EEPW 電子產(chǎn)品世界

bluetooth and WLAN

藍(lán)牙和WLAN是目前數(shù)據(jù)傳輸最常用的兩個(gè)名詞。藍(lán)牙是可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換的無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；WLAN是無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)寫(xiě)。隨著電子產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，藍(lán)牙和Wi-Fi也在不斷地改進(jìn)，以便于電子產(chǎn)品更加匹配，填補(bǔ)技術(shù)漏洞，也更加符合現(xiàn)代人的需求。每一代技術(shù)都有何改進(jìn)，讓我們來(lái)一起看一下。

Bluetooth

  • 科普：關(guān)于GPU 的二三事（上）

  • 藍(lán)牙技術(shù)

    是由愛(ài)立信創(chuàng)制的。在正式成為藍(lán)牙技術(shù)之前，是愛(ài)立信公司在移動(dòng)電話和其他配件之間進(jìn)行低功耗、低成本無(wú)線通信連接的研究方案。這個(gè)方案最初由愛(ài)立信移動(dòng)的CTO Nils Rydbeck為開(kāi)發(fā)的一款無(wú)線耳機(jī)而設(shè)計(jì)的，后來(lái)Nils Rydbeck將規(guī)格指定工作交給Tord Wingren，開(kāi)發(fā)工作則交給Jaap Haartsen和Sven Mattisson。之后又演變成為希望為不同通訊設(shè)備創(chuàng)造一款同意的規(guī)則（標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議），以解決用戶間設(shè)備互不兼容的問(wèn)題。1999年5月，愛(ài)立信與國(guó)際商業(yè)機(jī)器、英特爾、諾基亞、東芝等業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)創(chuàng)立"特別興趣小組（Special Interest Group，SIG）"，即藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的前身，后來(lái)SIG在全球擁有超過(guò)25,000家成員公司，蘋(píng)果公司于2015年加入。

  • “藍(lán)牙”的由來(lái)

    Bluetooth（藍(lán)牙）是斯堪的納威亞語(yǔ)中Bl?tand / Bl?tann （即古挪威語(yǔ)blát?nn） 的一個(gè)英語(yǔ)化版本，原為10世紀(jì)丹麥國(guó)國(guó)王哈拉爾德（Harald Gormsson）的綽號(hào)。哈拉爾德出身海盜世家，統(tǒng)一北歐國(guó)家成為維京王國(guó)的國(guó)王。由于他喜歡吃藍(lán)莓，牙齒常常被染成藍(lán)色，故得到"藍(lán)牙王"之名。1998年，愛(ài)立信希望也藍(lán)牙也能將通訊協(xié)議統(tǒng)一為全球標(biāo)準(zhǔn)，便取此寓意。
  • “藍(lán)牙”的由來(lái)

正式版

  • 1.1版本

    傳輸率約在748-810kpbs。容易受到同頻率產(chǎn)品的干擾，影響通訊質(zhì)量；
    2002年獲批為IEEE802.15.1標(biāo)準(zhǔn)；
    添加未加密頻道的可能性；
    添加接收信號(hào)強(qiáng)度指示（RSSI）；

    1.2版本

    傳輸率約為748-810kpbs；
    只支持單聲道；
    Adaptive Frequency Hopping（AFH）：適應(yīng)性跳頻技術(shù)。主要用來(lái)減少藍(lán)牙產(chǎn)品與其他無(wú)線通訊裝置之間的干擾問(wèn)題；
    Extended Synchronous Connection-Oriented links（eSCO）：延伸同步連結(jié)導(dǎo)向信道技術(shù)；用于提供具高度QoS的音訊傳輸，能進(jìn)一步滿足更高階語(yǔ)音與音訊產(chǎn)品的需求；
    Faster Connection：快速連接。包含F(xiàn)irst FHS與Interlaced scan技術(shù)，縮短重新搜索與再連接的時(shí)間，使連結(jié)的過(guò)程更為穩(wěn)定、更快速，使藍(lán)牙產(chǎn)品使用更為流暢；

  • Demo版

    版本 發(fā)布日期 增強(qiáng)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與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應(yīng)用上更具互通性

    1.1版本
  • 2.0+EDR版本

  • 2.0+EDR版本

    2.0版本加入了增強(qiáng)數(shù)據(jù)率（EDR），實(shí)現(xiàn)加速數(shù)據(jù)傳輸。
    實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率為2.1Mbit/s，幾乎超過(guò)原來(lái)的3倍；
    減少工作負(fù)載循環(huán)（duty cycle），從而減低能源消耗；
    增加帶寬

