EEPW 电子产品世界

bluetooth and WLAN

蓝牙和WLAN是目前数据传输最常用的两个名词。蓝牙是可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换的无线技术标准;WLAN是无线局域网络的简写。随着电子产品不断更新换代,蓝牙和Wi-Fi也在不断地改进,以便于电子产品更加匹配,填补技术漏洞,也更加符合现代人的需求。每一代技术都有何改进,让我们来一起看一下。

Bluetooth

  • 科普:关于GPU 的二三事(上)
  • 蓝牙技术

    是由爱立信创制的。在正式成为蓝牙技术之前,是爱立信公司在移动电话和其他配件之间进行低功耗、低成本无线通信连接的研究方案。这个方案最初由爱立信移动的CTO Nils Rydbeck为开发的一款无线耳机而设计的,后来Nils Rydbeck将规格指定工作交给Tord Wingren,开发工作则交给Jaap Haartsen和Sven Mattisson。之后又演变成为希望为不同通讯设备创造一款同意的规则(标准化协议),以解决用户间设备互不兼容的问题。1999年5月,爱立信与国际商业机器、英特尔、诺基亚、东芝等业内龙头企业创立"特别兴趣小组(Special Interest Group,SIG)",即蓝牙技术联盟的前身,后来SIG在全球拥有超过25,000家成员公司,苹果公司于2015年加入。
  • “蓝牙”的由来

    Bluetooth(蓝牙)是斯堪的纳威亚语中Blåtand / Blåtann (即古挪威语blátǫnn) 的一个英语化版本,原为10世纪丹麦国国王哈拉尔德(Harald Gormsson)的绰号。哈拉尔德出身海盗世家,统一北欧国家成为维京王国的国王。由于他喜欢吃蓝莓,牙齿常常被染成蓝色,故得到"蓝牙王"之名。1998年,爱立信希望也蓝牙也能将通讯协议统一为全球标准,便取此寓意。
  • “蓝牙”的由来

正式版

  • 1.1版本

    传输率约在748-810kpbs。容易受到同频率产品的干扰,影响通讯质量;
    2002年获批为IEEE802.15.1标准;
    添加未加密频道的可能性;
    添加接收信号强度指示(RSSI);

    1.2版本

    传输率约为748-810kpbs;
    只支持单声道;
    Adaptive Frequency Hopping(AFH):适应性跳频技术。主要用来减少蓝牙产品与其他无线通讯装置之间的干扰问题;
    Extended Synchronous Connection-Oriented links(eSCO):延伸同步连结导向信道技术;用于提供具高度QoS的音讯传输,能进一步满足更高阶语音与音讯产品的需求;
    Faster Connection:快速连接。包含First FHS与Interlaced scan技术,缩短重新搜索与再连接的时间,使连结的过程更为稳定、更快速,使蓝牙产品使用更为流畅;
  • Demo版

    版本 发布日期 增强功能
    0.7 1998年10月19日 Baseband、LMP
    0.8 1999年1月21日 HCI、L2CAP、RFCOMM
    0.9 1999年4月30日 OBEX与IrDA
    的互通性
    1.0
    Draft
    1999年7月5日 SDP、TCS
    1.0A 1999年7月26日 /
    1.0B 2000年10月1日 WAP应用上更具互通性

    1.1版本
  • 2.0+EDR版本
  • 2.0+EDR版本

    2.0版本加入了增强数据率(EDR),实现加速数据传输。
    实际数据传输速率为2.1Mbit/s,几乎超过原来的3倍;
    减少工作负载循环(duty cycle),从而减低能源消耗;
    增加带宽

    2.0+EDR版本

    改善装置配对流程。由原先使用个人识别码改进成自动使用数字密码来进行配对和连接;
    短距离配对增加NFC(Near Field Communication)机制。NFC是短距离的无线RFID技术,在针对1~2公尺的短距离练级应用上,以电磁波为基础,取代传统无线电传输。由于NFC机制掌握了配对的起始侦测,当在一定范围内的2台设备进行配对传输时,只要在设备屏幕上点选是否接受联机即可;
    将装置件相互确认讯号发送时间间隔从0.1秒延长至0.5秒,从而达到省电的目的;
  • 3.0+HS版本

    采用全新交替射频技术AMP(Generic Alternate MAC/PHY);
    单向广播无连接数据(Unicast Connectionless Data)。无需建立明确的L2CAP通道即可传输服务数据;
    增强型电源控制(Enhanced Power Control)。更新了电源控制功能,移除开环功率控制,增添闭环功率控制,明确EDR新增调制方式所引入的功率控制,推出"直接开到最大功率(go straight to maximum power)"的请求。
    "+HS"商标的设备是通过802.11高速数据传输支持蓝牙;

    4.0版本

    4.0版本是蓝牙3.0+HS规范的补充,专门面向对成本和功耗都有较高要求的无线方案;
    支持双模式和单模式两种部署方式。双模式中,Bluetooth Smart功能整合入既有的经典蓝牙控制器;单模式中,只能执行低功耗的协议栈;
    使用标准纽扣电池可运行一年以上;
    增强不同厂商设备的交互性;
    无线覆盖范围增强;
    低延迟(APT-X)
  • 3.0+HS版本
  • 4.1版本
  • 4.1版本

