中国电子信息产业集团公司市场部 潘爱华
一、无线网络技术介绍
随着Internet的高速发展，各单位的局域网也越来越普及，不仅各公司、企业、事业单位建立了局域网，许多办公室、家庭里面的小型局域网也纷纷出现，这种局域网一般都是需要综合布线的有线网络，这样的有线网络架构大大地解决了人们在网络联通上的问题，使联系更加方便，并且速度也在日趋加快，但是还存在很多问题。由于有线网络的基础设备都是埋在地下或是隐藏在墙壁中的，于是布线就让人头痛不已，设计线路的走向，开挖布线槽，铺设线路，调试……花费很多人力财力不说，光时间就至少要花几个月。在布线完成以后，进行维护也不是件简单的事；如果遇上搬家或者有什么比较大的改变，那可就更要大大地费时、费力了。同时，由于有线接入点的固定性，而使PDA等移动计算设备还不能成为真正意义上的自由接入网络的移动工具。无线局域网正是在这样的历史条件下应运而生。随时随地上网、全面接入网络、摆脱线缆的限制，这是用户的需求，也是厂商的努力方向。
无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，是有线局域网的扩展和延伸。它只是在有线局域网的基础上通过无线Hub、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。它在不采用传统电缆线的同时，提供传输有线局域网的所有功能，并能够随着用户的需要移动或变化。无线局域网技术具有传统局域网无法比似的灵活性，而且相对于有线网络来说，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，一般计算机工作人员都可以胜任网络管理工作。
与有线网络一样，无线局域网同样也需要传递介质，只是无线局域网采用的传输媒体不是双绞线或者光纤，而是射频（RF）而已。目前应用最多的是采用无线电波作为无线局域网的传输介质，这主要因为无线电波的覆盖范围较大，应用较广泛。无线局域网使用的频段主要是ISM（Industry Science Medical，工业科学医疗）频段，它属于工业自由辐射频段，不会对人体健康造成伤害。
目前，比较流行的无线局域网的协议标准主要有IEEE802.11标准、蓝牙技术(Bluetooth)标准以及HomeRF标准。
（1） IEEE802.11b（又称WLAN）
IEEE802.11标准的制订是无线网络技术发展的一个里程碑。该标准除了具有无线局域网的优点及各种不同的性能外，还使各种不同厂商的无线产品得以互联。IEEE802.11标准的颁布，使无线局域网在各种有移动要求的环境中被广泛接受，它是无线局域网目前最常用的传输协议，各公司都有基于该标准的无线网卡产品。
由于IEEE802.11的速率最高只能达到2Mb/s，在传输上不能满足人们的需要，因此，IEEE小组又推出了
IEEE802.11b新标准。Dell、3Com、Cisco、Intel、Sony、Apple和朗讯等约70家公司支持IEEE802.11b。它工作在2.4GHz频段，直接序列扩频，最大数据传输速率为11Mb/s，无须直线传播。支持的范围是在室外为300米，在办公环境中最长为100米。IEEE802.11b无线以太网标准最初是以大型办公室或业务园区的应用环境为目标设计的，可支持10到100个接入点。其主要应用是高性能的数据网络，例如共享文件和Internet接入。它具有安全性好、数据传输速率高等优点，但实现起来要比其他技术所需的费用高。另外，直接顺序分布式频谱（DSSS）技术的应用也限制了它在住宅密集区中使用，有可能导致在独立的建筑物或相似环境中发生干扰。
802.11b技术传输语音的能力是有限的。尽管它可以支持数字化的Internet语音传输协议（VoIP），但是目前其传输质量还不高。
（2）、蓝牙技术(Bluetooth)
蓝牙的英文名是Bluetooth，1995年由爱立信首先提出概念，1998年5月由爱立信、IBM、英特尔、诺基亚、东芝等5家公司联合制定的近距离无线通信技术标准。Bluetooth原为欧洲中世纪的丹麦国王Harald II的名字，他为统一四分五裂的瑞典、芬兰、丹麦立下了不朽的功劳。瑞典爱立信公司为这种即将成为全球通用的无线技术命此名，也许大有一统天下的含义。蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性标准，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接，使得近距离内各种信息设备能够实现无缝资源共享。
