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无线通信网络如何分类?
2019-10-26  作者:欧博游戏 人气:

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  伸开一概无线依照国际上所采用的通讯身手品种可将无线传感器汇集划分为无线广域网(WWAN)◁●、无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)▷、无线个域网(WPAN)、低速度无线个域网(LR-WPAN)。以下是对各式汇集各自常见和常用的通讯身手举行单纯先容▪。

  无线局域网是指以无线电波、红表线等无线前言来取代目前有线局域网中的传输前言(譬喻电缆)而组成的汇集。无线局域网内应用的通讯身手笼罩限度平常为半径100m旁边,也便是说差不多几个房间或幼公司的办公室。当然实践的笼罩限度受许多成分影响□,譬喻通讯区域中的陡峭故障物。

  802.11系列圭臬是IEEE订定的无线局域网圭臬,重要对汇集的物理层和媒质拜访独揽层举行规矩,个中核心是对媒质拜访独揽层的规矩。目前该系列的圭臬有:IEEE802.11…▲、IEEE=▲!

  802.11是最早提出的无线局域网汇集表率,是IEEE于1997年6月推出的☆-,它办事于2…■.4GHz的ISM频段,物理层采用红表、跳频扩频(Frequency。

  Spectrum,DSSS)身手,其数据传输速度最高可达2Mbps,它重要操纵于处理办公室局域网和校园网顶用户终端等的无线接入题目。应用FHSS身手时,2○.4GHz频道被划分成75个1MHz的子频道,当授与方和发送方说判一个调频的形式,数据则遵从这个序列正在各个子频道长进行传送△=,每次正在IEEE◆?

  802△-.11汇集长进行的会话都不妨采用了一种区别的跳频形式,采用这种跳频格式避免了两个发送端同时采用统一个子频段;而DSSS身手将2.4GHz的频段划分成14个22MHz的子频段,数据就从14个频段被选择一个举行传送而不必要正在子频段之间跳跃。因为邻近的频段相互重叠,正在这14个子频段中惟有3个频段是互不笼罩的。IEEE▽□?

  802.11因为数据传输速度上的束缚,正在2000年也紧随着推出了改善后的IEEE★●!

  802.11b。但跟着汇集的发扬,稀奇是IP语音▷、视频数据流等高带宽汇集操纵的必要•…,IEEE?

  802.11b惟有11Mbps的数据传输率不行满意实践必要。于是,传输速度高达54Mbps的IEEE。

  IEEE 802.11b又称为Wi-Fi,是目前最普及◁、操纵最通俗的无线GHz频带◆◆,物理层援帮5.5?

  802★….11b采用了直接序列扩频DSSS身手▪☆,并供应数据加密,应用的是高达128位的有线等效保密合同(WiredEquivalent?

  802▽•.11b的办事形式分为两种:点对点形式和基础形式•▲。点对点形式是指无线网卡和无线网卡之间的通讯格式,即一台装备了无线网卡的打算机可能与另一台装备了无线网卡的打算机举行通讯,对待幼范围无线汇集来说,这是一种分表简单的互联计划▪;而基础形式则是指无线汇集的扩充或无线和有线汇集并存时的通讯格式▷•,这也是IEEE。

  802.11b最常用的连合格式。正在该办事形式下○■,装备了无线网卡的打算机必要通过“无线接入点”技能与另一台打算机连合,由接入点来担负频段打点等办事。正在带宽同意的环境下,一个接入点最多可援帮1?

  024个无线节点的接入。当无线节点填补时,汇集存取速率会随之变慢,此时通过增加接入点的数目可能有用地独揽和打点频段。

  802★.11b身手的成熟,使得基于该圭臬汇集产物的本钱取得很大的低浸,无论家庭如故公司企业用户,毋庸太多的资金参加即可组筑一套完全的无线局域网。当然,IEEE◇!

  802.11b最高11Mbps的传输速度并不行很好地满意用户高数据传输的必要,所以正在央浼高宽带时,其操纵也受到束缚,不过可能行为有线汇集的一种很好的增补。

  Mbps,传输层可达25Mbps。IEEE 802.11a的物理层还可能办事正在红表线a采用正交频分复用(OFDM)的特有扩频身手◇,并供应25Mbps的无线Mbps的以太网无线帧组织接口,援帮语音、数据、图像营业。IEEE?