    2.0+EDR版本

    改善裝置配對(duì)流程。由原先使用個(gè)人識(shí)別碼改進(jìn)成自動(dòng)使用數(shù)字密碼來(lái)進(jìn)行配對(duì)和連接；
    短距離配對(duì)增加NFC（Near Field Communication）機(jī)制。NFC是短距離的無(wú)線RFID技術(shù)，在針對(duì)1~2公尺的短距離練級(jí)應(yīng)用上，以電磁波為基礎(chǔ)，取代傳統(tǒng)無(wú)線電傳輸。由于NFC機(jī)制掌握了配對(duì)的起始偵測(cè)，當(dāng)在一定范圍內(nèi)的2臺(tái)設(shè)備進(jìn)行配對(duì)傳輸時(shí)，只要在設(shè)備屏幕上點(diǎn)選是否接受聯(lián)機(jī)即可；
    將裝置件相互確認(rèn)訊號(hào)發(fā)送時(shí)間間隔從0.1秒延長(zhǎng)至0.5秒，從而達(dá)到省電的目的；

  • 3.0+HS版本

    采用全新交替射頻技術(shù)AMP（Generic Alternate MAC/PHY）；
    單向廣播無(wú)連接數(shù)據(jù)（Unicast Connectionless Data）。無(wú)需建立明確的L2CAP通道即可傳輸服務(wù)數(shù)據(jù)；
    增強(qiáng)型電源控制（Enhanced Power Control）。更新了電源控制功能，移除開(kāi)環(huán)功率控制，增添閉環(huán)功率控制，明確EDR新增調(diào)制方式所引入的功率控制，推出"直接開(kāi)到最大功率（go straight to maximum power）"的請(qǐng)求。
    "+HS"商標(biāo)的設(shè)備是通過(guò)802.11高速數(shù)據(jù)傳輸支持藍(lán)牙；

    4.0版本

    4.0版本是藍(lán)牙3.0+HS規(guī)范的補(bǔ)充，專(zhuān)門(mén)面向?qū)Τ杀竞凸亩加休^高要求的無(wú)線方案；
    支持雙模式和單模式兩種部署方式。雙模式中，Bluetooth Smart功能整合入既有的經(jīng)典藍(lán)牙控制器；單模式中，只能執(zhí)行低功耗的協(xié)議棧；
    使用標(biāo)準(zhǔn)紐扣電池可運(yùn)行一年以上；
    增強(qiáng)不同廠商設(shè)備的交互性；
    無(wú)線覆蓋范圍增強(qiáng)；
    低延遲（APT-X）
  • 3.0+HS版本
  • 4.1版本

  • 4.1版本

    移動(dòng)無(wú)線服務(wù)共存信號(hào)；
    Train nudging與通用接口掃描；
    低占空比定向廣播；
    基于信用實(shí)現(xiàn)流控的L2CAP面向連接的專(zhuān)用通道；
    雙模和拓?fù)洌?/div>
    低功耗鏈路層拓?fù)洌?/div>
    802.11n PAL；
    寬帶語(yǔ)音的音頻架構(gòu)更新；
    更快的數(shù)據(jù)廣告時(shí)間間隔（Fast Data Advertising Interval）；
    有限的發(fā)現(xiàn)時(shí)間；

    4.2版本

    低功耗數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度延展；
    低功耗安全連接；
    鏈路層隱私權(quán)限；
    鏈路層延展的掃描過(guò)濾策略；
    Bluetooth Smart設(shè)備可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持配置文件（Internet Protocol Support Profile，簡(jiǎn)稱IPSP）實(shí)現(xiàn)IP 連接；
    IPSP為Bluetooth Smart添加了一個(gè)IPv6連接選項(xiàng)，是互聯(lián)家庭和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇；
    藍(lán)牙4.2通過(guò)提高Bluetooth Smart的封包容量，讓數(shù)據(jù)傳輸更快速；
    業(yè)界領(lǐng)先的隱私設(shè)置讓Bluetooth Smart更智能，不僅功耗降低了，竊聽(tīng)者將難以通過(guò)藍(lán)牙聯(lián)機(jī)追蹤設(shè)備；
    消費(fèi)者可以更放心不會(huì)被Beacon和其他設(shè)備追蹤

WLAN

  • WLAN

  • WLAN

    WLAN是無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)寫(xiě)，全名為Wireless Local Area Networks。WLAN是利用射頻技術(shù)，使用電磁波代替雙絞銅線所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，在空中進(jìn)行通信連接，這樣用戶就可以通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單存取架構(gòu)傳遞和獲取數(shù)據(jù)信息。而Wi-Fi是一種允許電子設(shè)備連接到一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）的技術(shù)，是由Wi-Fi聯(lián)盟持有的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)品牌。它的目的是改善基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。Wi-Fi的命名是由品牌咨詢公司Interbrand協(xié)助完成的。Interbrand總共提交了十三個(gè)方案，最終選擇了Wi-Fi，與Wireless Fidelity并無(wú)直接關(guān)系。

  • IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)

