蓝牙技术在无线通讯中的优势

王 斌

[关键词]蓝牙技术;无线通讯;优势;红外技术

所谓蓝牙技术,是一种低功率短距离的无线通信技术标准的代称,其实质是要建立通用的无线空中接口及其控制软件的公开标准,使通信和计算机进一步结合,使不同厂家生产的便携式设备可以在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内具有互用、互操作的性能。一般来说,它的连接范围为l0厘米到l0米之间;如果增加传输功率的话,其连接范围可以扩展到l00米。

蓝牙技术与红外技术的比较,红外(Infrared Red)通信技术是由红外线数据协会推出的短距离通信标准。它通过波长为850纳米的红外光传输数据,常用的通信距离为1m～3m,传输速率较高,最高可达16Mbps。使用红外技术的优点很多,但同时红外线技术也具有一定的局限性,比如它仅适用于两台设备之间一对一的连接、发射角度不能达到全方位有效,要求有一定的指向性和不可遮蔽性,并受传输媒质本身的限制,更重要的一点是红外线技术目前在全球范围内还没有一个统一的标准。相比之下,蓝牙技术却能实现一台设备与多台设备的相互连接,在多台设备之间存在障碍情况下同样可以进行无线通信。蓝牙工作在2.4GHz全球自由频段内、可以保证所有网络设备自由连通,在全球范围内所有蓝牙设备标准统一。

蓝牙技术与其他2.4GHz标准的比较,目前工作在2.4GHz频段上,与蓝牙构成主要竞争对手的无线技术有HomeRF和IEEE802.11b两种。HomeRF是建立在共享无线访问协议(SWAP)之上的,它在2.4GHz频带扩展频谱上以50跳每秒的速率跳频,最大功率为100mW,有效范围约为50m,传输速率为1Mbps或2Mbps;该协议同时支持数据和语音通信,最多支持6个全双工的语音信道。HomeRF从设计一开始就是为了满足消费者在家庭网络上的需求,除了提供良好的服务质量外,简单、保密、易用是它很显著的特点。在家庭网络上,HomeRF产品是消费者适合的选择。IEEE802.11b最初是以支持在大工作区内实现无线漫游为目的而开发的。它支持10个到100个接入点,传输距离最高可达300m,具有很好的可靠性,传输速率最高可达11Mbps。802.11b的传输速率和安全性比蓝牙要高许多,在局域网的无线接入应用方面具有一定的优势,但它对语音支持十分有限,只支持数据传输,它的最主要的应用是实现高质量的数据网络,在体积、功耗和成本上也无法与蓝牙相比。

与上面两种技术相比,蓝牙技术中的跳频更快,因而更加稳定,同时它还具有低功耗、低代价和比较灵活等特点。总地来讲,这些技术都是根据不同的使用场合以及不同的用户需求而制定的,因此造成了它们各有自己的市场。其中,IEEE802.11b比较适合于办公室中的企业无线网络,HomeRF可应用于家庭中的移动数据和语音设备与主机之间的通信,红外技术应用于传输速率高、使用次数少、移动范围不太大的场合,而蓝牙技术则可以应用于任何可以用无线方式替代线缆的场合。

作为一种新的无线通讯技术,与其他的类似技术相比较,蓝牙技术在设计的过程中,考虑了诸多因素,具有以下的主要优点:

1.工作频率及抗干扰性。蓝牙技术以无线局域网的IEEE802.11标准技术为基础,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段,该频段用户不必经过允许,在世界范围内都可以自由使用,这就消除了“国界”的障碍。但因此在数据传输的过程中就可能会遇到不可预测的干扰源,为了避免干扰,蓝牙技术特别设计了小数据分组和快速确认跳频方案,以确保链路稳定。

2.使用方便。蓝牙技术规范中采用了一种“Plug and Play”的概念,它有点类似于“即插即用”。用户不必再需要学习如何安装和设置,凡是嵌入蓝牙技术的设备一旦搜寻到另一个蓝牙设备,马上就可以建立联系,利用相关的控制软件,即可以进行数据的传输。

3.支持语音。蓝牙主要用于个人网络、家庭网络或者办公室网络,对语音的支持成为它必不可少的特性之一。

4.无须基站。蓝牙系统网络以蓝牙模块为节点,无须建立基站,就可以进行无线连接。蓝牙采用了一种极为经济的形式解决了无线通信中“最后10米”的问题,不需增加任何基础设施建设费用,同时不对现有的固定通信网产生任何压力。

5.尺寸小、功耗低。蓝牙所有的技术和软件都集成于9mm×9mm的微芯片内,从而可以集成到各种设备中。蓝牙工作或待机时所消耗的电流大约只相当于手机的3%～5%,工作电压也很低(3～5V)。另外,蓝牙具有四种功耗模式,能够在通信量减少或者通信结束时转入到低功耗模式。

6.多路多方向链接。目前,相距很近的便携式器件之间的链接一般是用红外线进行的,使用起来仍有许多不便和限制。蓝牙无线收发器的链接距离一般可达10米,不限制在直线范围内,并且能够穿透一般的障碍物,即便设备不在同一房间内也能够相互链接。蓝牙设备能自动寻找它周围的蓝牙设备,一旦找到就会自动建立连接,一个蓝牙系统可同时连接多达7个设备,构成一个微微网。相邻的微微网之间可以通过一个同时跨两个微微网的设备相连,使这种无线连接的范围得以延伸。这就可以把用户身边的设备都连接起来,形成一个“个人领域网络”。

7.保密性。蓝牙传输具有全方位特性?因此它就有可能被任意方向的设备窃听或破坏,所以蓝牙的防窃听能力就显得格外重要。为此,蓝牙在其基带协议中加入了鉴权和加密措施。另外,蓝牙采用的跳频技术本身也具有一定的保密性。

蓝牙技术,实际上是一种短距离无线电技术,利用“蓝牙技术”能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备,并且能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。

蓝牙技术采用全球统—的技术标准,很好地解决了产品兼容问题,而且蓝牙技术的复杂程度相对较低,更重要的是,由于它采取的免费策略,完全开放的技术标准将能促使蓝牙市场化尽快应用。因此,蓝牙技术在将来将具有非常广阔的应用前景。

(编辑/丹桔)