個人區域網

近年來，隨著各種短距離無線通信技術的發展，人們提出了一個新的概念，即個人區域網（Personal Area Network, PAN）。

PAN定位在家庭與小型辦公室的應用場合，其主要應用範圍包括話音通信網關、數據通信網關、信息電器互聯與信息自動交換等。

PAN的實現技術主要有：Bluetooth、IrDA、Home RF、ZigBee、WirelessHart與UWB（Ultra-Wideband Radio）五種。

紅外線數據標準協會IrDA（Infrared Data Association）成立於1993年，是非營利性組織，致力於建立無線傳播連接的國際標準，目前在全球擁有160個會員，參與的廠商包括計算機及通信硬體、軟體及電信公司等。

簡單地講，IrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術，其相應的軟體和硬體技術都已比較成熟。它在技術上的主要優點有：

*無需專門申請特定頻率的使用執照，這一點，在當前頻率資源匱乏，頻道使用費用增加的背景下是非常重要的。

*具有移動通信設備所必需的體積小、功率低的特點。HP公司目前已推出結合模塊應用的約從2.5×8.0×2.9mm3到5.3×13.0×8.8mm3的專用器件；與同類技術相比，耗電量也是最低的。

*傳輸速率在適合於家庭和辦公室使用的微微網（Piconet）中是最高的，由於採用點到點的連接，數據傳輸所受到的干擾較少，速率可達16Mb/s。

除了在技術上有自己的技術特點外，IrDA的市場優勢也是十分明顯的。目前，全世界有5000萬台設備採用IrDA技術，並且仍然每年以50%的速度增長。有95%的手提電腦安裝了IrDA介面。在成本上，紅外線LED及接收器等組件遠較一般RF組件來得便宜，IrDA埠的成本在5美元以內，如果對速度要求不高甚至可以低到1.5美元以內，相當於目前藍牙產品的十分之一。

面對其他技術的挑戰，IrDA並沒有停滯不前。除了傳輸速率由原來的FIR（Fast Infrared）的4Mb/s提高到最新VFIR的16Mb/s標準；接收角度也由傳統的30度擴展到120度。這樣，在台式電腦上採用低功耗、小體積、移動余度較大的含有IrDA介面的鍵盤、滑鼠就有了基本的技術保障。同時，由於Internet的迅猛發展和圖形文件逐漸增多，IrDA的高速率傳輸優勢在掃描儀和數碼相機等圖形處理設備中更可大顯身手。

但是，IrDA也的確有其不盡如人意的地方。首先，IrDA是一種視距傳輸技術，也就是說兩個具有IrDA埠的設備之間如果傳輸數據，中間就不能有阻擋物，這在兩個設備之間是容易實現的，但在多個電子設備間就必須彼此調整位置和角度等。這也是Bluetooth和HomeRF未來打敗IrDA技術的超級法寶。其次，IrDA設備中的核心部件－紅外線LED不是一種十分耐用的器件，對於不經常使用的掃描儀、數碼相機等設備雖然遊刃有餘，但如果經常用裝配IrDA埠的手機上網，可能很快就不堪重負了。

1998年5月，就在IEEE成立WPAN(無線個人區域網)研究小組不久，5家世界著名的IT公司--Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba聯合宣布了一項叫做"藍牙"（Bluetooth）的計劃，旨在設計通用的無線電介面（Radio Air Interface）及其控制軟體的國際標準，使通信和計算機進一步結合，讓不同廠家生產的攜帶型設備具有在沒有電線或電纜相互鏈接的情況下，能在近距離範圍內互通的能力。這一計劃一經公布，就得到了包括Motorola、Lucent、Compaq、Simens、3Com、TDK以及Microsoft等大公司在內的近2000家廠商的廣泛支持和採納。

藍牙技術從應用的角度來講，與目前廣泛應用於微波通信中的一點多址技術十分相似，因此，它很容易穿透障礙物實現全方位的數據傳輸。

早在藍牙標準制定的前一年，IEEE的有關工作組就已經開始WPAN的準備工作。起初，IEEE執行委員會認為由於這是區域網內部的無線通信技術，所以就將此任務交給了對WLAN有著突出貢獻的802.11工作組，當時主要的工作就是實現無線區域網和無線個人區域網的無縫隙連接。經過一年的努力工作，小組成員的結論是，現有的IEEE 802.11中有關支持三種物理媒介層的MAC（Medium Access Control，媒介訪問控制）中規定的基礎結構並不適用於WPAN。因此，1999年3月，原由802.11領導的WPAN小組單獨成立IEEE 802.15工作組。其主要目的是：在個人工作空間（Personal Operating Space，POS）內建立無線通信的國際標準，實現和802.11協議族的融合。同時考慮經濟和技術方面的可實現性。

1999年7月，802.15工作組在蒙特利爾召開了第一次正式會議。在這次會議上，藍牙特別利益小組（SIG）明確提出希望參與WPAN標準的制定工作。由於很多IEEE 802.15成員也是SIG的成員，因此很快就達成一致協議，並提出當前二者共同關心的問題：如何解決兩種規範下產品的兼容性問題；如何找到一種可靠的測試手段來驗證二者的兼容性作為合作的基點。