  802.11a应用正交频分复用身手来增大传输限度▽,采用数据加密可达152位的WEP。

  802.11b区别的5GHz频段,避开了洪量无线GHz频段,于是其产物正在无线通讯流程中所受到的作对大为低浸,抗作对性较IEEE?

  802○•.11b以其11Mbps的数据传输率满意了平常上彀浏览网页★◁、数据换取、共享表设等需求的时期△◆,IEEE▽☆。

  802-.11a曾经为往后无线宽带网的高数据传输央浼做好了打定☆,从好久的发扬角度来看,其逐鹿力是不问可知的。另表,IEEE?

  802.11a的无线b有着更低的功耗★★,这对条记本电脑及PDA等转移开发来说也有着巨大适用价格○◁。

  然而正在IEEE 802.1la的普及流程中也面对着许多题目。起首,来自厂商方面的压力。IEEE 802-◆.11b已走向成熟,很多具有IEEE?

  802.11a都持顽固立场。从目前的环境来看,因为这两种身手圭臬互不兼容,不少厂商为了平衡墟市需求,直接将其产物做成了“a+b”的景象,这种做法固然处理了“兼容”题目,但也使得本钱填补○。其次,因为相干司法律例的束缚,使得5GHz频段无法正在环球各个国度中取得同意和认同。5GHz频段固然令基于IEEE802☆◁.11a的开发拥有了低作对的应用处境•,但也有其晦气的一壁,因为太空中数以千计的人造卫星与地面站通讯也正好应用5GHz频段,如此它们之间出现的作对是弗成避免的。另表,欧盟也已将5GHz频率用于其我方订定的HiperLAN无线g是对IEEE!

  802.11b的一种高速物理层扩展,它也办事于2.4GHz频带,物理层采用直接序列扩频(DSSS)身手,并且它采用了OFDM身手,使无线Mbps,而且与IEEE802○▪.11b十足兼容。IEEE802•.11g和IEEE802.11a的策画格式简直是雷同的■•。

  IEEE 802.11g的涌现为无线传感器汇集墟市多了一种通讯身手采选▼,但也带来了争议○△,争议的中央是环绕正在IEEE 802.11g与IEEE!

  802.11a好像的是…,IEEE802.11g也采用了OFDM身手,这是其数据传输能到达54Mbps的理由。然而区别的是▲◆,IEEE。

  802.11g除了具备高数据传输速度及兼容性的上风表,其所办事的2.4GHz频段的信号衰减水准也不像IEEE 802.11a所正在的5GHz那么紧要,而且IEEE!

  802.11g还具备更精良的◇▷“穿透”本事★,能正在丰富的应用处境中拥有很好的通讯结果□•。不过IEEE 802.11g办事频段为2.4GHz☆,使得IEEE?

  802.11b的信号不妨笼罩的限度要幼得多●,用户必要通过添置更多的无线接入点技能满意原有应用面积的信号笼罩▲,这或者便是IEEE…★。

  Networks)位于一切汇集架构的底层,用于很幼限度内的终端与终端之间的连合-,即点到点的短隔断连合☆。WPAN是基于打算机通讯的专用网…,办事正在私人操作处境,把必要互相通讯的安装组成一个汇集,且毋庸任何重心打点安装及软件。用于无线个域网的通讯身手有许多,如蓝牙、红表、UWB、HomeRF等,下面就几种重要的身手举行讲述…。

  蓝牙(Bluetooth)是由爱立信、英特尔、诺基亚、IBM和东芝等公司于1998年5月共同主推的一种短隔断无线通讯身手◁,它可能用于正在较幼的限度内通过无线连合的格式杀青固定开发或转移开发之间的汇集互联,从而正在百般数字开发之间杀青生动★、安静•、低功耗△、低本钱的语音和数据通讯★。蓝牙身手的平常有用通讯限度为10m,强的可能到达100m旁边,其最高速度可达1Mbps▽△。

  蓝牙身手运转正在环球通行的、毋庸申请许可的2.4GHz频段。采用GFSK调造身手,传输速度达1Mbps;采用FHSS扩频身手,把信道分成若干个长为625μs的时隙,每个时隙瓜代举行发射和授与,杀青时分双工。正在2.402~2★△.480GHz频段内含有间隔为1MHz的79个跳频载频及一系列的跳频序列,跳频速度为1。