蓝牙SIG成立于1998年，到现在其成员已超过2400多家，几乎囊括了全球通信、计算机、家用电器等行业的所有巨头，如Errisson，Nokia、IBM、Toshiba、Lucent、Microsoft、Sony、3com等，国内也有许多知名企业和科研机构加入SIG，如联想、TCL、清华大学、复旦大学、东南大学、电子部三所等。
蓝牙作为一种低功耗的无线技术，其最初目的是取代现有的PC、打印机、传真机和移动电话等设备上的有线接口。主要优点是：可以随时随地用无线接口来代替有线电缆连接；具有很强的移植性，可应用于多种通信场合，如WAP、GSM、DECT等，引入身份识别后可以灵活实现漫游；功耗低，对人体危害小；蓝牙集成电路应用简单，成本低廉，实现容易，易于推广。
蓝牙技术工作在全球通用的2.4GHz ISM频段，数据速率为1Mb/s。应用了蓝牙技术――PLUG＆PLAY的概念（有点类似“即插即用”的概念），任意蓝牙技术设备一旦搜寻到另一个蓝牙技术设备，马上就可以建立联系，而无需用户进行任何设置，可以解释成“即连即用”。在无线电环境非常嘈杂的环境下，其优势更加明显。 蓝牙收发机在2.4GHz ISM频带上以1,600跳／秒跳频，即以2.45GHz为中心频率，可得到79个1MHz带宽的信道。在发射机频率为1MHz时，有效的蓝牙数据速率是721kb/s。由于发射是“时分复用”，其主要优点是造价低。几乎无需任何变动，便可将蓝牙扩展成适于家庭使用的小型网络。
1999年蓝牙技术产品的全球销售量几乎为零，2000年猛增至3670万美元，据预测，2001年将达1.26亿美元，2006有望高达6.99亿美元；2002年，全球使用蓝牙技术的调制解调器等外围设备将达1.5亿台，使用蓝牙技术的笔记本电脑将达2500万部；2003年，全球90%以上的笔记本电脑将使用蓝牙技术；2005年，全球将推出6.7亿台使用蓝牙技术的信息家电。
事实上，蓝牙系统和WPAN(无线个人局域网)的概念相辅相成，它已经是WPAN的一个雏形。在蓝牙1.O版的标准中，已定义了包括使用WAP协议连接互联网的多种应用软件。它能够使蜂窝电话系统、无绳通信系统、无线局域网和互联网等现有网络增添新功能，使各类计算机、传真机、打印机设备增添无线传输和组网功能，在家庭和办公自动化、家庭娱乐、电子商务、无线公文包应用、各类数字电子设备、工业控制、智能化建筑等场合开辟了广阔的应用。
（3） HomeRF
HomeRF是由家庭无线联网业界团体制定的标准，是专门为家庭用户设计的。支持HomeRF的有Intel、HP、Proxim、摩托罗拉和西门子等80家公司。HomeRF工作在2.4GHz，利用跳频扩谱方式，通过家庭中的一台主机在移动设备之间实现通信，既可以通过时分复用支持语音通信，又能通过载波监听多重访问/冲突避免协议提供数据通信服务。同时，HomeRF提供了与TCP/IP良好的集成，支持广播、多播和48位IP地址。HomeRF现在的数据传输速率为2 Mb/s。
HomeRF推出的目的是建立一个开放的工业标准，该标准适用于在住宅里面及其周围的任何地方，在电脑和能够协同工作的电子设备之间进行无线数字通信。HomeRF网络能够提供的有效范围可以达到45m，可覆盖一般的住宅、车库和院子。
除了能够共享Internet接入、PC、数据文件以及打印机之外，HomeRF最显著的优点就是支持高质量的语音及数据传输，这就为家庭网络的应用开创了一片新天地。用户将来可以享受电话公司、电缆公司以及其他商业部门增加的一些革新性业务，利用其完整的语音和数据的兼容性，生产出新的装置和通信设备。HomeRF把共享无线连接协议（SWAP）作为未来家庭内联网的几项技术指标，使用IEEE802.11无线以太网作为数据传输标准，通信频段也是2.4GHz，HomeRF工作组像当初人们构造ATM一样，提出了一整套应用于家庭联网的完整体系，包括外围设备和家庭主机之间的连接、外围设备之间的连接、主机和HomeRF中央控制的连接、接入网、PSIN等。
