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1、蓝牙与WLAN的未来无线局域网争夺 摘要： 无线网络的出现确实很大程度上方便的人们的生活、工作。有了它我们可在校园的每个角落无线路由上网，解决烦琐的网线维护，在金融领域 银行和证券、期货交易业务可以通过无线网络的支持将各机构相连。即使已经有了有线计算机网，为了避免由于线路等出现的故障，仍需要使用无线计算机网做备份。在证券和期货交易业务中的价格以及“买”和“卖”信息变化极为迅速频繁，利用手持通信设备输入信息，通过计算机无线网络迅速传递到计算机、报价服务系统和交易大厅的显示板，管理员、经纪人和交易者可以迅速利用信息进行管理或利用手持通信设备直接进行交易，避免了由于手势、送话器、人工录入等方式而产生
2、的不准确信息和时间延误所造成的损失。 特别是在一些变动比较大的领域，每一次位置的刚换都有大量的网线需要整理，既耗时又耗力，比如大楼的维修，办公室的移动。现在无线局域网主要有两种蓝牙和WLAN，它们未来的发展会如何呢？谁将会主导未来的市场？1.1背景 随着现在网络的发展，有一种网络已经在网络和很多通信协议中占据了一定的地位，那就是局域网。局域网主要应用与公司内部、校园等范围有限的场所中，或者是以网络中的一个节点出现。局域网的出现很大程度上方便了人们的办公和生活。但是，由于现在人们适用的设备增加，一条条的链接线路整的人是眼花撩换，每一次修理和增加设备都是一次复杂的工程，而且维护也比较麻烦。无线网的
3、出现很大程度上解决了这个问题，目前局域网主要有Wlan和蓝牙两种形式，它们到底谁是未来的胜者呢？2.1 蓝牙和WLAN的简介 2.1.1 蓝牙蓝牙技术想法是产生于1994年Ericsson推出了解决无线连线问题的技术开发计划，产生了推进无线连线与个人接入的想法。1997年Ericsson、IBM、INTEL，NOKIA及TOSHIBA这5个世界著名的无线设备及计算机、半导体设备制造公司商议建立一种全球化的无线通信个人接入与无线连线新手段，后定名为“蓝牙”(Bluetooth)。1998年5月正式发起成立了“蓝牙特别兴趣组织”BSIG(BlueteoothSpecialInterestGroup
4、)，简称蓝牙SIG。1999年11月美国4家著名公司Motorola、Lucent、Microsoft及3Com加盟BSIG，成为BSIG的9个发起成员，使蓝牙技术的发展获得了更强有力的支持，并显示出更明朗的前景。现今，BSIG的参加成员已大于2500个，其发展势头令人触目。目前蓝牙信道带宽为1MHz，异步非对称连接最高数据速率723.2kbit/s;连接距离多半为10m左右，甚至为个人饰物，亦可属物体域网(WBAN)范畴。蓝牙速率亦拟进一步增强，新的蓝牙标准2.0版拟支持高达10Mbit/s以上速率(4、8及12Mbit/s20Mbit/s)，在2004年以后推出，这是适应未来愈来愈多宽带多
5、媒体业务需求的必然演进趋势。2.1.2 WLAN无线局域网(WLAN)顾名思义是一种借助无线技术取代以往有线布线方式构成局域网的新手段，可提供传统有线局域网的所有功能，它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它为通用无线接入的一个子集，它支持较高传输速率(2-54Mbit/s，甚至更高)，利用射频无线电或红外线，借助直接序列扩频(DSSS)或跳频扩频(FHSS)、GMSK、OFDM等技术，甚至将来的超宽带传输技术UWBT，实现固定、半移动及移动的网络终端对INTERNET网络进行较远距离的高速连接访问。因此，原则上它的目前速率尚较低，主要适用于手机、掌上电脑等小巧移动终端。1997年6月，I
