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无线网路整合技术与应用剖析
 

【作者: Charles Razzell】2003年09月05日 星期五

浏览人次:【3481】

无线网路市场的迅速发展,使同为业界标准的无线区域网路技术802.11b(WLAN),与无线个人网路技术Bluetooth(蓝芽)相关产业亦不断地成长;此趋势从目前市场上产品的实际应用面来看即可了解,例如市场上越来越多的行动电话内建蓝芽功能,提供与无线耳机或车用免持听筒设备连接的能力,以及PDA与笔记型电脑内建Wi- Fi无线网路,让使用者能随时行动上网。


推动无线网路在消费领域发展的主要因素,在于产品外形、尺寸、重量和耗电量的不断减小。随着这两种无线技术的普及,未来大部分笔记型电脑或PDA等手持式无线网路产品,将同时配备Wi-Fi和Bluetooth介面,以满足使用者多元的需求。因此两种无线网路介面的整合也就越显重要。


Wi-Fi、Bluetooth标准之特色与应用

Wi-Fi

Wi-Fi(Wireless Fidelity)主要是针对由「电机及电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronic Engineers;IEEE)所研发的802.11b通讯标准,来进行产品认证。无论室内室外,只要在无线基地台的讯号范围内,再搭配无线电网路卡或内建的无线网路介面,都可以无线上网存取资料。


Wi-Fi在传送速度、可互换性和相容性上都较为突出,例如在传送速度方面,基于IEEE 802.11b High Rate的标准,传送速度达11Mbps;而在可互换性和相容性上, Wi-Fi的目标是针对所有的无线网络设备,提供一个高速无线网路通讯的标准,主要的诉求对象在于中小型企业、公共服务、教育研究等商业行为层级。


Bluetooth

Bluetooth(蓝芽)是一种低成本、短距离的无线通讯技术标准。此技术的设计初衷是将各种数位资讯设备藉由无线传输方式连接,进而形成一种短距点对点连线网路,使得在其范围内的各种资讯化装置都能实现资源分享。其最终目的即是建立一个全球统一的无线连接标准,使得不同厂家生产的各种设备,在近距离内都能无需电缆就可很方便地连接起来,实现相互操作与资料共用的理想。


目前Bluetooth技术主要使用在行动电话、数位相机、PDA等个人可携式电子设备,进行短距离的语音与资料传输应用,所需要的通讯速率较低,可减少电源消耗,延长使用时间。嵌入Bluetooth技术的数位行动电话将可实现一机三用,真正达成个人通信的功能。此技术代表对传统通信和电脑终端设备的一种崭新挑战,如果这种技术成本低廉并得到广泛的应用,那么它将对人们的工作生活和通信方式带来巨大的影响。


无线技术的应用

在应用方面,Wi-Fi的传输距离长、速度快,可以满足使用者大量占用频宽的网路应用,就像在有线区域网路上一样。而Bluetooth技术的应用却是在移动设备间的小范围连接,因而就本质上来说,它是一种代替电缆,且同时具备低功耗、低成本和比较灵活等特点的技术。因此,Wi-Fi是实现有形与特定的网路,而由Bluetooth形成的网路则是无形且看不见。Bluetooth适合用在手机、笔记型电脑等简易资料传递,一般有效距离为10米;而Wi-Fi则较适用于办公室中的企业无线网路,进行影像等高速无线传输,有效距离长达100米。


近年来,随着各种短距离无线通信技术发展,人们提出了一个新的概念,即个人区域网路(Personal Area Network;PAN)。 PAN的构想是以无线电来取代实体电缆,建构属于个人化的无线资讯网路,而Bluetooth技术正属于PAN的应用范围。此外,Bluetooth是采用跳频技术(Frequency Hopping)的展频(Spread Spectrum)方式;Wi-Fi无线网路,则是采用直接序列(Direct Sequence)的展频方式。



《图一 Bluetooth与Wi-Fi外围应用示意图》
《图一 Bluetooth与Wi-Fi外围应用示意图》

Bluetooth、Wi-Fi之技术整合与展望

虽然Bluetooth与Wi-Fi同时使用相同的一个无线ISM(Industrial-Scientific-Medical)频带频段2.4GHz,但802.11x仅运用其中固定的16MHz频宽,而Bluetooth却使用整个频带进行跳频,所以两种无线传输同时进行时,就会发生封包碰撞,造成相互干扰,影响资料传输。因此要如何整合两种无线技术,是业界最欲解决的课题之一。目前多数手持式电子设备仅有Bluetooth或WLAN其中一项无线功能,虽然部份装置可以藉由扩充插槽,以外接模组的方式同时拥有两种无线传输功能,但互相干扰的问题仍不易解决。


现在一般市场解决相互干扰的方式,大多是透过通讯协调,让Wi-Fi拥有优先权,根据每个网路资料流量,再将频宽动态分享给Bluetooth使用。 Bluetooth如遇到Wi-Fi使用的频道,则采取暂停的方式闲歇传送。虽不会彼此干扰,但却影响Bluetooth效能。为解决频道共用上的问题,目前已有厂商采平行工作的概念,在无线架构中,从共存角度来构建Bluetooth、Wi-Fi前端、基频与MAC层。MAC控制技术允许管理在Bluetooth和Wi-Fi间的流量,而实体层技术则管理自干扰和邻近讯息通道干扰问题。


过去各种无线模组体积及耗电量,一直都存在技术瓶颈,导致整合多种无线技术的产品迟迟无法问世。近年来随着无线技术渐趋成熟,Bluetooth与Wi-Fi晶片价格也越来越便宜,具备无线传输功能之可携式电子产品也越来越多元,因此整合Bluetooth与Wi-Fi之无线技术的需求也就越来越强。 Bluetooth和Wi-Fi是两个不同定位的产品,基本上彼此并无矛盾,也不会争抢市场,如果处理得好,两者还可以互补。因此整合这两种无线网路介面于同一个设备或晶片组中,将成为重要的市场趋势。 (本文由环隆电器提供)


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