    WLAN是基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)允許在局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用可以不必授權(quán)的ISM頻段中的2.4GHz或5GHz射頻波段進(jìn)行無(wú)線連接。802.11是無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)制定的標(biāo)準(zhǔn)，于1997年被制定，其中定義了媒體訪問(wèn)控制層（MAC層）和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種展頻作調(diào)頻方式和一種紅外傳輸?shù)姆绞?，總?shù)據(jù)傳輸速率設(shè)計(jì)為1Mbit/s。兩個(gè)設(shè)備之間的通信可以是設(shè)備與設(shè)備（adhoc）的方式進(jìn)行，也可以在基站（Base Station,BS）或者訪問(wèn)點(diǎn)（Access Point,AP）的協(xié)調(diào)下進(jìn)行。為了在不同的通訊環(huán)境下去的良好的通訊質(zhì)量，采用CSMA/CA（Carrier Sense Multi Access/Collision Avoidance）硬件溝通方式。
  • IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)
  • IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)
  • IEEE 802.11，1997年，原始標(biāo)準(zhǔn)（2Mbit/s,工作在2.4GHz）；
    IEEE 802.11a，1999年，物理層補(bǔ)充速率最高可達(dá)54Mbit/s，工作在5GHz，可提供25Mbps的無(wú)線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無(wú)線幀結(jié)構(gòu)接口，以及TDD/TDMA的空中接口。支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)。一個(gè)扇區(qū)可接多個(gè)用戶，每個(gè)用戶可帶多個(gè)用戶終端；
    IEEE 802.11b，1999年，物理層補(bǔ)充傳輸速率為11 Mbit/s，工作在2.4GHz；
    IEEE 802.11c，1999年，在媒體接入控制/鏈路連接控制（MAC/LLC）層面上進(jìn)行擴(kuò)展；
    IEEE 802.11d，在802.11c的基礎(chǔ)上，解決不能使用2.4GHz頻段國(guó)家的使用問(wèn)題；
    IEEE 802.11e，定義了無(wú)線局域網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量（quality-of-service，QOS），Wi-Fi聯(lián)盟稱此為WMM（Wi-Fi Multimedia）；
    IEEE 802.11f，追加IAPP（inter-access point protocol），于2006年2月被撤銷(xiāo)；
    IEEE 802.11g，2003年，載波頻率為2.4GHz，原始傳輸速度為54Mbit/s，凈傳輸速度約為24.7 Mbit/s；
  • IEEE 802.11h，2004年，為減少對(duì)同處5GHz頻段的雷達(dá)的干擾，調(diào)整無(wú)線覆蓋半徑；
    IEEE 802.11i，2004年，加強(qiáng)802.11的安全加密功能，定義了基于AES的全新加密協(xié)議CCMP，以及向前兼容RC4的加密協(xié)議TKIP；
    IEEE 802.11j，2004年，根據(jù)日本規(guī)定做的升級(jí)；
    IEEE 802.11m，對(duì)802.11家族規(guī)范進(jìn)行維護(hù)、修正、改進(jìn)，以及為其提供解釋文件；
    IEEE 802.11n，2009年，資料傳輸速度為475Mbps，比802.11b塊45倍，比802.11g快8倍左右。增加對(duì)MIMO（multiple-input multiple-output）的標(biāo)準(zhǔn)；
    IEEE 802.11p，2010年，針對(duì)汽車(chē)通訊的特殊環(huán)境而特定的標(biāo)準(zhǔn)。工作頻段為5.9GHz，1000英尺的傳輸距離，數(shù)據(jù)傳輸速率為6Mbps，并具有增加安全性、加強(qiáng)身份認(rèn)證等功能；
    IEEE 802.11k，2008年，該協(xié)議規(guī)范規(guī)定了無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)頻譜測(cè)量規(guī)范；
    IEEE 802.11r，2008年，減少漫游時(shí)認(rèn)證所需的時(shí)間，改善移動(dòng)的客戶端設(shè)備在接入點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)是的切換過(guò)程；
    IEEE 802.11s，2007年，指定與目前最先進(jìn)的MESH網(wǎng)路，提供自主性組態(tài)（self-configuring），自主性修復(fù)（self-healing）等能力；
    IEEE 802.11w，2009年，針對(duì)802.11管理幀的保護(hù)；
    IEEE 802.11x，包括802.11a/b/g等三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；
    IEEE 802.11y，2008年，針對(duì)美國(guó)3650–3700 MHz 的規(guī)定；
    IEEE 802.11ac，2011年，使用5GHz頻段（也可以說(shuō)是6GHz頻段），采用更寬的基帶（最高擴(kuò)展到160Mhz）、更多的MIMO、高密度的調(diào)制解調(diào)（256 QAM）。理論上，11ac可以為多個(gè)站點(diǎn)服務(wù)提供1Gbit的帶寬，或是為單一連接提供500Mbit的傳輸帶寬。
    IEEE 802.11b+，通過(guò)PBCC技術(shù)在802.11b基礎(chǔ)上提供22Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，產(chǎn)權(quán)屬于美國(guó)德州儀器公司。
  • IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)
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