家庭中的宽带无线网络技术

　　一般地，家庭中娱乐功能的实现，如电视、DVD、音响等，基本上集中在客厅，而承载着信息获取和交换功能的PC、网络则主要存在于书房。随着各种便携式娱乐和信息交换产品的不断涌现、相互渗透，对于娱乐和信息交换功能的需求在家庭中已经无处不在：在家庭中的任意一个地方，卧室、起居室、厨房、浴室、卫生间甚至储藏室，无不都需要随心所欲的娱乐和上网，而不是仅仅局限在客厅和书房里。

　　家庭中各种无线网络技术的应用，可以让家中的电脑和各种家电设备不必通过繁复的缆线就可以联系起来，带给我们更多的自由、简捷和方便。

　　一、家庭无线网络的技术要求

　　基于802.11x无线技术的无线局域网(WLAN)技术和产品现在已经在公司内部和公众场合中普及起来，目前市面上的家庭无线网络产品大部分也基于802.11x无线技术。但实际上，家庭无线网络的技术要求与公用无线网络有所不同，具体表现在以下几个方面。

　　l.数据传输带宽

　　在家庭应用中，数字多媒体应用占重要比例，例如，用数字显示装置(如液晶电视)收看存储在媒体适配器上的DVD或高清晰MPEG2视频流，用MP3播放机播放存储在家中某一台PC机上的MP3音频流。因此，家庭无线网络必须拥有支持传输多路数字视频/音频的带宽。我们知道，数字显示装置(等离子电视或屏幕投影装置)、PDA和MP3播放机所使用的数据格式通常在几百Kbps(如MP3的音频流为可达到320Kbps)至数十Mbps(如对DVD视频流来说为1OMbps，高清晰MPEG2视频流为2.5Mbps)。给数字娱乐装置增加无线网络功能，能满足应用需求的足够宽数据传输带宽显然是必不可少的。

　　2.低廉的价格

　　有调研显示，让一个家用装置增加无线连接功能，用户通常只愿意多花5%至10%的费用，这对相关产品的制造商无疑是很大的考验。

　　3.动态网络配置

　　一种灵活和动态网络配置同样对家庭用户是非常重要的。在家庭无线网络中，无线应用装置的数量和网络应用的空间范围随着不同的家庭而不同。这就必须应用一种灵活的网络结构。"网状"的网络架构让网络中的每个装置都可以充当网络中的一个接入点，让各个应用装置充当连接其他装置的桥梁，用户就可以获得更大无线应用空间范围。甚至在必要的时候，一些价格低廉的桥接装置可以被固定在房间的墙上，通过这些装置的接力，我们就可以连接到更远的距离。"网状"的无线网络架构有更大的网络接入性能和更大的应用空间覆盖面积，这保证了家中的更多的装置可以接入家庭无线网络。

　　4.无线功能的模块化

　　目前在家庭数字设备上增加一个具有无线功能的外置盒很容易实现产品的无线应用功能，但这只能是一种简单的过渡做法。随着家庭无线网络技术和产品的发展，无线功能模块最终将以无线网络功能芯片的形式被整合到产品当中，实现产品无线功能的硬件化和集成化。

　　二、现有家庭宽带无线网络技术的比较

　　目前市场现有的家庭宽带无线网络技术解决方案普遍是在802.11x无线局域网(WLAN)技术上建立的。

　　1.802.11x(802.11b/802.11a/802.11g)

　　基于802.11x(802.11b/802.11a/802.l1g)的无线网络技术：用户使用一个无线宽带接入点(AP，accessPoint)连接上宽带网络运营商，就可以让整个家庭中带有无线网卡的电子设备使用上宽带网络。

　　(1)IEEE802.llb

　　802.11b也被称作"无线通讯保真"。(即Wi-Fi)是一种主流的无线网络技术，可以在星巴克咖啡厅等公共集中访问区和公共机场中看到这一2.4GHz的技术的应用。IEEE802.11b无线技术的最高数据传输速度为11Mbps，它适用于那些诸如文件共享和邮件发送等商务应用场合。由于业界的强力支持，802.11b技术在企业级市场已经大有作为。虽然现在802.11b已经被应用于家庭网络，如果不经常在计算机之间传输大型文件，并且希望使用无线网络来共享Internet连接，则802.llb标准无疑是最佳之选，但显然11Mbps的数据传输速度并不能满足家用市场的多媒体应用需求。

