在无线通信技术与标准持续发展的同时,新的标准与专有技术(如zigbee)也开始受到关注。该如何区分杂音与真正重要的信息,而市场又应该关注哪些无线技术议题呢?
覆盖范围/数据速率/功耗
低碳经济的进展是涉及到经济、法律、道德等领域,政府应引导企业做好节能减排工作,扶持企业研发、引进低碳技术和设备,补贴企业低碳认证方面的费用,并推动国内相关认证制度的建立。建立我国碳标签的法律制度和《中国低碳产品认证管理办法》等。我们可借鉴或参考国际上先进的碳足迹评价标准,制定我国的碳标签法律、改善我国的环境标准,并通过试点工作的实效验证,进一步改善改善后在全国范围内加以推广。
无线数据传输通讯技术
另外,其实还存在第四个因素,不过人们可能很少意识到。这个因素是频率,更高的频率会缩小覆盖范围,或需要更高的功率来实现相同的覆盖范围。但是更高频率也会具有更多带宽优势,因此可实现更高的数据速率。这说明了为什么提高数据速率往往必须提高频率。wi-fi的最新版本802.11ay就是在60ghz频段进行数据传输,目标是实现高达100gbps的数据速率。
手机/笔记本电脑无线电技术
显然,对于无线电技术我们有很多内容可以讨论,但基本上,上述的因素就是为何在手机中配置三种无线技术的原因。lte用于实现覆盖范围,以连接至最近的基地台;wi-fi用于实现家中或办公室中的连接性能;蓝牙则用于实现短程连接至随身携带的小型设备,如手机耳机或智慧手表。
那么,为什么笔记本电脑和平板计算机通常只采用两种无线装置呢?虽然存在一个合乎逻辑的答案,但我们还必须了解一些背后的历史意义。
随着手机功能变得更类似于计算机(即智能手机),以及计算机开始支持各种类似于视讯和手机的通讯能力,过去和目前发展的联网技术有时候会存在矛盾,那就不令人意外了。
3gpp是当今的无线手机通讯标准化机构,而ieee 802.11则是无线计算机数据通讯的标准化机构。3gpp主要由手机业者及其政府赞助部门组成,因为营运商最初都是政府机构(部分国家营运者目前仍是政府机构)。ieee 802.11在计算机行业根深蒂固,除了学术界和监管机构,ieee 802.11还拥有大批工程师会员,其大部分由雇主公司赞助。
ieee 802.11和3gpp还具有另一个根本性区别。政府赞助的3gpp采用许可频谱,可在一定时间内使用,并用于提供通讯服务,作为频谱许可方,政府负责确保频谱只被许可人使用。但ieee 802.11却并非如此,该机构根据一组权限有限的规则制定了免执照频段领域适用的标准,其实际应用的干扰区停留在特定范围内。这些频段被称为工业、科学与医学(ism)频段,并可在2ghz、5ghz和60ghz频段范围内找到。
赞助其工程师制定ieee 802.11标准的公司须强制遵守ieee 802.11标准定义。ieee 802.11本身并不对其规格兼容性与一致性进行监管。所以,这些感兴趣的公司成立了一个wi-fi联盟,以便在wi-fi品牌下共同遵守和推广ieee 802.11标准。
另一方面,3gpp从未真正地致力于实施一个针对消费者的具有凝聚力的品牌战略。3gpp这样做是有道理的,因为它是业者组成的利益集团,通常对市场具有一定的掌控力。它们不须像wi-fi和蓝牙那样去赢得消费者的支持与背书。所以,它们无须担忧品牌一致性问题,只须将一整套不断完善的标准从gsm/gprs迁移至3g、edge、4g、lte以及现在的5g,而这种规格的改进与变革可能涉及一系列新的部署。
wi-fi实现高效网络连接 计算机无使用3g必要
20世纪90年代出现wi-fi时,3gpp的死忠支持者普遍都在问:为什么需要wi-fi?当时3g标准化进展顺利,并承诺实现高数据速率,而连接或整合至笔记本电脑的3g调制解调器可提供无所不在的连接。那么为什么要使用wi-fi呢?人们普遍认为,免照的通讯技术迟早会消失,因为在免照频段中缺乏监管,会导致性能呈螺旋形迅速下降。
