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个人局域网核心技术及解决方案总结

51CTO 2019-07-03 18:10:37

PAN是Peonal Area Network的缩写,是指个人局域网。无线个人局域网(WPAN)是一种采用无线连接的个人局域网。它被用在诸如电话、、附属设备以及小范围(个人局域网的工作范围一般是在10米以内)内的数字助理设备之间的通讯。

个人局域网核心技术及解决方案总结

1.基本定义

近年来,随着各种短距离技术的发展,人们提出了一个新的概念,即个人局域网(Personal Area Network, PAN)。

PAN核心思想是,用无线电或线代替传统的有线,实现个人信息终端的智能化互联,组建个人化的信息网络。从计算机网络的角度来看,PAN是一个局域网;从电信网络的角度来看,PAN是一个接入网,因此有人把PAN称为电信网络"最后一米"的解决方案。

PAN定位在家庭与小型办公室的应用场合,其主要应用范围包括话音通信网关、网关、信息电器互联与信息自动交换等。

无线个人域网(Wireless Personal Area Network,WPAN)是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定群体、无线无缝的连接而提出的新兴无线通信网络技术。WPAN能够有效地解决"最后的几米电缆"的问题,进而将无线联网进行到底。

WPAN是一种与无线广域网(WWAN)、无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)并列但覆盖范围相对较小的无线网络。在网络构成上,WPAN位于整个网络链的末端,用于实现同一地点终端与终端间的连接,如连接手机和耳机等。WPAN所覆盖的范围一般在10m半径以内,必须运行于许可的无线频段。WPAN设备具有价格便宜、体积小、易操作和功耗低等优点。

个人局域网核心技术及解决方案总结

2.原理与方法

PAN的实现技术主要有:Bluetooth、IrDA、Home 、与UWB(Ultra-Wideband Ro)四种。

支持无线个人局域网的技术包括:蓝牙、 ZigBee、超频波段(UWB)、IrDA、HomeRF等,其中蓝牙技术在无线个人局域网中使用的最广泛。每一项技术只有被用于特定的用途、应用程序或领域才能发挥最佳的作用。此外,虽然在某些方面,有些技术被认为是在无线个人局域网空间中相互竞争的,但是他们常常相互之间又是互补的。

美国电子与电器工程师协会(IEEE)802.15工作组是对无线个人局域网做出定义说明的机构。除了基于蓝牙技术的802.15之外,IEEE还推荐了其他两个类型:低频率的802.15.4(TG4,也被称为ZigBee)和高频率的802.15.3(TG3,也被称为超波段或UWB)。TG4 ZigBee针对低电压和低成本家庭控制方案提供20 Kbps或250 Kbps的数据传输速度,而TG3 UWB则支持用于多媒体的介于20 Mbps和1Gbps之间的数据传输速度。

3.四种指标

  • 对于要求传输速率高、使用次数少、移动范围小、价格比较低的设备,如打印机、扫描仪、数码像机等,IrDA技术是首选。
  • 如果设备是属于那种活动范围比较广、要求能和多种设备迅速互联,如,笔记本电脑、数字无绳电话、个人数字助理(PDA)、手机等,采用蓝牙或WPAN是十分理想的。
  • HomeRF技术对于小型公司或者类似别墅的家庭是再方便不过的了,因为这两种环境的活动半径都比Bluetooth和WPAN规定的活动范围大,同时,一般又小于无线局域网的半径。但这也并非是说HomeRF的地位是高枕无忧的。因为,一项技术如果想要成为国际认可的标准,其独特性是必不可少的。 HomeRF在传输距离方面的优势很有可能被蓝牙所击败。

4.蓝牙最热门

蓝牙技术是一种支持点到点、点到多点的话音、数据业务的短距离无线通信技术。蓝牙技术的发展极大地推动了PAN技术的发展,蓝牙的设计初衷就是利用一种小型化、低成本和低功率的无线通信技术,形成一种个人身边的网络,使得其覆盖范围之内各种信息化的移动或固定设备都能"无缝"地实现资源共享。其实质内容是要建立通用的无线电空中及其控制软件的公开标准,使通信和计算机进一步结合,使不同厂家生产的这类设备在没有或电缆相互连接的情况下,也能在近距离范围内具有互用、互操作的性能。因为蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此它特别适用于小型的移动通信设备。

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5.ZigBee倍受关注

ZigBee技术的安全性很高,至今全球尚未出现一起破解先例。其安全性源于其系统性的设计:采用AES加密(高级加密系统),严密程度相当于银行卡加密技术的12倍;其次,Zigbee采用蜂巢结构组网,每个设备均能通过多个方向与网关通信,网络稳定性高;另外,其网络容量理论节点为65300个,足够满足家庭网络覆盖需求,即便是智能小区、智能楼宇等仍能全面覆盖;最后,Zigbee具备双向通讯的能力,不仅能发送命令到设备,同时设备也会把执行状态反馈回来,这对终端使用体验至关重要,尤其是安防设备,倘若你点击了关门,却不知道门是否真的已经上,将会带来多大的安全隐患;此外,Zigbee采用了极低功耗设计,可以全供电,理论上一节电池能使用10年以上,节能环保。

总的来讲,IrDA对于要求传输速率高、使用次数少、移动范围小、价格比较低的设备,如打印机、扫描仪、数码像机等比较适合;IEEE802.11传输距离长,速度快,比较适于公司企业中距离较大的无线网络。HomeRF技术比较适于家居环境的通信,因为这种环境的活动半径大于蓝牙技术规定的活动范围,而且一般又小于IEEE 802.1l的半径。蓝牙技术跳频快.功耗低、灵活性强,因而在移动设备互连方面更具有优势,尤其适合于那种活动范围比较广、要求能和多种设备迅速互联的设备,如:笔记本电脑、数字无绳电话、PDA、手机等,从而在新兴的个人局域网领域也更具有吸引力和竞争力。

【责任编辑:华轩 TEL:(010)68476606】

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