　　(2)IEEE802.11b+

　　802.11b+是比802.11b稍快的版本，目前已在部分网络中得到使用。它使用了一度颇受关注但因为802.11g标准的出现而遭放弃的数据包二进制卷积代码(PacketBinaryConvolutionalCode，PBCC)。尽管802.11b+技术在802.11b的基础上仅将速度提高了20%，但对提供更好的总体体验而言，这2-3 Mbps的差别可能已经足够获得比802.llb更大的覆盖范围和更佳的带宽。对于时常要在计算机之间传输大型文件的家庭和小型办公室用户，802.11b+设备可以通过其更快的速度提供更好的体验。

　　(3)IEEE802.lla

　　802.lla是目前可用的最快802.ll版本。IEEE802.11a无线技术使用正交频分多路复用(0FDM)调制技术，在5GHz频带中的最高数据传输速度为54Mbps，有效负载速度大约为35Mbps。虽然802.1la具有支持多路数码视频/音频的潜在能力，但其MAC(MediumAccessControl，媒体访问控制)协议基础设计，造成了802.11a在多媒体数据流传送L的不足。而且，802.lla仅在较高速率下才能有效应付视频和音频的DVD品质的流式传输。其效力会随着距离的增加、信号强度的减弱而降低。

　　(4)IEEE802.11g

　　802.11g使用和802.11b相同的2.4CHz的频率，虽技术目前尚不可用，但该标准承诺在使用2.4GHz时最高的数据传输速度达54Mbps，有效负载速度大约为35Mbps。802.11g兼容802.11b，是一种用于诸如文件共享和邮件收发等商务应用的很好的无线网络解决方案。但是做为一种802.11x技术，802.11g同样存在如同802.11a和802.llb一样的MAC协议以及能耗问题，所以802.llg并不适合用于家庭多媒体连接。

　　表1 802.11x(802.11b/802.11a/802.11g)技术指标比较表

　　

　　表1对802.11b、802.lla、802.11g的技术指标作了比较。在以上介绍的IEEE802.llx几种技术中，802.11b连接能保持较长时间的稳定速度，而且在距离变大时速度的下降情况也轻微一些;802.11a开始时的速率为54Mbps，但随着离无线访问点的距离增加，它下降得非常快，会分别下降为48、36、24、18、12、9和6Mbps。同样，802.11b+也会迅速下降为11、5.5、2和1Mbps。

#p#副标题#e#

　　IEEE802.11x技术使用的是应用于诸如以太网网络的基于数据包的网络协议，它并没有整合专门应用于多媒体数据流的传输协议。而且基于这种技术的无线信号易受到墙壁、楼层的阻挡，也易受磁场干扰，从而影响网络连接速度及在无线网络中能达到的持续性能。此外，它的1.5W至2W左右的能耗使它完全不适用于如PDA这些使用电池的装置。

　　2.蓝牙

　　蓝牙无线技术不是一种高速度传输技术也不是一种为网络而设计的技术，虽然蓝牙技术有低成本、低功耗、高可靠性和兼容性等特点，但其数据传输速度低于1Mbps。蓝牙主要被应用于移动电话、PDA、笔记本电脑、数码相机、便携式游戏机、便携式MP3播放机等装置间点对点的连接，如手机和笔记本电脑间通过蓝牙连接来进行信息数据同步等。蓝牙无线技术不适合流媒体应用。事实上，蓝牙应用的主要推动力是用于移动电话的无线头戴耳机。

　　通过以上对目前常见的几种无线技术的分析，我们可以知道尽管目前市面上的家庭无线网络产品大部分基于802.11x无线技术，但主要针对办公和公众场所应用的无线解决方案很难存数据传输速度、电能耗和产品价格等方面满足家庭无线网络应用的要求，而在短距离内传送速度可高达数百Mbps的超宽带无线技术以其较高的数据传输速度，最有可能成为家庭无线网络的主角。

　　三、数字家庭中适用的宽带无线网络技术

　　与有线网中以太网"一统天下"不同，无线网在无线局域网WLAN(WirelessLocalAccessNetwork)和无线家庭局域网/WPAN(Wireless Personal Access Network)领域饱受标准不统一、速度偏慢和安全等问题的困扰。这种混杂的局面也许会因以下几种数字家庭中适用的宽带无线网络新技术的出现而彻底发生改变。

　　1.超宽带(UWB，U1traWideBand)

　　超宽带是一种用脉冲波形信号变化来代替连续的载波进行数据传输的无线技术。传统的无线技术通过无线电载波的频率和功率的变化来传输信息，而超宽带则是以基带的方式通过发送脉冲无线电信号传送数据。传统无线技术在通信时需要连续发出载波，这就要不停地消耗电能