  600hops/s,每个时隙传送一个分组数据。蓝牙因为采用了时分双工□,可能提防收发信机之间的串扰;采用跳频身手提升了开发抗作对本事,以及供应了必然的安静保险△…,便于叠区组网。蓝牙采用电途换取和分组换取身手,可独立或同时援帮异步数据信道和语音信道。每个同步语音信道数据速度为64kbps,语音信号编码采用脉冲编码调造或相接可变斜率增量调造步骤=。当采用非对称信道传输数据时▼,其速度可达723.2kbps;当采用对称信道传输数据时,速度最高为342.6kbps。蓝牙还应用了前向纠错(Forward。

  基于蓝牙身手的开发正在汇集中所饰演的脚色有主开发和从开发之分。主开发担负设定跳频序列,从开发必需与主开发连结同步▲。主开发担负独揽主从开发之间的营业传输时代与速度。正在组网格式上,通过蓝牙开发中的主开发与从开发可能酿成一点到多点的连合,即正在主开发方圆构成一个微微网★,网内任何从开发都可与主开发通讯,并且这种连合毋庸任何丰富的软件援帮,不过一个主开发同时最多只可与网内的7个从开发相连合举行通讯■。同样,正在一个有用区域内多个微微网通过节点桥接可能组成散射网•▼。

  蓝牙身手是一种新兴的身手☆,其传输应用的功耗很低,它可能操纵到无线传感器汇集中。同时,也可能通俗操纵于无线开发(如PDA、手机、智能电话)、图像解决开发(影相机、打印机、扫描仪)▲、安静产物(智能卡○、身份识别☆、单据打点、安静检验)◆、消遣文娱(蓝牙耳机△○、MP3、游戏)、汽车产物(GPS、动力体例□、安静气袋)、家用电器(电视机、电冰箱◆★、电烤箱、微波炉、声音、录像机)、医疗健身、智能修筑、玩具等规模◆■。此刻闲居糊口中基于蓝牙身手的手机☆、耳机和条记本电脑到处可见。

  IrDA是国际红表数据协会的英文缩写,IrDA身手是一种使用红表线举行点对点短隔断通讯的身手▼…。IrDA身手的重要特征有:使用红别传输数据★,毋庸特意申请特定频段的应用牌照○◇;拥有对开发体积幼、功率低的特征;因为采用点到点的连合,数据传输所受到的作对较幼,数据传输速度高,速度可达16Mbps○。

  因为IrDA应用红表线行为传布介质。红表线μm之间的无线电波◁•,是人用肉眼看不到的光后◇▪。红表数据传输平常采用红表波段内波长正在0□•.75~25μm之间的近红表线▲。红表数据协会创造后,为确保区别厂商基于红表身手的产物能取得最佳的通讯结果▲,规矩所用红表波长正在0=.85~0.90μm之间,红表数据协会接踵也订定了许多红表通讯合同○●,有些器重传输速度●☆,有些则器重功耗○,也有二者分身的。

  Wideband)身手最初是被行为军用雷达身手拓荒的☆▪,它是一种不必载波▪,而采用时代间隔极短(幼于1纳秒)的脉冲举行通讯的格式,能正在10m旁边的限度内到达数百Mbps至数Gbps的数据传输速度。

  HomeRF是由HomeRF办事组拓荒的,它是正在家庭区域限度内的打算机和电子开发之间杀青无线数字通讯的怒放性工业圭臬,为家庭用户筑设拥有互操作性的音频和数据通讯网带来了方便。

  802.11b、蓝牙等无线通讯身手雷同,HomeRF办事正在怒放的2▼.4GHz频段,采用跳频扩频(FHSS)身手,跳频速度为50hops/s□▼,共有75个带宽为1◁。

  MHz的跳频信道,室内笼罩限度约45m,调造格式为恒定包络的FSK调造◆,且分2FSK与4FSK两种◇☆,采用FSK调造可能有用地造止无线通讯处境下的作对和凋落。2FSK格式下▲■,最高数据的传输速度为1Mbps;4FSK格式下☆,欧博游戏速度可达2Mbps▷•。正在新的HomeRF。

  Hopsping,WBFH)身手来填补跳频带宽,由素来的1MHz跳频信道填补到3MHz和5MHz,跳频的速度也提升到75hops/s,数据传输速度峰值达10Mbps-▽。

  HomeRF是对现有无线通讯圭臬的归纳和改善□。HomeRF把共享无线接入合同(SWAP)行为汇集的身手目标▷•,当举行数据通讯时,采用简化的IEEE?

