无线通信解决方案汇总

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目前市面上的传统无线设备和新型的智能终端设备大都采用了无线通信标准。比较常见的是WIFI,蓝牙,NFC,红外等,除此之外,还有一些无线通信标准也比较常见。

下面我将介绍目前市面上比较流行的几种无线通信协议。因为每一项新的技术标准铺展开来,都可以写一本厚厚的魔法书,所以这里不做深入探讨,只是简单的描述它们的原理,特性及使用场合。

1.LIFI
LIFI—Light Fidelity, 即可见光无线通信,2011年由德国物理学家Herald Hass发明。也是当前市场上炒的十分火热的技术,但是由于成本昂贵,目前只是在大学实验室有验证型成果推出,真正的实现商用还有很长的路要走。

它的实现原理是利用快速变换的光脉冲来传输无线信息,通过对LED端植入编码解码芯片作为数据接入点,比如LED的关断表征二进制0,开通表征二进制1,再配合用户终端实现数据通信。

使用场合:主要运用在光线传输可见范围内场合,比如咖啡厅,办公区,客厅等等。市场前景十分广阔。有人认为它可能取代WIFI,但是它自身的技术特点决定了它不可能完全取代WIFI产品,可以作为WIFI的互补形式存在,实现LIFI和WIFI的无缝切换。

优点: 超高带宽,超高传输速率,可以达到10Gbps。使用户接入互联网的门槛降低(只需要一支LED即可),
缺点: 抗干扰能力差,信号可穿透力差。在无光源的场合,信号将被瞬间切断。

2.WIFI
WIFI—无线保真技术。从1997年推出IEEE802.11b草案到最近推出的802.11ad标准,wifi的发展已经存在了18年。传统的802.11b设备已经无法满足当今时代对高带宽高速率数据资源的传输要求,最新的802.11ad已经将频率拓展到了60GHZ频段。

WIFI技术也是目前主流消费类市场被广泛运用的技术,手机, pad,笔记本电脑等智能终端设备大都将wifi作为标配。

其中802.11b工作在2.4GHZ频段,处于11Mbps传输速率水平,属于淘汰类技术.
802.11g 工作在2.4GHZ频段,处于54Mbps速率水平,传统的笔记本上基本都有配置,比如2008年之前的IBM,联想等笔记本将之作为标配。该技术也处于落后水平,也基本退出历史舞台,
802.11a 工作于5GHZ频段,传输速率54Mbps,
802.11n 目前市面上主流300Mbps的数据传输速率,完全满足当今普通消费者的使用需求,
802.11ac 理论传输速率达到433Mbps, 很适合高清影音视频传输业务,目前的主流市场是企业级AP使用较多。最新的MAC 笔记本电脑和部分手机设备将之作为标配,
802.11ad 理论速率达到7Gbps,刚刚起步的技术,完美的高清视频解决方案。

优点:
1)有较强的穿透力,有较大的数据传输覆盖范围,有效的解决信号死角;Highpower版本的AP在良好环境下可以传输几公里距离,
2)带宽大,传输速率高.
缺点:
1)易受干扰,尤其是2.4GHZ频段,由于国内可使用频段只有11个,在大量AP信号覆盖场合会降低信号质量;而且其他2.4GHZ频段产品也会对之产生干扰;
2)安全性差,wifi类产品的加密技术很容易被破解,很多用户有发现自己的AP被隔壁家老王蹭网的经历^_^;
3)由于载频不断提高,新型的802.11ad技术信号衰减厉害,覆盖范围窄,
4) 难以生产,由于5GHZ,60GHZ对信号质量有着十分严格的要求,该产品在生产环节难以把控,同时也对测试仪器设备商提出了巨大的挑战。

