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無線技術(shù)解讀:技術(shù)互補(bǔ),應(yīng)用融合
2007/2/1 13:42:00    產(chǎn)通學(xué)院,365PR NET

2006年也許是無線走入家庭的開端,從3G到WLAN、WiMAX,從UWB到Zigbee,無線通信多樣化的發(fā)展格局日益顯現(xiàn)。業(yè)界認(rèn)為,盡管各種無線技術(shù)目前可以“百舸爭流”來描述,但面向未來,不同技術(shù)的互補(bǔ)和融合將成為大勢所趨。

2006年也許是無線走入家庭的開端,我們已經(jīng)感受到了前所未有的無線應(yīng)用,鼠標(biāo)是無線功能的,手機(jī)是帶藍(lán)牙的,筆記本要有Wi-Fi的,傳感器要無線的……隨著無線通信技術(shù)的演變,從3G到WLAN、WiMAX,從UWB到Zigbee,多樣化發(fā)展的格局日益顯現(xiàn)。其中,WiMAX已經(jīng)成為一種全球性的通信技術(shù),中國無疑將在其中扮演關(guān)鍵的角色,而中國運(yùn)營商的加入將極大地加速WiMAX的發(fā)展進(jìn)程。

種種跡象表明,中國WiMAX市場2006年開始啟動,之后將保持較高的增長速度,2008年將迎來高速成長期,2010年中國的WiMAX用戶數(shù)有望達(dá)到300萬戶,其中以城市用戶為主,同時無線寬帶業(yè)務(wù)將與移動通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不斷融合,促成無線通信產(chǎn)業(yè)的新格局。

1、新技術(shù)概覽

數(shù)據(jù)顯示,2005年全球有2.7億個電子設(shè)備應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù),而到2006年,WLAN的市場規(guī)模將達(dá)到50億美元,到2009年,全球的WiMAX用戶將達(dá)到850萬線,到2011年,各種零售商對于RFID的投資將達(dá)41億美元。無線技術(shù)正以嶄新的姿態(tài),逐漸走入人們的生活。

業(yè)內(nèi)專家表示,當(dāng)前在公眾移動通信快速發(fā)展的同時,WLAN得到了日益廣泛的應(yīng)用,WiMAX 受到了業(yè)界普遍關(guān)注,集群通信的應(yīng)用步伐在逐步加快,而以UWB(超寬帶技術(shù))、RFID(射頻識別)、ZigBee等為代表的短距無線接入技術(shù)也在辦公、物流、信息化家庭等領(lǐng)域嶄露頭角,無線通信領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用日趨活躍。

(1)MMDS:高速無線傳輸技術(shù)

MMDS技術(shù)其實也是一種無線通信技術(shù),這種技術(shù)的英文全名為Multichannel Microwave Distribution System,中文含義叫多路微波分配系統(tǒng)。這種技術(shù)是最近才發(fā)展起來的通過無線微波傳送有線電視信號的一種新型傳送技術(shù),不但安裝調(diào)試方便,而且由這種技術(shù)組成的系統(tǒng)重量輕、體積小、占地面積少,很適合中小城市或郊區(qū)有線電視覆蓋不到的地方。

MMDS技術(shù)以視距傳輸為基礎(chǔ)的圖像分配傳輸技術(shù),正常工作頻段一般為2.5GHz-3.5GHz,是一種新的寬帶數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù),在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接,給移動用戶提供高速無線寬帶接入服務(wù)。在系統(tǒng)的更新?lián)Q代方面,MMDS技術(shù)將會比其他通信技術(shù)更容易升級。

MMDS最顯著的特點就是各個降頻器本振點可以不同,可由用戶自選頻點,即多點本振,所以,各降頻器變頻后的信號,可以分別落在電視標(biāo)準(zhǔn)頻道的VHFI、Ⅲ頻段;增補(bǔ)的A、B頻段;UHF的13-45CH(頻段),這對于用戶避開當(dāng)?shù)氐拈_路無線電視或CATV占用的頻道有極大的好處。早期MMDS主要是一種單向非分配型圖像業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng),F(xiàn)在已可以比T-1更快的速率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信號。MMDS不需要與本地的電話和有線電信服務(wù)公司打太多的交道,這些公司一般都不愿意合作,不想開放自己的網(wǎng)絡(luò)。在MMDS系統(tǒng)中,通常是用以太網(wǎng)與無線Modem連接。