    移动无线服务共存信号;
    Train nudging与通用接口扫描;
    低占空比定向广播;
    基于信用实现流控的L2CAP面向连接的专用通道;
    双模和拓扑;
    低功耗链路层拓扑;
    802.11n PAL;
    宽带语音的音频架构更新;
    更快的数据广告时间间隔(Fast Data Advertising Interval);
    有限的发现时间;

    4.2版本

    低功耗数据包长度延展;
    低功耗安全连接;
    链路层隐私权限;
    链路层延展的扫描过滤策略;
    Bluetooth Smart设备可通过网络协议支持配置文件(Internet Protocol Support Profile,简称IPSP)实现IP 连接;
    IPSP为Bluetooth Smart添加了一个IPv6连接选项,是互联家庭和物联网应用的理想选择;
    蓝牙4.2通过提高Bluetooth Smart的封包容量,让数据传输更快速;
    业界领先的隐私设置让Bluetooth Smart更智能,不仅功耗降低了,窃听者将难以通过蓝牙联机追踪设备;
    消费者可以更放心不会被Beacon和其他设备追踪

WLAN

  • WLAN
  • WLAN

    WLAN是无线局域网络的简写,全名为Wireless Local Area Networks。WLAN是利用射频技术,使用电磁波代替双绞铜线所构成的局域网络,在空中进行通信连接,这样用户就可以通过无线局域网络的简单存取架构传递和获取数据信息。而Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术,是由Wi-Fi联盟持有的一个无线网络通信技术品牌。它的目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。Wi-Fi的命名是由品牌咨询公司Interbrand协助完成的。Interbrand总共提交了十三个方案,最终选择了Wi-Fi,与Wireless Fidelity并无直接关系。
  • IEEE 802.11标准

    WLAN是基于IEEE 802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用可以不必授权的ISM频段中的2.4GHz或5GHz射频波段进行无线连接。802.11是无线局域网络制定的标准,于1997年被制定,其中定义了媒体访问控制层(MAC层)和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种展频作调频方式和一种红外传输的方式,总数据传输速率设计为1Mbit/s。两个设备之间的通信可以是设备与设备(adhoc)的方式进行,也可以在基站(Base Station,BS)或者访问点(Access Point,AP)的协调下进行。为了在不同的通讯环境下去的良好的通讯质量,采用CSMA/CA(Carrier Sense Multi Access/Collision Avoidance)硬件沟通方式。
  • IEEE 802.11标准
  • IEEE 802.11标准
  • IEEE 802.11,1997年,原始标准(2Mbit/s,工作在2.4GHz);
    IEEE 802.11a,1999年,物理层补充速率最高可达54Mbit/s,工作在5GHz,可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA的空中接口。支持语音、数据、图像业务。一个扇区可接多个用户,每个用户可带多个用户终端;
    IEEE 802.11b,1999年,物理层补充传输速率为11 Mbit/s,工作在2.4GHz;
    IEEE 802.11c,1999年,在媒体接入控制/链路连接控制(MAC/LLC)层面上进行扩展;
    IEEE 802.11d,在802.11c的基础上,解决不能使用2.4GHz频段国家的使用问题;
    IEEE 802.11e,定义了无线局域网的服务质量(quality-of-service,QOS),Wi-Fi联盟称此为WMM(Wi-Fi Multimedia);
    IEEE 802.11f,追加IAPP(inter-access point protocol),于2006年2月被撤销;
    IEEE 802.11g,2003年,载波频率为2.4GHz,原始传输速度为54Mbit/s,净传输速度约为24.7 Mbit/s;
  • IEEE 802.11h,2004年,为减少对同处5GHz频段的雷达的干扰,调整无线覆盖半径;
    IEEE 802.11i,2004年,加强802.11的安全加密功能,定义了基于AES的全新加密协议CCMP,以及向前兼容RC4的加密协议TKIP;
    IEEE 802.11j,2004年,根据日本规定做的升级;
    IEEE 802.11m,对802.11家族规范进行维护、修正、改进,以及为其提供解释文件;
    IEEE 802.11n,2009年,资料传输速度为475Mbps,比802.11b块45倍,比802.11g快8倍左右。增加对MIMO(multiple-input multiple-output)的标准;
    IEEE 802.11p,2010年,针对汽车通讯的特殊环境而特定的标准。工作频段为5.9GHz,1000英尺的传输距离,数据传输速率为6Mbps,并具有增加安全性、加强身份认证等功能;
    IEEE 802.11k,2008年,该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范;
    IEEE 802.11r,2008年,减少漫游时认证所需的时间,改善移动的客户端设备在接入点之间运动是的切换过程;
    IEEE 802.11s,2007年,指定与目前最先进的MESH网路,提供自主性组态(self-configuring),自主性修复(self-healing)等能力;
    IEEE 802.11w,2009年,针对802.11管理帧的保护;
    IEEE 802.11x,包括802.11a/b/g等三个标准;
    IEEE 802.11y,2008年,针对美国3650–3700 MHz 的规定;
    IEEE 802.11ac,2011年,使用5GHz频段(也可以说是6GHz频段),采用更宽的基带(最高扩展到160Mhz)、更多的MIMO、高密度的调制解调(256 QAM)。理论上,11ac可以为多个站点服务提供1Gbit的带宽,或是为单一连接提供500Mbit的传输带宽。
    IEEE 802.11b+,通过PBCC技术在802.11b基础上提供22Mbit/s的数据传输速率,产权属于美国德州仪器公司。
  • IEEE 802.11标准
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