3.BlueTooth
BlueTooth—蓝牙,工作于2.4GHZ频段,1994年由爱立信通信创建,其目的是为了取代传统的RS232传输总线,摆脱线缆的束缚。记忆中最火的时候是08年左右,那是还是Nokia功能机的天下,朋友们乐此不疲的是用蓝牙传输MP3和电子书。当前Bluetooth技术已经发展到了4.2阶段,用以满足高速发展的物联网需求。

优点:
1)低功耗,4.0版本以上蓝牙技术已经实现了低功耗设计,对于超长待机需求场合无疑是一个很好的选择;
2)安全性高,由于采用了调频通信技术[79个频段间隔1MHZ,以1660跳/s速度切换通信通道],所以双方信息较难被捕获;
缺点:
1)传输速率低,最新的蓝牙4.2标准草案说明速率是4.0版本[24Mbps]的2.5倍,也就是60Mbps.
2)传输距离短,大概是10m左右的范围。

4.ZigBee
Zigbee—传说中的”紫峰”,与2.4GHZ Bluetooth类似。可以实现近距离无线组网,支持254个子节点通信。
优点:
1)性价比高,商用的zigbee芯片一般价格比较便宜,主要运用在智能家居领域。
2)低功耗,相比蓝牙和wifi的功耗有明显优势,
3)短延时, 充待机状态到唤醒只需要15ms左右,进入组网需要30ms左右,对比蓝牙优速明显,
4)免执照频段,2.4G全球,915MHZ美国,868MHZ欧洲,
缺点:
1)传输速率低,在2.4G频段理论链接速率只有250kbps,因无线传输存在路径损耗,可能真正可以利用的速率只有100kbps左右;
2)传输距离近,实际有效传输距离在10m~75m,

5.RFID
RFID—Radio Frequency Identification[无线射频识别],主要应用在门禁,防盗,物业管理系统。
优点:结构简单,便携,
缺点:由于该技术可能会在未经许可的情况下读取个人信息,存在个人隐私泄露隐患。

6.NFC
NFC—Near Field Communication[近场通信],由非接触式射频识别技术[RFID]演变而来,工作频点为13.56MHZ, 有效通信距离为20cm。2003年由飞利浦和sony联合发布,2013年,随着智能终端设备和移动支付终端市场的崛起而被广泛使用,主要应用在手机,支付终端,银行卡,门禁系统等场合。
优点:不需要用户输入密码,省去手工配对的麻烦,使用灵活简单。
缺点:存在安全隐患,尤其是在智能手机终端,很可能会被植入木马等。

6.IrDA

7.WUSB
WUSB—[wireless USB],即无线USB技术。是2004年英特尔推出的全新无线传输标准。在10m范围内传输,功耗低于蓝牙,理论传输速率480Mbps。主要应用于家庭娱乐中心,比如打印机,数码相机,扫描仪等。是最有可能取代Bluetooth的一种无线技术。

8.WiHD
WiHD—WirelessHD[无线高清],是一种很让用户期待的高速无线技术,这主要在于它运用了60GHz频段(毫米波)的频谱,能够取得更大的数据传输速率,其最初的传输速率便高达4Gbps,从而能更可靠地提供传输高质量、高清晰度无压缩视频所必要的频宽。

9.WHDI
WHDI—Wireless Home Digital Interface[无线家庭数字接口],设定了一个无线高清晰度视频连接的新标准。它提供了一个高品质,无压缩的无线连接方式。其采用的MIMO技术和OFDM的调制方式能够实现高达3Gbps的传送速率。工作在4.9GHz~5.875GHz频段,20MHz或40MHz通道,符合全球5GHz频谱规定,范围是30米之内,可穿透墙壁,并且延迟小于1毫秒。

11.Z-Wave

12.UWB
UWB-UltraWideband,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。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号,UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。
特点: 抗干扰性能强,传输速率高,系统容量大发送功率非常小。UWB系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。而且,发射功率小,其电磁波辐射对人体的影响也会很小,应用面就广。

13.WiGig
14.GPS

[从网络资源整理]

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