared Red)通信技術是由紅外線數據協會推出的短距離通信標準。它通過波長為850納米的紅外光傳輸數據,常用的通信距離為1m～3m,傳輸速率較高,最高可達16Mbps。使用紅外技術的優點很多,但同時紅外線技術也具有一定的局限性,比如它僅適用于兩臺設備之間一對一的連接、發射角度不能達到全方位有效,要求有一定的指向性和不可遮蔽性,并受傳輸媒質本身的限制,更重要的一點是紅外線技術目前在全球范圍內還沒有一個統一的標準。相比之下,藍牙技術卻能實現一臺設備與多臺設備的相互連接,在多臺設備之間存在障礙情況下同樣可以進行無線通信。藍牙工作在2.4GHz全球自由頻段內、可以保證所有網絡設備自由連通,在全球范圍內所有藍牙設備標準統一。

藍牙技術與其他2.4GHz標準的比較,目前工作在2.4GHz頻段上,與藍牙構成主要競爭對手的無線技術有HomeRF和IEEE802.11b兩種。HomeRF是建立在共享無線訪問協議(SWAP)之上的,它在2.4GHz頻帶擴展頻譜上以50跳每秒的速率跳頻,最大功率為100mW,有效范圍約為50m,傳輸速率為1Mbps或2Mbps;該協議同時支持數據和語音通信,最多支持6個全雙工的語音信道。HomeRF從設計一開始就是為了滿足消費者在家庭網絡上的需求,除了提供良好的服務質量外,簡單、保密、易用是它很顯著的特點。在家庭網絡上,HomeRF產品是消費者適合的選擇。IEEE802.11b最初是以支持在大工作區內實現無線漫游為目的而開發的。它支持10個到100個接入點,傳輸距離最高可達300m,具有很好的可靠性,傳輸速率最高可達11Mbps。802.11b的傳輸速率和安全性比藍牙要高許多,在局域網的無線接入應用方面具有一定的優勢,但它對語音支持十分有限,只支持數據傳輸,它的最主要的應用是實現高質量的數據網絡,在體積、功耗和成本上也無法與藍牙相比。

與上面兩種技術相比,藍牙技術中的跳頻更快,因而更加穩定,同時它還具有低功耗、低代價和比較靈活等特點。總地來講,這些技術都是根據不同的使用場合以及不同的用戶需求而制定的,因此造成了它們各有自己的市場。其中,IEEE802.11b比較適合于辦公室中的企業無線網絡,HomeRF可應用于家庭中的移動數據和語音設備與主機之間的通信,紅外技術應用于傳輸速率高、使用次數少、移動范圍不太大的場合,而藍牙技術則可以應用于任何可以用無線方式替代線纜的場合。

作為一種新的無線通訊技術,與其他的類似技術相比較,藍牙技術在設計的過程中,考慮了諸多因素,具有以下的主要優點:

1.工作頻率及抗干擾性。藍牙技術以無線局域網的IEEE802.11標準技術為基礎,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工業、科學、醫學)頻段,該頻段用戶不必經過允許,在世界范圍內都可以自由使用,這就消除了“國界”的障礙。但因此在數據傳輸的過程中就可能會遇到不可預測的干擾源,為了避免干擾,藍牙技術特別設計了小數據分組和快速確認跳頻方案,以確保鏈路穩定。

2.使用方便。藍牙技術規范中采用了一種“Plug and Play”的概念,它有點類似于“即插即用”。用戶不必再需要學習如何安裝和設置,凡是嵌入藍牙技術的設備一旦搜尋到另一個藍牙設備,馬上就可以建立聯系,利用相關的控制軟件,即可以進行數據的傳輸。

3.支持語音。藍牙主要用于個人網絡、家庭網絡或者辦公室網絡,對語音的支持成為它必不可少的特性之一。

4.無須基站。藍牙系統網絡以藍牙模塊為節點,無須建立基站,就可以進行無線連接。藍牙采用了一種極為經濟的形式解決了無線通信中“最后10米”的問題,不需增加任何基礎設施建設費用,同時不對現有的固定通信網產生任何壓力。

5.尺寸小、功耗低。藍牙所有的技術和軟件都集成于9mm×9mm的微芯片內,從而可以集成到各種設備中。藍牙工作或待機時所消耗的電流大約只相當于手機的3%～5%,工作電壓也很低(3～5V)。另外,藍牙具有四種功耗模式,能夠在通信量減少或者通信結束時轉入到低功耗模式。

6.多路多方向鏈接。目前,相距很近的便攜式器件之間的鏈接一般是用紅外線進行的,使用起來仍有許多不便和限制。藍牙無線收發器的鏈接距離一般可達10米,不限制在直線范圍內,并且能夠穿透一般的障礙物,即便設備不在同一房間內也能夠相互鏈接。藍牙設備能自動尋找它周圍的藍牙設備,一旦找到就會自動建立連接,一個藍牙系統可同時連接多達7個設備,構成一個微微網。相鄰的微微網之間可以通過一個同時跨兩個微微網的設備相連,使這種無線連接的范圍得以延伸。這就可以把用戶身邊的設備都連接起來,形成一個“個人領域網絡”。

7.保密性。藍牙傳輸具有全方位特性?因此它就有可能被任意方向的設備竊聽或破壞,所以藍牙的防竊聽能力就顯得格外重要。為此,藍牙在其基帶協議中加入了鑒權和加密措施。另外,藍牙采用的跳頻技術本身也具有一定的保密性。

藍牙技術,實際上是一種短距離無線電技術,利用“藍牙技術”能夠有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦和移動電話手機等移動通信終端設備,并且能夠成功地簡化以上這些設備與因特網之間的通信,從而使這些現代通信設備與因特網之間的數據傳輸變得更加迅速高效,為無線通信拓寬道路。其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產品、消費電子產品和汽車等信息家電,組成一個巨大的無線通信網絡。

藍牙技術采用全球統—的技術標準,很好地解決了產品兼容問題,而且藍牙技術的復雜程度相對較低,更重要的是,由于它采取的免費策略,完全開放的技術標準將能促使藍牙市場化盡快應用。因此,藍牙技術在將來將具有非常廣闊的應用前景。

(編輯/丹桔)