802.15工作組於1999年秋天開始起草一項以藍牙1.0版本為基礎的標準，2000年11月提交到IEEE標準委員會討論。之所以如此迅速，主要是IEEE 802.11工作組在制定WLAN標準時過於滯後於市場，繼而造成了WLAN標準重蹈"ATM"的覆轍。雖然IEEE 802.11是國際公認的技術標準，但市場份額並不大，因此藍牙才決定使用無線區域網使用的2.4GHz波段（由於頻率的衝突，很可能造成現有無線區域網性能的下降）。藍牙的支持者甚至大膽地預測，隨著藍牙技術的不斷發展，採用IEEE 802.11標準的無線區域網將不復存在，從而雙方的頻段之爭將迎刃而解。

力不從心的HomeRF

HomeRF工作組成立於1997年，是由美國家用射頻委員會領導的。它成立的技術與商業動機和其他幾項技術十分相似，其宗旨是在消費者能夠承受的前提下，建設家庭語音、數據內聯網。HomeRF把共享無線連接協議（SWAP）作為未來家庭內聯網的幾項技術指標，使用IEEE 802.11無線乙太網作為數據傳輸標準，通信頻段也是2.4GHz，從圖1中可以看出，HomeRF工作組像當初人們構造ATM一樣，提出了一整套應用於家庭聯網的完整體系，包括外圍設備和家庭主機之間的連接、外圍設備之間的連接、主機和HomeRF中央控制的連接、接入網、PSTN等。2000年8月31日美國聯邦通信委員會批准了Intel、Microsoft、Motorola和Proxim等HomeRF組織成員的要求，允許HomeRF的傳輸速率在原來的2Mb/s的基礎上提高四倍，達到8M～11Mb/s傳送速率；而且和藍牙一樣，HomeRF可以實現多個（最多5個）設備之間的互聯。但FCC的這一決定，招致了來自包括內部成員和藍牙組織成員的反對，主要理由是頻率衝突、功耗較大。同時，HomeRF工作組的一些成員提出將原來的發射帶寬由1MHz提高到5MHz，這樣速率能夠提高得更多，但反對者認為，信息本來在狹窄的信號通道里跳動，現在如果將狹窄的通道加寬，就會像一輛卡車在幾條車道上橫衝直撞，從而造成SWAP設備之間的互相干擾。因此，很多業界人士對這一技術並不表示樂觀。

物競天擇，共同發展

無論是成熟可靠的IrDA還是朝氣蓬勃的藍牙、WPAN，都在互相取長補短。從藍牙協議堆仍然採用分層的體系結構，在串列電纜模擬協議之上或直接加在"邏輯鏈路控制與適配協議（L2CAP）"之上的是專用協議，包括現有的多種協議，如PPP、UDP/TCP/IP、WAP、OBEX等。其中，OBEX的IrOBEX(Short OBEX)是紅外線數據協會開發的一個會話協議。

事實上，藍牙系統和WPAN的概念相輔相成，它已經是WPAN的一個雛形。在其1999年12月發布的藍牙1.0版的標準中，已定義了包括使用WAP協議連接網際網路的多種應用軟體。它能夠使蜂窩電話系統、無線通信系統、無線區域網和網際網路等現有網路增添新功能，使各類計算機、傳真機、印表機設備增添無線傳輸和組網功能，在家庭和辦公自動化、家庭娛樂、電子商務、無線公文包應用、各類數字電子設備、工業控制、智能化建築等場合開闢了廣闊的應用。隨著WPAN的發展，IEEE 802.15的一個工作小組正在制訂速率可達20Mb/s以上的WPAN標準，這一標準也是基於藍牙規範。因此，WPAN和藍牙必然會趨於融合，由SIG參與藍牙計劃的公司和IEEE 802.15工作組協力合作，共同創造明天的WPAN。

據Cahners In-Star集團預測，新興的家庭網路市場規模將從2000年的6000萬美元增漲到2004年的57億美元，由於存在著巨大的商機，許多公司都採取了靈活的姿態，宣布同時支持IrDA、HomeRF、Bluetooth和WPAN中的一些規範，可以看出，這四種技術各有所長，背後又有各家公司或科研機構的支持，所以在一段時間內，這幾種技術之間的競爭是必然，相互間取長補短也是必然的。

*對於要求傳輸速率高、使用次數少、移動範圍小、價格比較低的設備，如印表機、掃描儀、數碼像機等，IrDA技術是首選。

*如果設備是屬於那種活動範圍比較廣、要求能和多種設備迅速互聯，如，筆記本電腦、數字無繩電話、個人數字助理（PDA）、手機等，採用藍牙或WPAN是十分理想的。

*HomeRF技術對於小型公司或者類似別墅的家庭是再方便不過的了，因為這兩種環境的活動半徑都比Bluetooth和WPAN規定的活動範圍大，同時，一般又小於無線區域網的半徑。但這也並非是說HomeRF的地位是高枕無憂的。因為，一項技術如果想要成為國際認可的標準，其獨特性是必不可少的。HomeRF在傳輸距離方面的優勢很有可能被藍牙所擊敗。