当然,如今我们都知道结局截然不同。wi-fi已经找到了一种方法使其能够在免照ism频段中适当运行,并满足室内的无线连接需求,而3g却不具备良好的穿透性能。透过从2.4ghz频段发展到5ghz频段,wi-fi可迅速提高其数据速率,并扩展其通讯能力。此外,透过发展至60ghz频段,其数据速率和能力预计将进一步提高。截至目前为止,无线讯号扩展器技术以及最近的分布式wi-fi理念亦为wi-fi取得的成功提供了支持。
wi-fi之所以能够成功,其中一个很重要的原因是3g通讯必须与电信业者绑定月租付费服务,以及一个初期成本非常高的通话方案,更不必提漫游费用。相较之下,wi-fi是免费的;或者说,至少透过固定电话、isdn与之后的adsl实现的wi-fi技术增量成本比较有限。
所以现在出现了有线业者与无线业者直接竞争的局面,最终推动wi-fi获得了全球认可。由于担心过度使用3g技术进行数据通讯会导致语音服务崩溃,无线业者最初不鼓励使用3g技术,而鼓励使用wi-fi,也因而促进wi-fi的使用率。
这回答了为什么大多数计算机和平板计算机只有两种无线传输设备这个问题。由于wi-fi可实现经济高效的多功能网络连接,所以很少将使用3g许可频段无线通信设备整合到计算机或平板计算机中。整合式3g无线通信方案的成本与wi-fi比较相对来说太高。当需要移动利来国际app的解决方案时,使用者过去多会转向3g连接装置(dongle)之类的设备,而现在使用者通常会使用手机热点来实现。
wi-fi/蓝牙/zigbee相互竞逐
当wi-fi与3g之间的竞争逐渐明朗时,另一场较量也开始出现。一些手机厂(如爱立信与诺基亚)发现了ism频段的另一种用途:可以利用ism频段,当连接热点下载信息或将无线耳机和其他设备连接至手机时,用以提高手机连接性。为创建一个针对手机连接性的标准,蓝牙特别兴趣小组(sig)也因而成立,小组成员均为公司,与ieee 802.11由工程师组成相反。不久,蓝牙sig附和了3gpp的观点,声明wi-fi是多余的,并向市场宣布wi-fi很快就会消失。
几年后,人们发现wi-fi和蓝牙拥有各自确定的应用领域,即wi-fi用于联网,蓝牙用于接口设备连接。此后许多设备都开始采用wi-fi和蓝牙,wi-fi用以实现高速联网,而蓝牙用以连接设备。曾经有一段时间,有人试图使蓝牙成为ieee的一部分,但是由于组织和成员之间的差异性让两者无法兼容。
有趣的是,两者之间的后续较量如今还持续在进行中。wi-fi(基于ieee 802.15.4)的低功耗版本zigbee,正受到来自蓝牙低功耗(bluetooth low energy, ble)的威胁。蓝牙 sig投入开发蓝牙网状网络(bluetooth mesh),与zigbee展开竞争。然而,早期提案表明,若ble要实现zigbee现有的功能,将会大幅增加ble设计的复杂性。
频谱可用性
透过增加全球监管当局提供的无线电频谱数量,这些无线电技术的发展就成为了可能。图2和图3粗略地显示了所涉及的主要技术和频段。2019年世界无线电通讯大会上,预计会对wi-fi和5g进行全新分配,以支持无线数据通讯不断增长的需求。频谱可用性和使用状况的具体细节则不在本文所要谈论的范围内。
手机电信业与wi-fi合作
也许有人会认为,3g与wi-fi经过激烈竞争之后,两种技术之间的界限就会清楚:wi-fi用于私人空间(家庭、办公室),而3g可用于任何地方。但事实并非如此。最初3gpp的手机电信业者皆怀疑热点(hotspot)的发展,亦即让人们在公共区域能够使用高速互联网,且无须付费月租。
无线通信技术中可用的频段和预期分配的频段
无线技术的频谱可用性发展
基于对这一历史背景的了解,可看到一场新的角逐即将开始。ieee 802.11一直都在努力实现更高速的版本(802.11n和802.11ac),而802.11ax的发展也正在逐步完成中。与此同时,3gpp开始在4g/lte基础上继续前进,并大力投资5g技术。wi-fi联盟在营销方面表现出色,它们把所有东西都称为高速wi-fi;而3gpp则继续以技术为驱动力,明确定义5g与wi-fi为不同世代的技术,进而产生其差异性并制造难题来阻碍5g与wi-fi未来整合的可能性。
无线通信现今和未来