无形的变化！讲红外与蓝牙过去与未来

    一、Bluetooth与IrDA的历史

    1．Bluetooth的历史

    Bluetooth作为一种新兴的技术出现是在1994年，由爱立信公司提出，是蓝牙特别兴趣小组（Bluetooth SpecialInterest Group，SIG）中许多公司合作的结果。SIG于1999年7月颁布了蓝牙技术的第一个完整的规范，即规范的版本1．0，该版本卷1是核心规范，卷2是协议子集。

    由于版本1．0推迟了一些重要应用模式的开发，随着蓝牙技术的发展和版本1．0的产品化，不断涌现出大量的新想法，2000年，在爱立信和诺基亚的领导下，成立了制定版本2．0的工作小组，在版本1．0的基础上提高数据速率、改善基带功能及支持漫游切换等。目前以符合1.0标准的产品居多。

 使用蓝牙技术的产品

    2．IrDA的历史

    红外无线数据通讯技术是以红外线作为通信媒质的特定应用，也是一个技术规范。相比之下，红外无线技术比蓝牙技术更加成熟，其标准化进程相对要早了许多，最早是1979年IBM公司的F．R．Gfeller发表了一篇较有影响的关于室内红外无线通信设计与实验的论文，引起业界的关注，1993年，红外数据协会（IrDA）制定了第一个标准称之为IrDA1．0，这比蓝牙技术的第一个规范要早6年时间，在蓝牙规范第一次发布之时，红外无线技术已经广泛应用。红外数据协会又于1995组织、制定了新的规范，Ir－DA1．1，它允许数据传输速率达到4Mbps。

    1．蓝牙技术

　　蓝牙是一种开放的技术规范，其目的是为了在世界上任何一个地方，实现短距离无线语音、视频和数据通信。具体特点(基于BLUETOOTH V1.0)如下：
　 （1）使用2．4GHz的ISM公用频段，可不必申请专用许可证；

　 （2）以时分双工进行全双工通信，理想通信距离为10厘米到10米，配置功率放大器可使通信距离进一步增加；

　 （3）采用快跳频、短分组和前向纠错技术，可有效降低干扰，提高通信的安全性；

　 （4）采用FM调制方式，使设备变得更加简单可靠，使终端更加轻便；

　 （5）业务分配灵活，可以支持一个异步数据通道，或者3个并发的同步语音通道，或者一个同时传送异步数据和同步话音的通道；

　 （6）每一话音通道可支持速率64kbps的同步话音，异步通道可支持前向速率721kbps，反向速率57．6kbps的非对称连接，或者速率432．6kbps的对称连接。其单向最高数据传输速率目前可达2Mbps。

    2．红外无线数据通讯技术

    红外无线接入技术是以红外线作为通信媒质的特定应用。其工作频段为3．409～3.529 ×105GHz，红外数据协会制定了一种标准的红外通信方法。这种方法包括通常用在移动电话、笔记本电脑和掌上电脑中。IrDA也是被设计用于短距离、低功率、无许可证的通信。 IrDA也定义了物理层和实现互操作通信的软件协议栈。其具体特点(基于 IrDA V1.1)如下：

　 （1）工作在850～880nm的红外波段，发射器信号强度为10mW左右，有效范围为30度，接收器可探测4～500μW／cm2的光信号，有效范围为30度锥角；

   （2）采用半双工技术，通信距离1m左右；

　 （3）其信源编码技术主要采用脉冲位置调制（PPM）；

　 （4）链路接入协议与半双工链路控制协议类似，提供3种数据帧，U帧用于建立或去除连接，I信息帧，S帧用于数据传输控制；

　 （5）链路管理协议用于维护打印、传真、调制解调以及发现碰撞、链路管理等功能。　

    蓝牙技术和红外无线接入技术都是短距离的无线接入技术，而且都能实现安全、可靠、低功耗、低成本的话音，数据及视频的传输。虽然都是无线接入技术，但是由于两种技术采用的电磁波频段不同，因此具有完全不同的信号传播特性。这也导致了两种技术在特点上的差异。