（4）三种无线网络技术的比较
从发展趋势来看，这三种技术标准都在向前发展。IEEE802.11b将提速至22Mb/s，且将支持语音呼叫，在直接序列跳频网络上结合语音和数据功能。HomeRF阵营致力于将HomeRF的速率提升到10Mb/s，并将无线网络的应用范围拓展到其他的电子产品中。蓝牙是在努力地降低芯片的大小和价格，使其有更广泛的应用市场。
在市场上，IEEE802.11b已经在企业无线网络应用中占据了主要地位。而HomeRF标准则在零售市场略占上风，但由于技术没有公开，目前只有几十家企业支持，而且，其在抗干扰等方面的弱点也注定它没有广泛的应用前景。蓝牙现在则刚刚进入市场。
目前这些技术还处于并存状态，从长远看，随着产品与市场的不断发展，它们将走向融合，而其中最有竞争力的就是蓝牙技术。因为，相比而言，蓝牙技术具有一整套全新的协议，可以应用于更多的场合。蓝牙技术中的跳频更快，在接收或发送一个分组数据后，即跳至另一频点，因而更加稳定，同时它还具有低功耗、低成本和灵活安全等特点。另外，蓝牙所采用的前向纠错技术更是限制了较长距离链路的无序噪声影响，而经优化的编码方式可使蓝牙技术应用于各种恶劣的无线环境。蓝牙协议是一个完整的综合协议，其应用模式主要是将协议固化在芯片中，并内置于需要连线的智能化设备中，当然也可以把无线模块直接合成到蜂窝手机或其他设备之中，其控制则利用设备本身的芯片，应用方式相当便捷。再者，由于蓝牙技术独立于操作系统，所以，在各种操作系统中均有良好的兼容性。蓝牙技术对各个商业操作系统中的内嵌式支持正在发展之中。
有专家认为：也许蓝牙技术才可以真正实现廉价的无线网络梦想。蓝牙将成为一种廉价、低复杂度、高可靠性的无线接口技术。蓝牙技术中最关键的是低复杂度，它使得系统的集成度大大提高，从而有利于大幅度降低产品成本，更快进入消费市场。另外，由于蓝牙技术可同时支持数据、音频、视频信号，这使得蓝牙的应用有可能扩展到成千上万种产品，人们可以随时随地以任何方式接入网络。
二．无线网络在智能建筑中的应用
智能建筑的核心是系统集成，而系统集成的基础则是智能建筑中的通信网络。随着计算机技术和通信技术的发展和信息社会的到来，迫使现代建筑观念不得不更新。在信息化社会中，一个现代化大楼内，除了具有电话、传真、空调、消防与安全监控系统外，各种计算机网络、综合服务数字网等都是不可缺少的。只有具备了这些基础通信设施，新的信息技术，如电子数据交换、电子邮政、会议电视、视频点播、多媒体通信等才有可能进入大楼。使它成为一个名符其实的智能建筑。随着分布式智能建筑控制系统技术的日益成熟和应用普及，在BAS中控制将进一步分散，在网络中传递的将更多的是管理信息，系统的集成则越显得重要。另一方面，目前由于人们信息需求的激增，以及计算机技术带来的多媒体终端等先进的终端技术，一个智能建筑的智能化瓶颈往往在于它的通信网络。可以说，通信网络技术水平的高低制约着智能建筑的智能程度。为此，智能建筑中的通信网络的设计是完成建筑智能化工程的重点所在。随着通信和计算机技术的飞速发展，智能建筑的相关技术日趋成熟，目前智能建筑的建设正方兴未艾。在建设智能建筑时，需要在大楼的设计阶段，就要融进通信网络的设计。
无线局域网技术既可以节省铺设线缆的昂贵开支，避免了线缆端接的不可靠性，同时又可以满足计算 机在一定范围内可以任意更换地理位置的需要，因而是未来智能建筑的重要技术平台。近年来，无线局域网产品逐渐走向成熟，适用于无线局域网的产品的价格逐渐下降，同时，无线局域网已能够通过与广域网相结合的形式提供移动Internet多媒体业务。无疑，无线局域网将以它的高速传输能力和灵活性在智能建筑中发挥重要作用。
（1） 无线网络在智能大厦中的应用
在现今有线网络条件下的写字楼中，随着公司员工数量的增加，导致了工位的增加，但办公室的空间有限，一味扩大办公室、增加桌椅会增加运营成本，并不是理想的解决办法。同时，人员座位和部门办公室的调整也都会造成很大的麻烦，而销售及服务支持人员频繁外出使座位闲置造成了公司资源的严重浪费。
同样地，无线网络可以克服这些问题，看一个例子：在装备了无线网络以后，惠普公司的移动办公环境使工位不再是唯一的办公地点，与以前相比，员工数量在增加，但办公桌椅的数量却减少了，因为每天都有外出的员工，而那些在公司工作的员工，只要找到一个空位置就可以开展工作。员工不管在办公室的任何一个角落，都能随意地发电子邮件、分享文档及上网浏览，大大提高了工作效率，同时也降低了总体拥有成本。