(2)xMax:速率媲美DSL的新寬帶無線技術(shù)

xMax是一種新的調(diào)制和編碼技術(shù),能夠使用更低的頻段開展寬帶網(wǎng)服務(wù)。這項技術(shù)利用了已經(jīng)用于播放電視信號等無線信號的頻道,但它并不干擾其它更強(qiáng)的信號。其獨特之處就在于它能夠發(fā)射普通天線所不能接收的微弱信號,但這些信號可以被專用天線所接收,無線電頻譜的頻道得到了雙重使用。

xMax技術(shù)最基本的優(yōu)勢在于它改善了傳送端與接收端的連線狀態(tài)。長期以來,無線工程師處心積慮想要解決的問題是通信通道中的噪音問題,而通道中的噪音主要分為兩類。
第一類叫做熱噪音,這種噪音主要是由在天線以及接收器的電子元件中隨機(jī)移動的電子所造成的,系統(tǒng)越熱,噪音就會越高。

第二種噪音,同時也是比較耐人尋味的一種噪音,就是各種不同傳輸波源彼此之間所造成的干擾。每個傳送端除了傳出的信號以外,同時也難以避免地會傳送一些噪音。雖然通訊規(guī)范里有明確的規(guī)定,每個傳送裝置只能泄漏多少噪音,并且這些噪音的頻率與中心頻率的差距不能相差太遠(yuǎn)。但是既便如此,也不能阻止這種情況:多個發(fā)送源同時傳送時,就會同時造成大量的干擾。因此,在城市環(huán)境中,噪音等級(沒有傳輸任何特定數(shù)據(jù)時的背景信號強(qiáng)度)都遠(yuǎn)比熱噪音要高很多。因此,對于給定的傳輸功率來說,這種噪音效應(yīng)大大地限制了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

XMax技術(shù)關(guān)鍵在于接送端使用了可以隔絕系統(tǒng)外其他噪音信號的技術(shù),當(dāng)接收端偵測到任何系統(tǒng)用來通訊的脈沖波訊號時,任何其他看起來像尋常載波的信號都會被去除。任何比載波的一個周期來得短的訊號都會被濾掉,換句話說,就是通道中大多數(shù)人為的噪音都將不復(fù)存在。

可見,xMax系統(tǒng)在許多方面具有不同以往的優(yōu)勢:它可以在不干擾到其它現(xiàn)存無線用戶的情況下傳送極其微弱的信號,而每單位面積所需要架設(shè)的基站數(shù)量,就會比現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)量低得多。而且手機(jī)信號可以使用較過去更低的功率來傳輸,同時也這表明利用同樣的功率可以傳輸更多的數(shù)據(jù)。并且,上述的這些好處是可以同時實現(xiàn)的。

該技術(shù)發(fā)明者xG Techonology公司的在佛羅里達(dá)的進(jìn)行中測試表明,在900MHz頻段運(yùn)作的傳送器只需使用150毫瓦的功率,就可以將信號傳送50公里遠(yuǎn),而現(xiàn)有系統(tǒng)則需要50瓦才能達(dá)到同樣效果,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了WiMax解決方案。

(3)WiMAX:全球性寬帶無線接入技術(shù)

WiMAX是全球微波接入互操作性(World Interoperability for Microwave Access)的簡稱,它基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn),其初衷是提供在城域網(wǎng)多廠商環(huán)境下,點對多點的寬帶無線接入,因此WiMax亦常被稱為IEEE Wireless MAN(Metropolitan Area Network)。

