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无线传输设备浅析一 比较常见的无线传输方式
新闻出处:   2014-04-25 15:55:48

无线传输设备比较常见的无线传输方式

通过查询资料目前实际中可以接触到的无线传输技术有以下几种红外线、蓝牙、无线数传电台、WIFI、GPRS、3G、UWB、等。下面将会对针对上述技术做简单的介绍。

1.红外线

红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波,波长在0.75微米(μm)至1毫米之间,在光谱上位于红色光外侧。因为红外线也是光的一种所以它也同样具有光的特性它无法穿越不透光的物体。当它遇到如墙面时它就会反射。根据红外线的一些特征,红外线传输有低成本、跨平台、小角度(30度锥角以内),短距离,点对点直线数据传输的特点,而且在保密性和传输速率上都有很好的表现。传输速率能达到4M(FIR技术)和16M(VFIR技术)。

红外线传输过程中要求通信设备的位置固定,其点对点的传输连接,也导致无法灵活地组成网络,红外线多用于室内短距离传输,之前在家用移动设备上也有红外线传输,目前很多应用场合逐渐被蓝牙所取代。


2.蓝牙

蓝牙是我们生活随处可见的传输技术,蓝牙的数据速率为1Mb/s,传输距离约10米左右。支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz(ISM)即工业、科学、医学频段。

蓝牙较多用于手机,游戏机,PC外设,表,体育健身,医疗保健,汽车,家用电子等。


3.无线数传电台

无线数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。它是采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的一种无线数据传输电台。数传电台的使用从最早的按键电码、电报、模拟电台加无线MODEM,发展到目前的数字电台和DSP、软件无线电。工作频率大多使用无线数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。它是采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的一种无线数据传输电台。数传电台的使用从最早的按键电码、电报、模拟电台加无线MODEM,发展到目前的数字电台和DSP、软件无线电。工作频率大多使220-240MHz或400-470MHz频段,有效覆盖半径约有几十公里。

无线数传电台是通信行业发展较早的通信方式,也是比较成熟的一项无线通信技术,已经在各行业取得广泛的应用,从航空航天、铁路、电力、石油、气象、地震等个行业均有规模的应用,可以传输包括遥控遥测数据、数字化语音、动态图像等业务。

无线数传电台在市场的空间一直不是很大,一个原因是SCADA(数据采集与监视控制)系统的每个节点的一次性造价较高;二是通信规约、协议,至今尚没有一个明确的、统一的行业标准。造成大部分厂商产品自成体系、互不兼容,从而很难规模化应用,影响了行业发展。


4.WIFI

Wi-Fi(WirelessFidelity,无线相容性认证),与蓝牙一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。wifi的频段很多,2.4G,也有用5G的,一般的传输功率要在1毫瓦到100毫瓦之间。虽然在数据安全性方面,该技术比蓝牙技术要差一些,但是在电波的覆盖范围方面则要略胜一筹。Wi-Fi的覆盖范围则可达300英尺左右(约合90米),办公室自不用说,就是在小一点的整栋大楼中也可使用。我们也会在平时看到很多公共场所或者酒店商场等提供WIFI热点接入。

根据使用的标准不同,WIFI的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高为11Mbps,IEEE802.11a为54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps(Netgear SUPER g 技术可以将速度提升到108Mbps)。

5.GPRS

GPRS是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间,56~115Kbps的传输速度,频段有850/900/1800/1900 MHz。GPRS可以让工业用的RS232/485串口设备的串口通信立即转换为GPRS无线网络通信。内置TCP/IP协议透明传输,可以用于长距离通信或控制。


6.3G无线传输

3G标准有CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX等。3G服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百kbps以上。

3G和2G一样,同样需要大面积的网络覆盖,依赖数以万计的基站来支撑起的网络。这种网络的部署与实施价格也是极其高昂的。

CDMA2000,WCDMA和TD-SCDMA我们在日常中经常会接触到,这里不再详细阐述。现在,支持WiMAX的终端也已在市场上出现,因此简单介绍下WiMAX。WiMAX作为移动网络基站传输WiMAX作为一种面向“最后一公里”接入地标准,尤其在现今全球缺乏统一宽带无线接入标准之际,有重要现实意义与战略价值。

WiMAX (全球微波接入互操作性,WorldInteropera-bilityforMicrowave Access)是一项宽带无线接入城域网(BWA-MAN)技术,该技术是针对微波和毫米波频段提出地一种新地空中接口标准,其重点目标是提供一种在城域网一点对多点地多生产厂家环境下,可有效地互操作地宽带无线接入手段。


WiMAX具有如下特点:

①传输距离远:无线信号传输距离最远可达50km并能覆盖半径达1.6公里地范围是3G基站地10倍。

②传输速率高:可实现高达74.81Mb/s地传输速度。

③容量高:WiMAX地一个基站可以相应情况下接入数百个远端用户站。

④灵活地信道宽度:WiMAX能在信道宽度和连接用户数量之间取得平衡其信道宽度由1.5MHz到20MHz不等。

⑤QoS性能:可向用户提供具有QoS性能地数据、视频、话音业务。

⑥丰富地多媒体通信服务:可以实现电信级地多媒体通信服务。

⑦保密性:支持安全传输,并提供鉴权与数字加密等功能。

WiMAX作为一种3G标准,其一些特性对目前的3G标准产生了一定的威胁,如传输距离远,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍,只要少数基站建设就能实现全城覆盖,可以提供高速的宽带接入,目前WiMAX技术是不能支持用户在移动过程中无缝切换,也有观点认为严格意义讲WiMAX不是一个移动通信系统的标准,还是一个无线城域网的技术。


7.UWB无线传输

UWB(Ultra Wideband)无线通信是一种不用载波,而采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信的方式,UWB也称做脉冲无线电( Impulse Radio)、时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。与普通二进制移相键控(BPSK)信号波形相比,UWB方式不利用余弦波进行载波调制而发送许多小于1ns的脉冲,因此这种通信方式占用带宽非常之宽,且由于频谱的功率密度极小,它具有通常扩频通信的特点。

UWB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。UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。

UWB系统结构的实现比较简单,UWB的传输距离只有10M左右,现在UWB的有效距离已扩展到20M左右。由于UWB具有强大的数据传输速率优势,同时受发射功率的限制,在短距离范围内提供高速无线数据传输将是UWB的重要应用领域,主要分为军用和民用两个方面。

在军用方面,主要应用于UWB雷达、UWBLPI/D无线内通系统民用方面可用于家庭数字娱乐中心等需要短距离告诉传输的环境下。

目前UWB标准化的工作还没有完成,一些技术问题需要不断完善,但它将可能成为新一代WLAN和WPAN的技术基础,从而实现超高速宽带无线接入。


8.Zigbee无线传输

Zigbee是一种高可靠的无线数传网络,类似于CDMA和GSM网络。Zigbee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里,并且支持无限扩展。

与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是,Zigbee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立,因而,它必须具有简单,使用方便,工作可靠,价格低的特点。移动通信网主要是为语音通信而建立每个基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币,ZigBee终端仅需要两节普通的五号干电池就可以工作六个月到两年。

Zigbee可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。

Zigbee应用范围很广,可应用的范围有:


◆家庭和楼宇网络空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等

◆工业控制各种监控器、传感器的自动化控制

◆商业智慧型标签等

◆公共场所烟雾探测器等

◆农业控制收集各种土壤信息和气候信息

◆医疗老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等。