在常见的展览馆进行科技展览时，诸如一般的电子展、计算机展，其网络需求极高，而布线又会让会场显得凌乱，使用无线网络，不会破坏场馆的内部装修，而且在短时间内就能够搭建网络环境，为参展商上网提供了便利，提升了会展组委会的服务水平，帮助其建立更好的形象。
（2）无线网络在智能家居中的作用
今天，Internet在世界范围内拥有8000万以上用户，它已经成为向家庭中传递信息的一种有效方式。随着网络速度的逐渐提升和Internet资源的逐渐丰富，家庭中对基于Internet信息传递的需求将会不断增长。
目前，越来越多的家庭与公共网络进行了多点连接，包括用于传递语音信息的常规电话线、用于Internet接入和传真的特殊电话线，以及用于娱乐和高速数据传输的有线连接。
家庭电子系统、电子装置以及家用电子设备都变得更加智能化，且内部具备计算和通信能力，而这种内部的智能化在这些设备之间互不相连的时候是无法发挥作用的。
这些新的发展趋势使人们对在家庭中共享Internet接入、PC、电话线、外设以及信息产生了强烈的需求。正是这种需求，促进了家庭网络市场的快速发展。家庭网络通过家庭中的PC与其他设备的互连，给用户提供了一种信息和资源共享的途径。随着家庭中安装了越来越多的PC、外设和智能设备，当网络连接增值时，家庭中的用户就会面临新的挑战和机遇。比如，用户会有这样的需求：在住宅中的任何地方都可以通过Internet获取信息；PC与PC之间共享文件和共享打印机、扫描仪等外设，无论它们放在家庭中的哪个地方；控制电子系统和仪器，例如，在住宅中、住宅周围或者远离住宅的地方，都能够打开或关闭家中的电灯、热水器、空调以及家用安全系统等；有效地管理通信信道，如给电话、传真和Internet接入分配电话线。以上这些能力都需要在家庭中建立网络，把不同的设备连接起来一同工作。然而，要做到真正有效，任何家庭网络都必须遵循如下标准：
a、住宅中一定不能有多余的配线。目前大多数家庭还没有组建网络，在住宅中布线有可能导致网络价格的提升，阻碍市场的发展。
b、无线连接必须具备有效的抗干扰性，特别是对于家中不断增加的发射RF噪声的无线装置和设备。
c、无线连接的范围必须足以覆盖典型的家庭住宅，允许在住宅中的设备和住宅附近任何地方的设备之间进行通信。
d、网络必须具有很高的安全性，防止非法用户的侵入。
e、对于不懂技术的用户，网络必须易于安装、配置和使用。因为大多数家庭用户都没有处理复杂的网络安装和配置等问题的经验。
f、任何时候，在住宅中甚至远离住宅的任何地方，整个网络都应能快速接入。
g、方案的成本必须适中，价格要使大多数消费都能够接受。
总之，用户需要的是能够连接家用电子设备的无线网络，这个网络要使用方便、价格合理、易于接入，能够传送语音和数据信息。本文前面提到的三种无线网络，就可以满足这样的要求，因为它们不受传输线、电话机插孔或者电源插座位置的限制，具有高度的灵活性，避免了布线困难、电缆价格昂贵、需要专业人员安装调试等一系列问题。这种无线家用网络的语音传输和数据传输能够满足用户的需求，使用户在家庭中能享有真正的漫游功能。
随着无线网络技术的日臻完善，将来的无线家庭网络可与电话线网络（PSTN）和以太网等其他网络协同工作。
这将使无线网络成为连接家用电脑、信息家电、家庭安全系统的骨干网。
三、结束语
互联网时代下，由于现代信息技术的飞速发展，人类的社会生活方式也将发生重大变化，而无线网络技术在智能建筑中应用的不断深入，将直接地导致这种变化。让我们来看一看未来的家庭将是什么样子――正在办公室上班的妈妈能从办公桌上的计算机中随时看到家里摇篮中宝贝；网络微波炉能存储多种微波炉菜谱，同时还能够通过网络从生产厂家的网络或烹调服务中心自动下载新菜谱；网络冰箱能够知道所存储的食品的种类、数量和存储日期，可以提醒仪器存储到期和发出存量不足的警告，甚至自动从网络上订购；网络洗衣机可以从网上获取新的洗衣程序；人们可以通过PC调节空调，通过插入听筒插孔或电插座将家用设备联网……这就是无线网络造就的未来智能家居！
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