6、EEE推出了802.11标准，开创了WLAN先河;目前，WLAN领域主要是IEEE802.11x系列与HiperLAN/x系列两种标准。3.1 蓝牙与WLAN的对比WLAN、蓝牙与3G三种技术之间大致的关系可以看到这蓝牙与WLAN存在着某些关联，但差异也是相当明显的蓝牙技术是以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备的通信环境内建立一个特别连接的开放性全球规范，工作在2.4GHz频段，目前可支持1Mbps的数据速率，支持数据与语音业务，目前可实现无障碍的接入距离在10米左右（发射功率为4dBm时）。SIG在2001年年初已出台蓝牙1.1标准（信道数据传输速率为1Mbps）;年底又出台了蓝
7、牙标准2.0版(信道数据传输速率为2Mbps)。蓝牙与802.11b都工作在2.4GHz频段上，相互之间存在干扰，文献数据表明，使用DSSS直序扩频的802.11b其发射功率为20dBm时，将使蓝牙数据包的丢失率达到13.46%，因此去年4月IEEE的PAN（Personal Area Network）工作组提出一项议案，可使Bluetooth和802.11b同时工作，避免相互干扰。蓝牙技术的特点包括：1、采用跳频技术，数据包短，抗信号衰减能力强；2、采用快速跳频和前向纠错方案以保证链路稳定，减少同频干扰和远距离传输时的随机噪声影响；3、使用2.4GHzISM频段，无须申请许可证；4、可同时支
8、持数据、音频、视频信号；5、采用FM调制方式，降低设备的复杂性。 WLAN目前得到广泛应用的技术是802.11家族，它是IEEE在1997年发表的第一个无线局域网标准，而现在媒体屡屡提到的802.11b是1999年9月被批准，它也被称为Wi-Fi（听起来有点像音乐发烧友说的Hi-Fi）,可支持11Mbps的共享接入速率；与此相似的是802.11a技术，它采用了5GHz的频段，其速率高达54Mbps，分频采用OFDM（正交频分复用）技术，但无障碍的接入距离降到3050米；去年新出现的一个候选标准802.11g其实是一种混合标准，即能适应802.11b标准，又符合802.11a标准，它比802.1
9、1b速率快5倍，并和802.11b兼容。 3.1.1 蓝牙和WLAN的移动性和相应带宽之间PKWLAN、蓝牙与3G三种技术的移动性和相应带宽之间的比较图蓝牙链路的范围取决于无线设备的功率。一级设备的连接范围是100米，二级设备为10米，三级设备为1米以内。由于蓝牙的设计理念是建设以个人为中心的无线网络，移动范围不是很大, 但是通过增大发送电平可以将距离延长至100m。蓝牙技术的标准数据传输速率高达每秒1Mbit/s，真正吞吐量为每秒723千比特。数据被蓝牙堆栈划分为数据包，并通过两个链路中的其中一个进行发送。此链路是通过SCO(Synchronous Connection Oriented C
10、hannels)利用预留带宽进行实时传输(包括语音包)的；或通过ACL(Asynchronous Connectionless Channels)进行数据传输和再传输。很多情况下蓝牙仅仅被用做线缆的替代物。WLAN的采用OFDM技术后的最高传速率可高达54Mbits，远高于目前蓝牙的最高标称数据速率1Mbits；并且，IEEE 802.11b WLAN系统终端用户共享11Mbits速率，而蓝牙最高通信速率仅为723.2kbits。在通信距离方面，虽然WLAN速率越高距离越短，但一般来说室内连接距离可大于100m，室外可达数百米或者更远。从图上也可以看出，WLAN的传输距离要大于蓝牙，因此，速率
11、与距离方面，WLAN的优势是明显的。移动性和相应带宽比拼中 蓝牙得分： WLAN得分：3.1.2 蓝牙和WLAN的协议和抗干扰程度PK3.1.2.1 WLAN和Bluetooth协议标准发展Bluetooth技术协议标准IEEE 802.15x及16x系列 蓝牙技术与无线局域网WLAN、无线城域网WMAN、无线广域网WWAN一道，以蓝牙规范11版为基础已纳入IEEE802.X.Y系列中，成为WPAN系列标准IEEE802.15x之一，即802.15.1标准。802.15x系列标准将以蓝牙速率为基础，向低速率、高速率、更高速率全面迈进。 IEEE802.15.1即相当蓝牙技术标准。 802.15