　　（1）通讯距离：按理想的情况，功率级别为CLASS 2的蓝牙设备之间也可以在10m的范围内进行数据通讯，而功率级别为CLASS 1的蓝牙设备之间可以在100m的范围内进行数据通讯，虽说一般情况下达不到上面给出的距离，但是比起红外设备的通讯距离要大很多。标准功率的红外设备可以在1m范围内正常通讯，低功耗设备的红外设备可在0.2m范围内正常通讯。

　　（2）通讯角度：蓝牙、红外数据通讯技术的数据载体都是电磁波,但红外波长短，蓝牙所使用的电磁波波长长，红外的单向性好，而蓝牙发射数据时是向整个球面发散的，并且由于波长长，还可以绕开障碍物。所以使用时，两个IrDA设备之间需对准，而蓝牙无此限制。但同时正因为如此，IrDA设备发送的数据几乎不太可能被其他设备所截获，而蓝牙设备发出去的数据很容易被其他设备所截获，虽然要分析出数据中的真正内容可能需要很高的技术水平，但这的确会导致蓝牙安全性降低。

　　（3）功率消耗：蓝牙在发射数据时，功率要比红外大很多，对于便携市设备而言，这也是蓝牙目前不完善的地方之一，或许等电池技术发展之后，这将不成为问题。

　　（4）数据通讯速率：就通常在便携式设备上使用的IrDA来说，其通讯速率最高只能到115200bps（SIR），而蓝牙V1.1与此相同。但FIR标准可达4Mbps，VFIR标准可达16Mbps，较目前广泛应用的蓝牙速率要高，可是FIR和VFIR因其高功耗，同样没有SIR应用得广。

　　（5） 成本： 蓝牙技术的成本比红外技术的成本高出很多，对于不同的产品，蓝牙技术比红外技术可能高出10美元到20美元甚至更多。

   从网络的角度来看，这两种技术都可用于个人局域网；从面向连接的角度来看，这两种技术都支持点对点及点对多点的连接；可应用的具体产品是日常生活中的各种电器，特别是通信和计算机方面的产品，像移动电话、笔记本电脑、掌上电脑、打印机、数字相机之类产品。

　　从具体产品应用量的角度来看，由于红外无线接入技术应用较早，且其技术也相对比较成熟，早在1997年红外数据收发器的应用已达到19．8×106台，2002年可望达到105．5×106台，这些收发器广泛应用于个人计算机、数字照相机以及便携电话中。

    相比之下，蓝牙技术是一种新兴的技术，该技术的应用比较晚，但是由于蓝牙技术具有其独特的优点，因此得到了各大厂家特别是通信和计算机行业的大力支持，最近几年来，发展非常之快。

    从版本1．0的公布仅一年时间，就有其相应的产品投入市场，到目前已有大量的产品面世，且新的规范，版本2．0还规定了该技术的一些新的应用，除了应用于计算机和通信行业，还可应用于汽车制造业，多媒体播放以及本地定位业务。这些新的应用为该行业的制造商和用户描绘了崭新的前景。

    作为短程的无线接入技术，蓝牙技术和红外无线接入技术在许多应用上有相同或相似之处。但是由于两种技术有各自的特点，因此具体来说，两种技术在应用上还是有所区别的，譬如，在有障碍物或对移动性要求比较高的环境中，比较适合于使用蓝牙技术，而在可以直视且位置相对固定的环境中，比较适合于使用红外线技术，这样既可以降低成本又能达到较高的传输速率。

    因此今后的发展趋势是融合发展而不是某一种技术取代另一种技术，SIG在制定其核心技术时，专门研究了与红外无线接入技术的互操作性，制定了互操作性协议，可以相信在SIG和IrDA的共同努力下，这两种技术可以更好地相互补充，相互促进，在今后几年时间里，会有更多的蓝牙产品和红外产品面世，使短程无线连接变得更加方便，对人们的日常生活产生深远的影响。