电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 个人局域网核心技术及解决方案集锦 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2015-5-28 23:04 标题: 个人局域网核心技术及解决方案集锦

PAN是Personal 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、计算机、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。
　　1 基本定义
　　近年来，随着各种短距离无线通信技术的发展，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，用无线电或红外线代替传统的有线电缆，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、数据通信网关、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，如连接手机和蓝牙耳机等。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。

　　2 原理与方法
　　PAN的实现技术主要有：Bluetooth、IrDA、Home RF、ZigBee与UWB（Ultra-Wideband Radio）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接口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电线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。

　　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锁上，将会带来多大的安全隐患；此外，Zigbee采用了极低功耗设计，可以全电池供电，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。

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)