  802▷.11圭臬,沿用相像于以太网身手中的载波监听多途拜访/冲突避免(CSMA/CA)格式;当举行语音通讯时,则采用DECT无线通讯圭臬•▼,应用TDMA身手。HomeRF供应了对流媒体真正道理上的援帮,其规矩了高级另表优先权并采用了带有优先权的重发机造,如此就满意了播放流媒体所需的高带宽、低作对、低误码央浼。

  目前HomeRF身手仅取得了少数公司的援帮,而且因为正在抗作对本事等方面与其他身手圭臬比拟也存正在不少缺陷,这些使得HomeRF身手的操纵和发扬远景受到束缚,又加上这一圭臬推出后★…,墟市战略定位造止、后续研发与身手升级转机迟笨△▷,于是=,从2000年之后,HomeRF身手入手下手走下坡途,2001年HomeRF的普及率降至30%,渐渐亏损墟市份额。越发是芯片缔造巨头英特尔公司肯定正在其面向家庭无线汇集墟市的AnyPoint产物系列中填补对IEEE802.11b圭臬的援帮后,HomeRF的发扬远景比力不笑观-★。如此看来-,HomeRF很难冲出只可正在家庭里操纵的束缚…。

  802○.15.1圭臬是IEEE同意的用于无线个域网的蓝牙身手圭臬◇•,它是由蓝牙圭臬演变而来的□●。该圭臬手2002年推出=▷,不过正在奉行流程中举行了修削,于2005年揭晓了它的改良版。

  目前国际上RFID的圭臬还不团结,许多公司企业都推出各自的圭臬△☆,并且之间互不兼容。环球重要有两大阵营:欧美的Auto-ID•□。

  Center(UID)。前者的元首构造是美国的EPC全球协会,旗下有沃尔玛集团☆…、英国Tesco等企业▲■,同时有IBM、微软、飞利浦、Auto-ID▽。

  Lab等公司供应身手援帮;后者重要由日本厂商构成=。欧美的EPC圭臬采用860~930MHz的UHF频段,电子标签的消息位数为96位,日本RFID圭臬采用2.45GHz和13.56MHz的频段,其电子标签的消息位数为128位。

  RFID身手可利用正在许多方面◇,其楷模操纵有物流和供应链打点☆…、出产缔造和安装◇、航空行李解决□、邮件与疾运包裹解决、文档追踪、藏书楼打点、动物身份标识○●、运动计时、门禁独揽、电子门票和道途自愿收费等。

  IEEE 802.15◆.4是为满意低功耗、低本钱的无线传感器汇集央浼而特意拓荒的低速度WPAN圭臬。IEEE▼▲?

  MHz频段两个物理层▷•,这两个物理层都采用直接序列扩频(DSSS)身手。正在2.45GHz频段有16个速度为250kbps的信道=,正在868?

  ① 汇集本事强:IEEE 802.15.4拥有精采的汇集本事,正在基于IEEE 802□◆.15.4的汇集中,可对多达254个汇集开发进运动态寻址。

  802.15.4可与现有独揽汇集圭臬无缝集成。通过汇集和洽器可自愿筑设汇集▽…,采用载波监听多途拜访/冲突避免(CSMA/CA)格式举行信道存取。

  ③ 牢靠性高●★:IEEE 802.15.4供应全握手合同,能牢靠地转达数据。

  802.15.4圭臬上,并确定了可能正在区别缔造商之间共用的操纵合同,是一种新兴的近隔断★、低丰富度-、低功耗、低数据传输速度、低本钱的无线传感器汇集身手…。它凭借IEEE?

  ① 数据传输速度低▽-:惟有10~250kbps的带宽,所以它用心于低数据传输方面操纵。

  ② 功耗低、本钱低:因为办事周期很短,而且正在操纵中采用了息眠形式▲▼,那么收发消息功耗较低。ZigBee数据传输速度低▼,合同单纯,这大大低浸了本钱。

  汇集容量大:ZigBee援帮星状、片状和网状汇集组织,一个基于ZigBee的汇集可能容纳最多254个从开发和1个主开发,一个区域内可能同时存正在最多100个ZigBee汇集▪。

