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家庭网络迎来无线时代

导读:
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随着高速宽带上网以及家用电脑的日益普及,人们越来越希望把PC、电视和其他消费电子产品连接起来以构成一个家庭网络。美国Yankee集团的调查结果证明了这一点:美国1/3拥有PC的家庭都希望将其娱乐设备和信息设备连接起来。

  有关专家指出:能够通过无线电波将来自机顶盒(HDTV和数字电缆)、Hi-Fi音频设备和宽带因特网调制解调器的内容从一个房间传送到另一个房间的无线系统将成为整个家庭网络市场中相当大的一部分。预计到2003年,美国的无线家庭网络市场将增长5倍以上;到2004年,其市场规模将超过57亿美元。

无线连接的优势是多方面的:

● 无线家庭网络连接不需要在墙上穿洞,也不需要敷设昂贵的光缆,用户很快就能够使用;

● 便携式设备能够随时移动,不必固定摆放位置,就可与网络中的其他设备进行通信;

● 大多数无线网络都采取了某种形式的加密,可保护用户的数据于资料;

● 在大多数情况下,无线设备的工作距离可达150英尺。

 

激烈的竞争

  大多数商用和家庭无线网络都采用跳频技术,即信息段在某一频段内的不同频率上传播,每分钟在一个半导体芯片或PC的控制下跳频数百次。嵌入同一网络的各个设备以相同的方式进行跳频以接收信号。提倡采用无线网络技术的两个机构正在努力使自己的跳频技术成为2.4GHz频段上的主导标准,其一是无线以太网标准(IEEE802.11b版本),它的支持者包括Lucent Technologies和Cisco Systems等网络界巨子,在整个频带上可实现11Mbps的传输速率,传输距离约500英尺。其主要竞争对手是家庭无线电频率工作组(Home Radio Frequency Working Group,HomeRF),支持者包括Intel、Motorola和康柏。到2000年8月为止,802.11b标准在通信速度方面一直优于HomeRF;而HomeRF标准则仅在可利用现有电话线和成本方面稍占上风。

  2000年8月之后,由于美国联邦通信委员会(FCC)宣布将允许在其未许可的2.4GHz频段(这是上述两种技术都使用的)上进行宽带跳频,从而使得802.11b速度上的优势有所削弱。旧的HomeRF版本所提供的数据传送速率仅为1.6Mbps,但FCC出台了这项新规定后,HomeRF工作组就可以修改其共享无线接入协议(Shared Wireless Access Protocol,SWAP)规范,将速度提高到10Mbps。

  对于HomeRF工作组来说,FCC的决定是至关重要的,因为IEEE802.11b产品虽然价格高一些,但其数据传送速率也较高,如此一来HomeRF产品的性价比会有一拼。不仅如此,实现短距离通信的Bluetooth(蓝牙)设备设备也具有低成本的特点。

  目前被采纳为新的IEEE标准(802.15)的Bluetooth产品的工作距离约30英尺,数据传输速率仅1Mbps。但对于想把一间屋子里的各种消费电子产品连接起来的用户来说,Bluetooth技术仍不失为一种理想的解决方案。比如,东芝公司去年就向人们演示了如何把取自VCR的MPEG-4数据通过340Kbps蓝牙连接实时传送,以15帧/秒的速率在PC上以320×240分辨率进行播放。VCR通过IEEE1394接口与家庭网络服务器相连,PC服务器负责把VCR的视频信号变换成比MPEG-2更适合于无线传输的MPEG-4格式。

  HomeRF工作组借FCC新政策之东风对其标准进行了改编和修订,以期更好地推广无线格式。该标准的支持者现已增加到6家,即康柏、Intel、Motorola、National Semiconductor、Proxim和Siemens。

  HomeRF工作组主席Kevin Negus认为这次改编有助于该小组在推动无线家庭网络化中的下一步工作,并对向用户说明符合HomeRF标准的产品以及经HomeRF认证的产品所具备的诸多优点具有积极意义。

  在无线团体内部,人们关心的主要问题之一就是HomeRF、Bluetooth和IEEE802.11b均工作于相同的2.4GHz频段。特别是Bluetooth模块,它将被嵌入便携式设备中,而这些便携式设备很有可能在IEEE802.11b无线网络环境中使用。

 

相互干扰和“Wi-Fi”

  显然,在这三种无线网络系统之间将会存在某些干扰。为此,FCC又做出了这样的规定:即跳频设备不得使用重叠信道,且需将输出功率限制在125mW。出于同样的目的,IEEE在其802.15工作委员会内部设立了一个专门的工作组(TG2),负责研究不同无线网络的共存问题。

  至于与IEEE802.11b兼容的产品,零售商和消费者都不会在产品的包装盒上看到该标准的标记。拥有68个成员的无线以太网兼容性联盟(Wireless Ethernet Compatibility Alliance,WECA)提出用“Wi-Fi”来代替IEEE802.11b,就像用以太网(Ethernet)来代替IEEE802.3一样。WECA是一家成立于1999年的非盈利组织,目的是保证Wi-Fi产品的互用性并促使Wi-Fi成为一种市场上通用的无线局域网(WLAN)标准。