該技術(shù)涉及到兩個國際組織的工作:IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會802.16工作組和WiMAX論壇。IEEE 802.16工作組是標(biāo)準(zhǔn)的制定者;WiMAX論壇是IEEE802.16技術(shù)的推廣者。到目前為止,IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)系列包括802.16、802.16a、802.16c、802.16d、802.16e、802.16f、802.16g、802.16h 八個標(biāo)準(zhǔn)。其中,802.16標(biāo)準(zhǔn)于2001年12月發(fā)布,對10-66GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)的空中接口物理層和MAC層進(jìn)行了規(guī)范,由于使用的頻段較高,因此僅能應(yīng)用于視距范圍內(nèi)。

802.16d標(biāo)準(zhǔn)于2004年發(fā)布,該標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)版本稱為802.16-2004,該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)范了2-66GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)的空中接口物理層和MAC層,整合前期規(guī)范,引入非視距傳輸,引入OFDM技術(shù),在20MHz的信道范圍內(nèi)提供75Mbps的速率。同時,為了能夠后向平滑過渡到支持用戶終端以車輛速度移動的802.16e標(biāo)準(zhǔn),802.16d增加了部分功能以支持用戶的移動性。

2002.16e標(biāo)準(zhǔn)目前尚未正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的寬帶無線接入系統(tǒng),工作在2-6GHz之間適宜于移動性的許可頻段,引入OFDMA技術(shù),在5MHz的信道范圍內(nèi)提供15Mbps的速率。在提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上,引入用戶端的以車輛速度的可移動性,提出支持小區(qū)和信道間高層切換能力。于是,有觀點認(rèn)為該技術(shù)是能對3G 構(gòu)成競爭的下一代寬帶無線技術(shù)。但就目前最新發(fā)布的草案來看,802.16e標(biāo)準(zhǔn)僅提出了具有移動特性的框架,許多具體技術(shù)細(xì)節(jié)尚未規(guī)定,距離移動系統(tǒng)的構(gòu)建還需要大量工作。

WiMAX移動應(yīng)用模式采用符合IEEE 802.16e標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。WiMAX移動應(yīng)用模式是面向個人用戶的,提供支持切換和QoS機(jī)制的無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù),可以通過蜂窩組網(wǎng)方式覆蓋較大區(qū)域。由于WiMAX移動應(yīng)用模式和WLAN、3G 一樣能夠提供個人用戶無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù),而在覆蓋范圍、速率、移動性支持及終端成本方面各不相同,因此電信運(yùn)營商需要考慮它們之間的協(xié)同工作,以滿足用戶的多樣化需求。但是符合IEEE 802.16e標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備的工作頻段在我國還沒有確定下來,相關(guān)的系統(tǒng)容量、覆蓋范圍等仍無法確定。

目前,全球已有超過150家運(yùn)營商在進(jìn)行WiMAX試驗。WiMAX已經(jīng)成為一種全球性的通信技術(shù),中國力量無疑將在其中扮演關(guān)鍵的角色,而中國運(yùn)營商的加入將極大地加速WiMAX的發(fā)展進(jìn)程。

(4)SecureEasySetup:掀起Wi-Fi安裝變革

SecureEasySetup是近年來新起的技術(shù),消費(fèi)者僅需一個簡單的按鍵動作,便可以輕輕松松設(shè)置他們的無線網(wǎng)絡(luò)并激活受保護(hù)的Wi-Fi接入WPA。

RecureEasySetup實現(xiàn)了真正簡單的使用和自動化安全保護(hù),消除了目前普及家庭Wi-Fi產(chǎn)品的障礙。安裝該軟件,無線家庭網(wǎng)絡(luò)可以采用不同設(shè)備供應(yīng)商的最佳設(shè)備,為消費(fèi)者在家里共享內(nèi)容提供了新式且最佳用戶體驗。

傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)的安裝即復(fù)雜又費(fèi)時,它需要用戶具備技術(shù)知識和技巧,能夠手動為每個Wi-Fi設(shè)備進(jìn)行各種設(shè)置(比如網(wǎng)絡(luò)名稱、加密密鑰或WPA通行詞)。開發(fā)SecureEasySetup的目的是實現(xiàn)新的無線網(wǎng)絡(luò)的配置程序和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的設(shè)備添加程序自動化,使安裝過程簡便易行當(dāng)用戶按下在路由器和無線設(shè)備或者用戶筆記本電腦上的用戶接入點設(shè)置軟件上的SecureEasySetup鍵,SecureEasySetup隨即建立設(shè)備間的專線連接,自動配置網(wǎng)絡(luò)的SSID(服務(wù)設(shè)置識別器)并保證WPA的安全保護(hù)。

SecureEasySetup不僅應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的挑戰(zhàn),且更能輕松地杜絕Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)未經(jīng)授權(quán)的使用。有了SecureEasySetup按鍵,便不再需要以往實現(xiàn)每個無線設(shè)備的WPA安全保護(hù)所需的手動通行詞準(zhǔn)入。相反,該軟件配置新網(wǎng)絡(luò)時,自動建立系統(tǒng)WPA通行詞(也稱為“密鑰”)并在每個獲準(zhǔn)接入網(wǎng)絡(luò)的新設(shè)備上安裝密鑰。

(5)藍(lán)牙2.0+EDR核心規(guī)范

Bluetooth SIG于2005年宣布采用藍(lán)牙核心規(guī)范2.0版本及更高數(shù)據(jù)傳輸速率(EDR)。新規(guī)范使其數(shù)據(jù)傳輸速率提高2倍,并降低了功耗,從而延長電池的使用時間。由于帶寬增加,新規(guī)范提高了設(shè)備同時進(jìn)行多項任務(wù)處理、或同時連接多個藍(lán)牙設(shè)備的能力,并使傳輸范圍可達(dá)100 米,最高速率達(dá)到10Mbps。新的藍(lán)牙2.0+EDR核心規(guī)范得到Broadcom、CSR和RF Micro Devices這些廠商的支持,其中Broadcom已經(jīng)推出了業(yè)界首款以采用EDR技術(shù)的0.13μm 工藝制造的單片藍(lán)牙收發(fā)器BCM2045。此外,蘋果公司的新款PowerBook G4筆記本電腦是第一款支持藍(lán)牙2.0+EDR技術(shù)的電腦。

(6)ZigBee:低成本的雙向無線通信技術(shù)

ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù),主要適合于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備中,同時支持地理定位功能。ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的用于超低功耗的無線個人局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。它是由50多家公司聯(lián)合起草的,具有成本低、功耗小、應(yīng)用領(lǐng)域廣、具有標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等優(yōu)點。ZigBee與Bluetooth相比具有更低的功耗和成本,能夠最大限度的延長電池的使用壽命。ZigBee技術(shù)充分利用了IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn),并增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、安全性和應(yīng)用軟件,提供了靜態(tài)和動態(tài)星形、集群樹和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋和可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò),避免單點故障。因為ZigBee技術(shù)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),因而它提供了互操作性,使不同廠商之間的設(shè)備能夠進(jìn)行通信,并為系統(tǒng)集成商和客戶提供靈活的購買選擇。ZigBee技術(shù)采用無線技術(shù)構(gòu)建和重新建模,提供了簡單易用且經(jīng)濟(jì)高效的方法。憑借ZigBee技術(shù)的低功耗特性,這些電池供電的網(wǎng)絡(luò)可以延長運(yùn)行時間。除了提供新功能以外,ZigBee技術(shù)還可以降低原始設(shè)備廠商(OEM)的成本。

Zigbee技術(shù)主要嵌入在消費(fèi)性電子設(shè)備、家庭和建筑物自動化設(shè)備、工業(yè)控制裝置、電腦外設(shè)、醫(yī)用傳感器、玩具和游戲機(jī)等設(shè)備中,支持小范圍的基于無線通信的控制和自動化等領(lǐng)域中。

