|
1、短程無(wú)線(xiàn)通訊 （ SRD ） 技術(shù) 近些年，隨著(zhù)電腦，手機，智能家居等電子產(chǎn)品的快速普及，無(wú)線(xiàn)通訊已經(jīng)深入到人們日常生活的各個(gè)方面，成為人們迅速、方便地獲取信息，和外界保持溝通的重要渠道。對于無(wú)線(xiàn)通訊而言，有多個(gè)因素會(huì )影響到系統的整體性能，其中通訊距離是非常關(guān)鍵的一項。在無(wú)線(xiàn)通訊過(guò)程中影響通訊系統性能的因素有發(fā)射機輸出功率Pt、發(fā)射機天線(xiàn)增益Gt、接收機天線(xiàn)增益Gr、接收機接收靈敏度Sr，它們與鏈路預算L的關(guān)系如下： L = Pt+ Gt + Gr - Sr 當鏈路預算L≥鏈路損耗D時(shí)，該鏈路在理論上是可以正常通信的。為了確保通訊穩定可靠，通訊距離是不能超頻鏈路預算的。對于短程無(wú)線(xiàn)通訊（SRD）而言，收發(fā)機之間的距離通常較近，因此其鏈路預算非常充足。在短距離無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)中，Wi-Fi技術(shù)毫無(wú)疑問(wèn)是知名度最大，日常生活使用最多的�，F如今大多數的城鎮家庭都會(huì )在客廳安裝Wi-Fi路由器，其房屋使用面積一般不超過(guò)150m2（12m*12m），而室內Wi-Fi信號的覆蓋半徑可達20m，因此一臺普通的路由器能夠做到良好的信號覆蓋。 2、Wi-Fi mesh 在機場(chǎng)、別墅這樣的場(chǎng)所中，通訊場(chǎng)地面積要大很多，單臺路由器要想實(shí)現良好的信號覆蓋就顯得有些吃力了。早期人們通常的做法是多買(mǎi)幾個(gè)路由器，將路由器分別安裝在不同的地方，由每個(gè)路由器負責覆蓋一個(gè)固定的區域，這樣可以實(shí)現整體的信號覆蓋。但人們很快便發(fā)現了新的問(wèn)題，當在這些區域來(lái)回走動(dòng)的時(shí)候，手機信號會(huì )逐漸變弱，變灰，直至最終熄滅，過(guò)了數分鐘后又重新連接了新的路由器，此時(shí)信號才恢復正常。這個(gè)過(guò)程中，嚴重的卡頓給人糟糕的網(wǎng)絡(luò )體驗。 現在人們有了新的解決方案——Wi-Fi mesh，其學(xué)名又叫802.11s。相較于傳統的多路由器方案，Wi-Fi mesh采用的是路由器加中繼器的組合架構；這些中繼器在上電啟動(dòng)的時(shí)候會(huì )和這個(gè)路由器進(jìn)行身份認證和網(wǎng)絡(luò )注冊，然后就可以和這個(gè)路由器協(xié)同工作在相同的信道；由于中繼器是附屬于這個(gè)路由器的信號轉發(fā)設備，是這個(gè)無(wú)線(xiàn)路由器的信號延伸，因此其整體而言可以當作一個(gè)分布式的Wi-Fi路由器。手機在漫游移動(dòng)的時(shí)候，接收到的始終是來(lái)自同一個(gè)無(wú)線(xiàn)路由器，同一個(gè)無(wú)線(xiàn)信道的信號，而不是來(lái)自多路由器，且獨立不同的無(wú)線(xiàn)信道的數據，因此手機始終感受不到漫游切換的存在，也就沒(méi)有了信道搜索，身份認證，地址分配等一系列耗時(shí)幾十秒的網(wǎng)絡(luò )注冊過(guò)程，其漫游體驗就好得多。 3、藍牙 mesh 在短程無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)中，另一種較為流行被人們所熟知的技術(shù)是藍牙。我們常見(jiàn)的大多數藍牙設備都是工作在點(diǎn)對點(diǎn)模式。手機可以一對一連接到智能手環(huán)，體溫計，耳機，音響，或者筆記本電腦、平板電腦等設備。 藍牙還可以組建一種2-8個(gè)節點(diǎn)的小型 Piconet網(wǎng)絡(luò )，其中一個(gè)設備做Primary設備，其余的設備做 Secondary 設備；這種模式因為不太常見(jiàn)，所以不為人們所熟知。 藍牙其實(shí)還有一種更不常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò )模式，就是scatter net，這種模式下雖然可以組成一個(gè)稍微大一些的網(wǎng)絡(luò )，但是卻是以犧牲其帶寬和穩定為代價(jià)的。 近些年，隨著(zhù)智能家居等新興行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們需要一個(gè)規模更大，通訊距離更遠，擴展性更強的網(wǎng)絡(luò )，此時(shí)經(jīng)典藍牙的小型單跳網(wǎng)絡(luò )，點(diǎn)對點(diǎn)和一對多通訊模式等技術(shù)指標已經(jīng)捉襟見(jiàn)肘，于是藍牙國際組織在2017年7月17日發(fā)布了Bluetooth Mesh 的技術(shù)。新的藍牙Mesh技術(shù)除了增加發(fā)射功率，支持更多的跳數和更大的網(wǎng)絡(luò )規模之外，還可以實(shí)現多對多的通訊模式，極大的拓展了藍牙技術(shù)的生態(tài)領(lǐng)域。 有意思是的是，在智能家居領(lǐng)域無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的“拓荒者”其實(shí)不是藍牙Mesh，而是ZigBee；正因為藍牙是所有手機的標配，而智能家居又大多是以手機作為操作終端的，它才憑借天然的競爭優(yōu)勢乘勢崛起。ZigBee是一項新型的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，其最主要的特點(diǎn)就是低功耗和多跳網(wǎng)絡(luò )，藍牙在補齊了多跳的短板之后，已經(jīng)與之旗鼓相當了，但是其生態(tài)聯(lián)盟要強大太多。雖然在智能家居領(lǐng)域遇到了藍牙Mesh這個(gè)強勁的對手，但在工業(yè)無(wú)線(xiàn)通訊中ZigBee技術(shù)依然可以憑借其十余年的先發(fā)優(yōu)勢而占據優(yōu)勢地位，特別是在工業(yè)SCADA系統，油田、電力、礦山等領(lǐng)域的無(wú)線(xiàn)傳感器應用方面占有較高的市場(chǎng)份額。 |
