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数字家庭中的无线网络技术研究

作者: 发布时间:2020-01-21 09:25:18 阅读: 46 次

摘要:随着越来越多的数字产品进入用户家庭,用户希望能够随时随地的通过无线网络实现对数字产品的控制,获得所需信息。本文就家庭应用中对无线网络技术的要求进行了分析,进而研究了在数字家庭中应用的无线网络技术,并对今后的技术发展趋势进行了讨论。

参考文献:数字产品;无线网络;数字家庭

随着家庭中置备的电子电器设备越来越多,传统的各个设备独立运行和使用的家庭生活方式已经无法满足人们对家电的使用需求。特别是最近几年,无线通信技术、云技术、高速宽带技术的突飞猛进的发展使得人们的生活由传统向数字转变。通常,人们希望能够将电视、冰箱、电脑、音响、各种便携设备等分散在家庭不同位置的电子设备通过通信网络进行互联,实现信息的共享,突破传统设备的应用地域限制,实现随时随地的资源交换。

无线网络技术的应用可以让上述愿望成为现实。利用无线网络技术,人们可以方便快捷的将控制端如电脑、手机等设备与受控端如各种家电设备等实现联系。相较于有线网络而言,无线网络使用范围更广,限制要求更低,更能满足人们的数字家庭生活。

1 家庭无线网络的技术要求

当前家庭使用的无线网络的技术主要为基于802.11x标准的无线局域网技术。基于802.11x系列的无线通信标准可以很好的满足用户对安全性、实时性、高速性等方面的要求,已经得到了大范围的应用。但是鉴于家庭应用无线网络具有一些独有的特性,故其对无线网络的技术要求有所不同。

首先,家庭无线网络的应用中,多媒体应用占据了较大的比例,人们更倾向于使用网络播放视频或者音频。尤其是当前家电设备对高清甚至是超清视频的支持以及人们对高清和超清视频的需求越来越多,家庭无线网络提供足够的数据传输带宽显然已经成为必不可少的要求之一。

其次,家庭无线网络的应用对动态接入和动态配置要求较高。不同家庭的无线家电设备和无线应用范围不尽相同,这就需要家庭无线网络具有灵活的网络结构,可以方便快捷的实现网络接入设备的入网、断网需求,可以不受空间限制的进行网络体验。因此在家庭布置无线网络更好采用网状结构,以便于满足用户对接入和使用范围的需求。

再次,家庭无线网络对无线功能实现模块化的需求更为突出。虽然市场中存在多种无线外置设备,但是相较于这种独立设备,集成于电器设备中的无线模块能够更好的满足用户的需求,提升电器使用体验,增强电器产品的外观整体性。因此在今后的家庭无线应用中,电器设备的无线模块集成必然将成为一种主流趋势。

2 现有家庭网络技术性能分析

鉴于基于802.11x系列的无线局域网技术已经非常成熟,当前的家庭无线网络大多局域该技术实现的。对于一些要求较低,预算较少的家庭,蓝牙技术也是

基于802.11x的无线网络技术可以实现多个网络设备的共享上网,还能够实现局域网内的数据通信,可以很好的满足用户需求。按照使用范围、技术特性等分类标准,802.11x系列标准可以分为802.11b802.11a802.11g等。

其中,802.11b也被成为Wi-Fi技术,该技术主要被应用于公共场所的无线访问中,其工作频段为2.4GHz公共频段,更高数据传输速度可达到11Mbps,可以很好的满足用户诸如收发邮件、文件共享等需求。但是对于家庭的多媒体应用需求还是无法满足。

802.11a的网络传输速度是所有802.11版本中最快的,其调制传输方式为OFDM技术,工作频段为5GHz频段,理想情况下更高可实现54Mbps的传输速度,完全可以满足用户的多媒体需求。但是由于MAC协议的限定,使得该技术无法达到更大使用效率,故在家庭应用方面同样未得到有效发展。

鉴于上述问题,IEEE组织提出了802.11g标准,该标准兼具了上述两种标准的优良特性,且与802.11b兼容,可以在2.4GHz频段实现54Mbps的传输速度。因此在家庭无线网络中得到了广泛的应用。

但是应该注意到的是,802.11x系列无线技术只是基于数据包的网络协议,并没有专门针对多媒体数据流进行优化,并且这种技术容易受到电磁场、障碍物等的干扰,影响网络的连接速度和稳定性。

3 家庭无线网络技术的演进

对于家庭无线网络技术的演进主要集中在一下三个方面:超宽带技术、ZigBee技术、WiMAX技术。

3.1 超宽带技术

随着无线技术的发展,如何在短距离范围内实现数据的传输速度过百兆已经得到了科学家的重点关注,基于该理论的超宽带无线技术必然会在今后的家庭无线网络应用中得到普及。

该技术将传统载波传输方式变为脉冲波形传输方式,直接按照基带的方式对电信号进行传输。由于脉冲宽度可以被很好的控制在1ns以下,超宽带技术可以轻松实现百兆数据传输速度,可以很好的满足家庭的视频音频体验,满足用户的所见即所得的使用需求。此外该技术的传输原理决定了这种无线通信方式可以大大降低设备功耗,在家庭范围内满足通信和功耗需求。

3.2 ZigBee技术

ZigBee技术是基于802.15.4标准所开发的一种无线通信技术,该技术的主要特点为:传输速率低、功耗低、成本低、网络容量大、有效范围小、工作频段灵活。虽然10kbps~250kbps限制了其无法进行高清视频流传输,但是其他技术优势弥补了它在在带宽上的缺陷,可以保证在数字家庭中智能控制、游戏鱼类、办公应用方面的需求。

3.3 WiMAX技术

WiMAX技术与Wi-Fi技术类似,但是该技术扩展了无线网络的覆盖区域,提高了无线网络的传输速率。利用WiMAX可以组成无线城域网,网络内部的数据传输速度可以达到70Mbps,加上其在部署速度,可扩展方面的优势,数字家庭用户的“最后一公里”宽带接入完全可以通过该技术得到解决。

 

总结

无线网络在数字家庭中的应用为我们的家庭生活带来了更新更丰富的生活体验。无线网络技术将家庭电器设备构建成一个可控网络,用户可以根据个人需求随时随地实现对家电设备的控制。综上所述,无线网络技术对数字家庭的普及和成熟具有不可替代的作用。

 

参考文献

[1] 梁晓辉,游志胜.数字家庭中的无线网络技术[J].有线电视技术2004,11(22)

[2] 顾瑞红,张宏科.基于ZigBee的无线网络技术及其应用[J].电子技术应用2005,31(6)

[3] 陈思云.现代网络技术在家庭信息网络中的应用[J].武汉理工大学学报,2001,23(8)

[4] 常东来,江亿.家庭自动化网络中的无线网络技术[J].计算机自动测量与控制,2001,9(2)