在工業(yè)領(lǐng)域,利用傳感器和Zigbee網(wǎng)絡(luò),使得數(shù)據(jù)的自動采集、分析和處理變得更加容易,可以作為決策輔助系統(tǒng)的重要組成部分。例如危險化學(xué)成分的檢測,火警的早期檢測和預(yù)報,高速旋轉(zhuǎn)機(jī)器的檢測和維護(hù)。這些應(yīng)用不需要很高的數(shù)據(jù)吞吐量和連續(xù)的狀態(tài)更新,重點在低功耗,從而最大程度地延長電池的壽命,減少Zigbee網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本。

在汽車上,主要是傳遞信息的通用傳感器。由于很多傳感器只能內(nèi)置在飛轉(zhuǎn)的車輪或者發(fā)動機(jī)中,比如輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng),這就要求內(nèi)置的無線通信設(shè)備使用的電池有較長的壽命(大于或等于輪胎本身的壽命),同時應(yīng)該克服嘈雜的環(huán)境和金屬結(jié)構(gòu)對電磁波的屏蔽效應(yīng)。

(7)NFC:近距離無線連接技術(shù)

NFC是一種使用13.56MHz頻帶的近距離無線連接技術(shù),可在10cm左右的距離進(jìn)行最大約400Kbps的數(shù)據(jù)通信。NFC是飛利浦和索尼共同開發(fā),并在諾基亞的支持下成立NFC論壇(www.nfc-forum.org),填補(bǔ)了目前連接技術(shù)的空白。與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容,NFC目前已經(jīng)成為得到越來越多主要廠商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)。NFC同時還是一種近距離連接協(xié)議,提供各種設(shè)備間輕松、安全、 迅速而自動的通信。與無線世界中的連接方式相比,NFC是一種近距離的私密通信方式。

作為一種虛擬連接器,NFC可以用來在設(shè)備上迅速實現(xiàn)各種無線通信。將兩個NFC設(shè)備靠近,就能進(jìn)行無線配置并初始化其他無線協(xié)議,如藍(lán)牙和802.11,設(shè)備就可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信,或者高速傳輸數(shù)據(jù)。NFC本身的頻率為13.56MHz,工作距離為幾厘米。NFC技術(shù)符合ISO 18092、ISO 21481、ECMA (340、352及356)和ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn)。NFC還與采用ISO 14443標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用的非接觸智能卡基礎(chǔ)設(shè)備兼容,如飛利浦的MIFARE技術(shù)以及索尼的FeliCa系統(tǒng)。

通過NFC提供的無縫無線網(wǎng)絡(luò)和識別,我們僅僅通過與NFC智能設(shè)備接觸或?qū)FC智能設(shè)備彼此靠近即可直接地訪問內(nèi)容和服務(wù)。NFC也為手機(jī)提供了許多與外界互動的機(jī)會。對如今的“互聯(lián)消費(fèi)者”而言,手機(jī)已經(jīng)必不可少。手機(jī)是一機(jī)多用的通信、娛樂、攝像及導(dǎo)航工具,迅速成為我們唯一所需的便攜設(shè)備。通過將NFC集成到手機(jī)系統(tǒng)解決方案中,手機(jī)的可用性、多功能性及附加價值大大提升,安全付費(fèi)、對等連接以及接入無源的智能裝置中的信息都將成為現(xiàn)實。

業(yè)界分析師也認(rèn)為,NFC的應(yīng)用潛力強(qiáng)勁,會廣泛用于票務(wù)應(yīng)用、音樂下載等許多銷售終端。目前,移動運(yùn)營商10%到15%的收入來源于下載鈴聲或基于Java的小型游戲。如果MP3音樂在手機(jī)中得到普及,我們也可以通過具有NFC功能的設(shè)備輕松訪問到這些內(nèi)容。僅僅通過將NFC手機(jī)靠近公共場所內(nèi)嵌芯片的廣告或海報,我們就可以下載歌曲、整張專輯、甚至鈴聲和游戲。

(8)RFID:非接觸式自動識別技術(shù)