  截止2001年1月,已有44种产品通过了Wi-Fi认证测试。这些带有“Wi-Fi”标识的产品是在Agilent公司的硅谷网络实验室(Silicon Valley Networking Lab,SVNL)进行测试的,每个产品的测试通常需要2-4天完成。所有经Wi-Fi认证的产品均支持11Mbps的最大数据速率。这种WECA成员标记确保了来自不同销售商的WLAN网卡、设备和接入点之间的互用性。

  上文提到的目前正在制定之中的IEEE802.15无线个人区域网(WPAN)标准的着眼点是短距离无线网络。需要特别注意的是802.15.3高速率工作组(TG3)的有关工作,该工作组被授权制定一项针对20Mbps或更高速率的无线网络标准草案并最终形成一个新标准。该新标准除了能够恰好适应高清晰度电视(HDTV)信号的要求之外,还将提供低功率、低成本的网络以满足便携式消费数字成像和多媒体应用的需求。

  Bluetooth、Wi-Fi和HomeRF的系统容量都没有超过10Mbps(尽管FCC最近放宽了某些限制),虽然这一带宽已能满足建立无线多媒体家庭网络的需要,但却无法传输哪怕是一个信道的HDTV信号。MPEG-2视频数据流一般需要至少3Mbps(往往超过5Mbps)的传输带宽,而数字HDTV信号则要求家庭网络传输线能够达到20Mbps或更高的速率。

 

跳过上述三种2.4GHz频段技术

  还有一种允诺能够达到54Mbps数据速率的无线标准——IEEE802.11a,它可以为用户提供足够的带宽,以满足包括数字电视、MPEG-2 HDTV、MP3和因特网连接等在内的数字通信的需求。802.11a的优势部分来自于它所采用的频段,即被称为“未许可的国家信息基础设施(Unlicensed National Information Infrastructure,U-NII)频段”的5GHz工作频率范围。它包括两个频率段:5.15-5.35GHz和5.725-5.825GHz。

  由于5GHz频谱分配比较新,目前尚没有成形的协议,因此,5GHz频谱似乎是下一代多媒体无线网络的理想选择。它提供了高速的数据处理能力和最小的RF设备(比如微波炉)干扰。而且,和2.4GHz频谱一样,它在世界上大部分地区都不会遇到许可方面的限制。此外,据设计工程师们称,经过扩展后,802.11a标准还可以将速率提升至108Mbps,且同时保持与54Mbps产品的全面向下兼容性。

  5GHz无线传输能否获得成功将在很大程度上取决于实施成本。已有两家位于硅谷的公司—Radiation Communications(现已被Cisco Systems公司收购)和Atheros Communications—正在加紧开发,力争率先供应经济型5GHz无线网络用芯片组。

  Radiation Communications公司的芯片是世界上第一个基于IEEE802.11a标准的全功能商用半导体产品,可提供54Mbps的数据速率。虽然这种芯片尚未批量生产,但该公司负责市场和销售的副总裁Chris Fisher向公众证实:Radiation Communications已经解决了成本方面的问题。不过,即便如此,54Mbps无线网络仍将首先应用于商业用途,进入家庭还需要几年的时间。

 

循序渐进

  与此同时,各种无线家庭网络化方案用小型专用装置也在不断出现。例如,松下电气的子公司Kyushu Matsushita Electric推出了一种用于家庭和小型办公室的新型宽带网络用网关KX-HGW100。利用无线系统或普通电话线或以太网电缆,KX-HGW100最多可将32部电脑连接成一个网络。该公司称,KX-HGW100是第一个能够单独或同时使用三种网络连接方式(Bluetooth、HomeRF和Wi-Fi)的产品。借助无线系统接口,KX-HGW100和笔记本电脑的PCMCIA卡能够以高达11Mbps的速率进行数据交换。

  2001年1月,2Wire(专门制造PC及其他因特网设备与DSL等接入设备之间的家庭用连接产品)计划推出一种定价在500-549美元左右的无线网络产品。2Wire公司称Dell Computer公司正在其DellWare网站上销售2Wire的产品。另外,该公司还与Office Depot和CompUSA等零售商签署了销售协议。

  NetPace公司推出了一种无线网络电器控制器(Network Appliance Controller,NAC)。借助它,用户可以使用电视、VCR和其他各种家用电器设备。而且,这种全菜单驱动且只需少量用户输入的应用还可通过移动设备来完成。NetPace公司的CEO  Omar Khan设想:“有了这项功能,您就可以在回家的路上启动家中的微波炉预先加热饭菜;也可以在晚上开会时让您的VCR去录制您喜欢的电视节目。” 

来源:今日电子   作者:岳云  2001/10/1 0:00:00
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