基于無線通信技術的藍牙與紅外技術的比較與分析

續蕾

(遼寧對外經貿學院，遼寧 大連 116052)

1.引言

無線通信(Wireless communication)是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領域中，發展最快、應用最廣的就是無線通信技術。從最初的電報開始經過150多年的現代電信的發展是來自各界的成千上萬科學家、工程師和研究人員的辛勤勞動的結果。目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。

2.無線通信技術的發展與應用

無線通信技術給人們帶來的影響是無可爭議的。如今每一天大約有15萬人成為新的無線用戶，全球范圍內的無線用戶數量目前已經超過2億。

自七十年代人們就開始了無線網的研究。在整個八十年代，伴隨著以太局域網的迅猛發展，以具有不用架線、靈活性強等優點的無線網以己之長補"有線"所短，贏得了特定市場的認可，但也正是因為當時的無線網是作為有線以太網的一種補充，遵循了IEEE802.3標準，使直接架構于802.3上的無線網產品存在著易受其它微波噪聲干擾、性能不穩定、傳輸速率低且不易升級等弱點，不同廠商的產品相互也不兼容，這一切都限制了無線網的進一步應用。到1997年6月，IEEE終于通過了802.11標準，802.11標準是IEEE制定的無線局域網標準，主要是對網絡的物理層(PH)和媒質訪問控制層(MAC)進行了規定，使得無線網的兩種主要用途----"(同網段內)多點接入"和"多網段互連"，易于質優價廉地實現。對應用來說，更重要的是，某種程度上的"兼容"就意味著競爭開始出現；而在IT這個行業，"兼容"就意味著"十倍速時代"降臨了。

無線通信的應用已深入到人們生活和工作的各個方面，包括日常使用的手機、無線電話等，其中3G、WLAN、UWB、、寬帶衛星系統、數字電視都是21世紀最熱門的無線通信技術的應用。

3.藍牙與紅外技術的歷史

藍牙（Bluetooth）作為一種新興的技術出現于1994年，由愛立信公司提出，是藍牙特別興趣小組（Bluetooth SpecialInterestGroup，SIG）中許多公司合作的結果。SIG于1999年7月頒布了藍牙技術的第一個完整的規范。藍牙是一種開放的技術規范，其目的是為了在世界上任何一個地方，實現短距離無線語音、視頻和數據通信。

紅外無線數據通訊技術是以紅外線作為通信媒質的特定應用，也是一個技術規范。相比之下，紅外無線技術比藍牙技術更加成熟，其標準化進程相對要早了許多，最早是1979年IBM公司的F.R.Gfeller發表了一篇較有影響的關于室內紅外無線通信設計與實驗的論文。紅外無線接入技術是以紅外線作為通信媒質的特定應用。其工作頻段為3.409～3. 529×105GHz，紅外數據協會(IrDA)制定了一種標準的紅外通信方法。這種方法包括通常用在移動電話、筆記本電腦和掌上電腦中。紅外通信也是被設計用于短距離、低功率、無許可證的通信。

4.藍牙與紅外技術的比較分析

藍牙技術和紅外無線接入技術都是短距離的無線接入技術，而且都能實現安全、可靠、低功耗、低成本的話音，數據及視頻的傳輸。雖然都是無線接入技術，但是由于兩種技術采用的電磁波頻段不同，因此具有完全不同的信號傳播特性。這也導致了兩種技術在特點上的差異。

（1）通訊距離：按理想的情況，功率級別為CLASS 2的藍牙設備之間也可以在10m的范圍內進行數據通訊，而功率級別為CLASS 1的藍牙設備之間可以在100m的范圍內進行數據通訊，雖說一般情況下達不到上面給出的距離，但是比起紅外設備的通訊距離要大很多。標準功率的紅外設備可以在1m范圍內正常通訊，低功耗設備的紅外設備可在0.2m范圍內正常通訊，見表1。

表1 藍牙與紅外線模塊比較表

（2）通訊角度：藍牙、紅外數據通訊技術的數據載體都是電磁波，但紅外波長短，藍牙所使用的電磁波波長長，紅外的單向性好，而藍牙發射數據時是向整個球面發散的，并且由于波長長，還可以繞開障礙物。所以使用時，兩個紅外通信設備之間需對準，而藍牙無此限制。但同時正因為如此，紅外設備發送的數據幾乎不太可能被其它設備所截獲，而藍牙設備發出去的數據很容易被其它設備所截獲，雖然要分析出數據中的真正內容可能需要很高的技術水平，但這的確會導致藍牙安全性降低。

（3）功率消耗：藍牙在發射數據時，功率要比紅外大很多，對于便攜市設備而言，這也是藍牙目前不完善的地方之一，或許等技術發展之后，這將不成為問題。

（4）數據通訊速率：就通常在便攜式設備上使用的紅外通信來說，其通訊速率最高只能到115200bps（SIR），而藍牙V1.1與此相同。但FIR標準可達4Mbps，VFIR標準可達16Mbps，較目前廣泛應用的藍牙速率要高，可是FIR和VFIR因其高功耗，同樣沒有SIR應用得廣。

（5）成本：藍牙技術的成本比紅外技術的成本高出很多，對于不同的產品，藍牙技術比紅外技術可能高出10美元到20美元甚至更多。

（6）廠家和消費者的認同度：藍牙技術已獲得了兩千余家企業的響應，從而擁有了巨大的開發和生產能力。藍牙已擁有了很高的知名度，廣大消費者對這一技術很有興趣。

紅外通訊技術已被全球范圍內的眾多軟硬件廠商所支持和采用，目前主流的軟件和硬件平臺均提供對它的支持。紅外技術已被廣泛應用在移動計算和移動通訊的設備中，巨大的裝機量使紅外無線通訊技術有了龐大的用戶群體。

（7）缺點：藍牙是一種還沒有完全成熟的技術，盡管被描述得前景誘人，但還有待于實際使用的嚴格檢驗。藍牙的通訊速率也不是很高，在當今這個數據爆炸的時代，可能也會對它的發展有所影響。ISM頻段是一個開放頻段，可能會受到諸如微波爐、無繩電話、科研儀器、工業或醫療設備的干擾。

紅外通訊技術，通訊距離短，通訊過程中不能移動，遇障礙物通訊中斷。目前廣泛使用的SIR標準通訊速率較低（115.2kbit/s）。紅外通訊技術的主要目的是取代線纜連接進行無線數據傳輸，功能單一，擴展性差。

5.結論

作為短程的無線接入技術，藍牙技術和紅外無線接入技術在許多應用上有相同或相似之處。但是由于兩種技術有各自的特點，因此具體來說，兩種技術在應用上還是有所區別的，譬如，在有障礙物或對移動性要求比較高的環境中，比較適合于使用藍牙技術，而在可以直視且位置相對固定的環境中，比較適合于使用紅外線技術，這樣既可以降低成本又能達到較高的傳輸速率。

因此，今后的發展趨勢是融合發展而不是某一種技術取代另一種技術，SIG在制定其核心技術時，專門研究了與紅外無線接入技術的互操作性，制定了互操作性協議，可以相信在SIG和IrDA的共同努力下，這兩種技術可以更好地相互補充，相互促進，在今后幾年時間里，會有更多的藍牙產品和紅外產品面世，使短程無線連接變得更加方便，對人們的日常生活產生深遠的影響。

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