射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù),是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點,可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標(biāo)識別、定位及長期跟蹤管理。

RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合,可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。RFID技術(shù)應(yīng)用于物流、制造、公共信息服務(wù)等行業(yè),可大幅提高管理與運(yùn)作效率,降低成本。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善和成熟,RFID產(chǎn)業(yè)將成為一個新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群,成為國民經(jīng)濟(jì)新的增長點。

RFID技術(shù)涉及信息、制造、材料等諸多高技術(shù)領(lǐng)域,涵蓋無線通信、芯片設(shè)計與制造、天線設(shè)計與制造、標(biāo)簽封裝、系統(tǒng)集成、信息安全等技術(shù)。一些國家和國際跨國公司都在加速推動RFID技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)程。在過去十年間,共產(chǎn)生數(shù)千項關(guān)于RFID技術(shù)的專利,主要集中在美國、歐洲、日本等國家和地區(qū)。

按照能量供給方式的不同,RFID標(biāo)簽分為有源、無源和半有源三種;按照工作頻率的不同,RFID標(biāo)簽分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波頻段(MW)的標(biāo)簽。目前國際上RFID應(yīng)用以LF和HF標(biāo)簽產(chǎn)品為主;UHF標(biāo)簽開始規(guī)模生產(chǎn),由于其具有可遠(yuǎn)距離識別和低成本的優(yōu)勢,有望在未來五年內(nèi)成為主流;MW標(biāo)簽在部分國家已經(jīng)得到應(yīng)用。中國已掌握HF芯片的設(shè)計技術(shù),并且成功地實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,同時UHF芯片也已經(jīng)完成開發(fā)。

目前RFID標(biāo)簽天線制造以蝕刻/沖壓天線為主,其材料一般為鋁或者銅,隨著新型導(dǎo)電油墨的開發(fā),印刷天線的優(yōu)勢越來越突出。RFID標(biāo)簽封裝以低溫倒裝鍵合工藝為主,也出現(xiàn)了流體自裝配、振動裝配等新的標(biāo)簽封裝工藝。中國低成本、高可靠性的標(biāo)簽制造裝備和封裝工藝正在研發(fā)中。

RFID讀寫器產(chǎn)品類型較多,部分先進(jìn)產(chǎn)品可以實現(xiàn)多協(xié)議兼容。中國已經(jīng)推出了系列RFID讀寫器產(chǎn)品,小功率讀寫模塊已達(dá)到國外同類水平,大功率讀寫模塊和讀寫器片上系統(tǒng)(SoC)尚處于研發(fā)階段。

2005年中國RFID技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)入了理性階段,真正的市場爭奪戰(zhàn)已經(jīng)開始,各種應(yīng)用和試點不斷出現(xiàn),而關(guān)于RFID標(biāo)準(zhǔn)的爭奪已經(jīng)進(jìn)入白熱化。2006年6月9日,由國家科技部會同國家發(fā)展改革委員會、商務(wù)部、信息產(chǎn)業(yè)部、交通部、海關(guān)總署、鐵道部、公安部、教育部、建設(shè)部、農(nóng)業(yè)部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、國家郵政局、國家食品藥品監(jiān)督管理局以及中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會、中國物流與采購聯(lián)合會等共同組織編寫的《中國射頻識別(RFID)技術(shù)政策白皮書》正式發(fā)布。這表明政府已經(jīng)將RFID產(chǎn)業(yè)的規(guī)范與發(fā)展納入計劃之列,中國RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展即將步入快車道。

2、無線產(chǎn)品的基本特征

1997年6月,全球第一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11制定出來,掀開了無線局域網(wǎng)發(fā)展的序幕,無線上網(wǎng)成為可能。其后相繼推出了IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn),無線產(chǎn)品進(jìn)入飛速發(fā)展的階段。