  ④ 时延短:往往时延都正在15~30ms之间…-,于是正在对及时性央浼高的自愿独揽规模▪◆,ZigBee有着很好的操纵和扩张◁。

  ⑤ 高安静性:ZigBee供应了数据完全性检验和占定性能…,采用AES-128加密算法。

  有用限度幼:ZigBee的通讯有用笼罩限度正在10~75m之间☆,基础上不妨笼罩平时的家庭或办公室处境,其完全通讯限度受实践发射功率的巨细和百般区别操纵形式的影响。

  ZigBee重要操纵正在隔断短、功耗低且传输速度央浼不高的百般电子开发之间■,楷模的传输数据类型有周期性数据、间歇性数据和低反适时间数据。所以它的操纵宗旨重要是:工业独揽(如自愿独揽开发、无线传感器汇集)、医护(如监督和传感)、家庭智能独揽(如照明、水电气计量及报警)、消费类电子开发的遥控安装=、PC表设的无线.Z-Wave!

  Z-Wave是Z-Wave定约推出的一种基于射频的▷、低本钱◁▷、低功耗、实用于无线传感器汇集的高牢靠性的无线通讯身手。目前Z-Wave重要用心于家庭自愿化规模,重要搜罗照明体例独揽、读取仪表(水、气、电)、家用电器性能独揽-、身份识别、能量打点体例等。

  ISM频带,其效力于窄带宽操纵▷。Z-Wave的带宽惟有9.6kbps,所以它也不适适用于高数据传输的操纵,因为家用自愿化体例中传输的数据量不多…=,因此其9.6kbps的带宽曾经足够了◁▪。Z-Wave的传输隔断为室内大于30m,室表大于10m,但这些都只是正在单段传输时隔断的表面值,实践的传输隔断受发射功率的巨细、操纵形式及汇集中中继节点的应用环境等成分的影响。因为Z-Wave和前面先容的许多无线通讯身手雷同办事正在ISM频段,那样其所受到的作对许多,不过Z-Wave通过应用冗余的传送机造来低浸作对▼,使用浓缩帧体例和随机插入算法确保正在网内开发之间高牢靠性地举行通讯☆◆。

  总之,依照Z-Wave组织单纯,本钱低,功耗低,牢靠性高,安静性高和其汇集易打点等特质,Z-Wave正在家庭自愿化规模的墟市中将会据有一席之地。

  

  Insteon是一种丰富度低,功耗低,数据传输速度低,本钱低的双向羼杂通讯身手=,拥有即时反映,易装配,易应用,经济牢靠和与X10兼容的特征。Insteon被称为羼杂通讯身手是由于它通过电力线和无线两种格式来杀青家庭开发间的互联。Insteon汇集是点对点通讯的网状网组织,所以汇集中全数开发的脚色是对等的…,都能发送报文○=、授与报文及转发报文◆=,不过出于节能方面思索…■,平常都不转发报文。

  家庭汇集中独自应用电力线或ISM频段都存正在许多题目。独自应用无线通讯时◆◇,无线开发要受到其他开发的作对且无线信号正在家庭处境中有很强的多径效应。应用电力线存正在相位桥接和有紧要电流噪声。为明白决这些题目,lnsteon通过电力线和无线组成的双线网状汇集,革新了简单介质传输中的题目△,提升了汇集的牢靠性。

  kHz时…,它采用BPSK调造格式▽,突发数据速度为13165bps,均匀数据速度为2!

  依照Insteon的空中接口表率,用电力线上的零交叉点可杀青电力线开发和无线开发全网同步□。Insteon汇集中有圭臬报文和扩展报文两种=,个中电力线上传输的报文长度与无线传输的报文长度不雷同,传输时报文必要盘据成多个分组▷,每个分组中必要参预格表的同步比特○,且只可正在1★■.823ms的零交叉时候(电压零点前0.8ms至后1….023。

  ms)传输,每个零交叉时候传输的24bit,圭臬报文和扩展报文长度分裂为120bit…、264bit,于是传输一个圭臬报文需6个零交叉,最终一个为缄默期,传输一个扩展报文需13个零交叉,最终两个为缄默期=■。无线信道上的圭臬报文和扩展报文分裂为112bit和224bit,必要时代为2.708ms和5.625。

  Insteon身手使用联播转发机造……,所以不必要途由机造,也不必要汇集中央独揽器▪•。联播转发为授与报文的开发▲★,正在报文转发跳数为非零☆,主意所在与我方不相符的环境下,不才一个发送周期转发该报文★▼。联播转发机造有两个所长:省略途由▼,简化开发;提升报文传输的牢靠性。