12、.2解决WPAN与WLAN之间的共存标准。 802.15.3标准作为高速WPAN接入，利用编码调制技术，可实现高达55Mbits的高速传输，功耗及成本可较低，复杂性亦可比OFDM时低，可实现控制QoS的高质量声音、视象多媒体传输。工作于2.4GHzlSM频段，Ad hoc网络结构，可由五种调制方式实现1155Mbits速率传输：22Mbits时用编码OQPSK，用2维8状态(2D-8S)TCM QPSK及163264QAM可实现们，33、44及55Mbits的高速传输，以满足蓝牙速率能力不足的图象和视频多媒体应用需求。 802.15.4标准针对诸如智能证卡，传感器、节能，安保。家庭自动化等低速
13、率WPAN需要，目标是比蓝牙更简单。低功耗、价廉、方便灵活的低速率连接。IEEE802.15.4工作组主要负责制定物理层及MAC层的协议，其余协议主要参照现有标准，高层应用、测试及市场推广等方面工作将由ZigBee联盟负责，由此实施802.15.4的应用技术常称为ZigBee。ZigBee联盟成立于2002年8月，由英国Inversys公司，日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司及荷兰菲力浦半导体公司组成，至今已吸引了上百家芯片公司。无线设备公司和开发商加盟。ZigBee为此技术的商业化品牌命名，如上已提及，为象征蜂群(Bee)跳ZigBee(“之”字形)舞蹈方式来分享新发现的食物源的位置、距离、
14、方向等信息，表达此繁荣的生存，发展的新通信方式。而且，802.15.4还吸引了其它标准化组织注意，如IEEEl451工作组正在考虑以此为基础实现传感器网络(Sensor Network)。 IEEE802.15.3a目标是提供更高速率物理层增强，UWB即为一种可能的技术途径。UWBG(Ultra WideBand Group)工业集团于1998年成立，至2002年2月其成员包括厂商及大学在内已超过540个，一些公司亦提议将UWB技术纳入IEEE802.15.3s标准。 WLAN协议标准 1997年6月，IEEE推出了802.11标准，开创了WLAN先河；目前，WLAN领域主要是IEEE 802
15、.11x系列与HiperLANx系列两种协议标准。 a、 IEEE802.11x系列 802.11是1997年IEEE最初制定的一个WLAN标准。主要用于解决办公室无线局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，其业务范畴主要限于数据存取，速率最高只能达2Mbits。由于它在速率、传输距离、安全性、电磁兼容能力及服务质量方面均不尽人意，从而产生了其系列标准； 802.11b，将速率扩充至11Mbits，并可在5.5Mbits、2Mbits及1Mbits之间进行自动速率调整，亦提供了MAC层的访问控制和加密机制，以提供与有线网络相同级别的安全保护，还提供了可选择的40位及128位的共享密钥算法，从
16、而成为目前802.11系列的主流产品。而802.11b+还可将速率增强至22Mbits； 802.11a，工作于5GHz频段，借助OFDM技术，使最高速率提升至54Mbits； 802.11g，依然工作于2.4GHz频段，与802.11b兼容，最高速率亦提升至54Mbits，其系列化为1、2、5、5、6、9、11、12、18、24、36、54Mbits。 802.11c为MACLLC性能增强；801.11d对应802.11b版本，解决那些不能使用2.4GHz频段国家的使用问题； 802.11e则是一个瞄准扩展服务质量的标准，其分布式控制模式可提供稳定合理的服务质量，而集中控制模式可灵活支持多种服