(1)無線傳輸距離

無線局域網(wǎng)產(chǎn)品傳輸距離是大家普遍關(guān)注的問題,目前市場上常見的產(chǎn)品如普通802.11b和11g產(chǎn)品的最大傳輸距離均為室內(nèi)100米,室外300米。且這只是在一個非常理想狀態(tài)下的理論值,實際使用中,傳輸距離受環(huán)境影響非常嚴(yán)重,實際傳輸距離往往與理論值存在差異?諝、墻壁、玻璃和隔板等障礙物會使無線信號在傳輸時很快衰減,遇到障礙時,接收信號會急劇下降。經(jīng)過一道普通木板,接收信號將衰減4dB;經(jīng)過一堵磚墻,接收信號將衰減8~15dB;經(jīng)過鋼筋混凝土墻,則至少衰減15~30dB。在家庭和辦公環(huán)境中,普遍存在木板、墻壁等,受到這些障礙物的阻隔,接收信號強(qiáng)度或多或少會有衰減,因此無線產(chǎn)品的發(fā)射功率、接收靈敏度以及低速連接等級等諸多與無線傳輸能力有關(guān)且影響無線傳輸距離的因素就倍顯重要。

A、發(fā)射功率
由于無線電管理委員會有規(guī)定WLAN產(chǎn)品的發(fā)射功率不能高于100mW(對應(yīng)dB數(shù): 10lg100=20dB),因此如果通過增加發(fā)射功率來提高穿透能力、擴(kuò)大無線覆蓋范圍將是違規(guī)行為。一般WLAN產(chǎn)品都將發(fā)射功率設(shè)定在17dB,給生產(chǎn)預(yù)留+2dB誤差,從而滿足無線電管理委員會的規(guī)定。

B、接收靈敏度
要提高無線產(chǎn)品的傳輸距離,接收靈敏度是一個重要指標(biāo)。無線傳輸?shù)慕邮侦`敏度類似于人們溝通交談時的聽力,提高信號的接收靈敏度可使無線產(chǎn)品具有更強(qiáng)地捕獲弱信號的能力,這樣,隨著傳輸距離的增加,接收信號變?nèi)酰哽`敏度的無線產(chǎn)品仍可以接收數(shù)據(jù),維持穩(wěn)定連接,大幅提高傳輸距離。普通11g產(chǎn)品的接收靈敏度一般為-85dB,目前市面上的無線產(chǎn)品接收靈敏度最高可達(dá)-105dB,比普通產(chǎn)品提高了20dB。每增加3dB,接收靈敏度提高一倍。

低速連接等級普通802.11g產(chǎn)品的最低連接等級僅為6M,這就表示當(dāng)無線設(shè)備之間的傳輸速率低于6M時就已無法建立連接,這將大大降低傳輸距離,因為距離增加必然會是傳輸速率降低,在某特定環(huán)境下當(dāng)距離遠(yuǎn)到一定程度時無線傳輸速率降為6M,那此時將距離再加遠(yuǎn)將無法建立穩(wěn)定無線連接。相同的情況下,如果該產(chǎn)品有3M、2M或更低的連接等級,無線傳輸距離將自然要更遠(yuǎn)。因此更低的無線連接等級,更強(qiáng)的低速連接能力,是影響無線傳輸距離的另一重要因素,F(xiàn)在已有部分基于802.11g的無線產(chǎn)品,增加了低速連接等級,目前最多增加五個低速連接等級:3M、2M、1M、0.5M、0.25M,具有速率自動調(diào)整功能,可以根據(jù)信號狀況實時自動調(diào)整傳輸速率,低速傳輸速率等級的增加,保證了在信號很弱的情況下也能維持穩(wěn)定連接,且能處于最優(yōu)狀態(tài)。

高的發(fā)射功率、強(qiáng)的接收靈敏度以及多的低速率傳輸?shù)燃墝⒃黾訜o線傳輸距離,目前市面無線產(chǎn)品傳輸距離能達(dá)到室外最遠(yuǎn)超過800米。
 
(2)數(shù)據(jù)傳輸速率

無線產(chǎn)品目前主要有802.11b、802.11g、802.11a三種標(biāo)準(zhǔn),其中802.11b又有802.11b和802.11b+,802.11g又有802.11g和802.11g+之分。在中國大陸市場目前主要是02.11b和802.11g的產(chǎn)品,這其中又以802.11b為主流產(chǎn)品。在傳輸速率上,也有11M、22M、44M、54M、108M等速率之分(均為理論最大值)。僅從數(shù)值上來看,即使是速率最低的11M,也可以滿足一般家庭和辦公的需要,但這只是在一個非常理想狀態(tài)下得出的理論值,實際有效傳輸速率與理論值相差甚遠(yuǎn)。以普通802.11b產(chǎn)品為例,理論上最大傳輸速率為11M,但受環(huán)境及其他因素的影響,實際上有效傳輸速率僅為4M左右。而理論值最大傳輸速率為22M產(chǎn)品,其有效傳輸速率僅為8M左右,約是11M產(chǎn)品的一倍,因此也有2X的稱法。市面上的4X、8X、10X、15X等說法大都是用有效傳輸速率與11M產(chǎn)品相比而來,基本上能體現(xiàn)無線產(chǎn)品的相對傳輸速率。然而同為108M產(chǎn)品,還有802.11g+和Super G等多種技術(shù),有效傳輸速率也從10X至15X不等。因此除了要了解產(chǎn)品是11M、54M還是108M等,還得清楚產(chǎn)品有效傳輸速率到底有多快。目前傳輸速率最快的無線產(chǎn)品,其有效傳輸速率最高可達(dá)60M。

隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的不斷增加,大像素、高質(zhì)量圖片的實時傳輸,視頻影視多用戶同時點播,畫面清晰、動畫效果好的視頻游戲在線品玩等等大數(shù)據(jù)流量場合,都要求更高的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速率,有效傳輸速率較低的2X、4X等無線產(chǎn)品,已經(jīng)不能滿足這樣的無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)速要求,用戶應(yīng)該考慮選擇有效傳輸速率更高的產(chǎn)品以保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖贂惩āT谶x購無線產(chǎn)品的時候,要注意了解產(chǎn)品的有效傳輸速率。

(3)兼容性

目前無線產(chǎn)品主要符合802.11b、802.11g和802.11a三種標(biāo)準(zhǔn),而11b和11g又還有些11b+、11g+以及Super G產(chǎn)品。11b/g與11a互不兼容,也就是說,符合11b或11g標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,與符合11a標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,是無法在同一網(wǎng)絡(luò)中兼容使用的。11b和11g標(biāo)準(zhǔn)雖然可以兼容,但不同標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品在同一網(wǎng)絡(luò)中使用只能以最低標(biāo)準(zhǔn)的性能來工作,比如同一網(wǎng)絡(luò)中普通11g和普通11b的產(chǎn)品之間連接,只能以較低的普通11b的速率進(jìn)行,Super G與普通11g產(chǎn)品之間連接也只能以普通11g產(chǎn)品的速率進(jìn)行。

因此,要最大限度地發(fā)揮無線產(chǎn)品的性能,最好能購買符合同一標(biāo)準(zhǔn)的無線產(chǎn)品來配套使用,這樣不但可以避免兼容性問題,而且設(shè)備的性能會發(fā)揮得更為出色,安全的解決方案也會更加完美。

(4)保密性和安全性

無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)完全是在空氣中傳輸,只要處于該無線信號覆蓋范圍內(nèi),就很容易通過其他無線設(shè)備截取信息,因此,保密性和安全性對無線產(chǎn)品尤為重要。無線產(chǎn)品須提供SSID、IEEE802.1X、MAC地址綁定、WEP、WPA、TKIP、AES等多種數(shù)據(jù)加密與安全性認(rèn)證機(jī)制,以保證無線網(wǎng)絡(luò)的安全性與保密性。

作為無線網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備&無線寬帶路由器,則還需要在無線安全的基礎(chǔ)上,具備寬帶路由器的防火墻、防止DoS攻擊等功能,防止病毒攻擊網(wǎng)絡(luò)。

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