开放标准无线系统

目前使用的开放无线系统和标准的情况让人想起早期有线网络刚开始可行的时候。许多老前辈都记得第一个商业以太网系统的“厚黄色软管”;这个叫做10base5。10base5允许10mps的吞吐量，它使用基带调制，端到端限制在500 m。这说明了早期系统是如何在现场实现和测试的，并形成了以太网的基础。当时还有其他系统在使用，其中许多是专有的。每个系统都有优点和缺点。幸运的是，这些优点被整合到现代系统中，并增强了整体技术。这种情况正在无线系统的稳步部署中展开。下面是开放标准无线系统的几个例子。

蓝牙是继Wi-Fi之后部署最广泛的系统。蓝牙从未被设想为一种高速数据通信网络技术。相反，它的设计目的是为移动电话和相关耳机等离散设备提供低带宽、短范围和低速率连接。这消除了手机和耳机之间烦人的线路，使得移动技术不那么突兀。

所有免提移动应用都依赖蓝牙。随着蓝牙音频扩展的发展，为用户提供了更多的个人娱乐功能。蓝牙遵循IEEE 802.15.4开放标准。蓝牙是一种跳频技术;通信信道频率根据商定的算法有规律地变化。蓝牙也在2.4 GHz的频谱内工作，并且对在同一区域内工作的Wi-Fi系统提出了干扰问题。随着Wi-Fi慢慢迁移到5 GHz频谱，蓝牙最终将拥有自己的频谱。

无线高速公路可寻址远程传感器(WiHART)是有线HART协议的无线实现。WiHART也遵循IEEE 802.15.4开放标准，但仅限于OSI模型的较低两层。在第3-7层，专有协议和算法仍然盛行。这是技术发展的另一个例子。HART协议允许远程仪器的监控和配置，消除了到设备执行这些功能的需要。当然，该系统只能与hart功能的仪器一起工作，因此一些资本支出是必要的;然而，这种转换所产生的效用和经济性，总而言之，是惊人的。

Z-Wave是一种无线技术，工作在900兆赫频谱，专门用于家庭自动化市场。在撰写本文时，几乎所有的家庭自动化/家庭感知系统都使用Z-Wave进行控制和监控，同时使用Wi-Fi或蓝牙作为无线用户界面。Z-Wave是在27 MHz和433 MHz频谱上运行的不同且通常是专有的家庭无线系统的结果。这些系统都是面向低价点，导致低质量和低安全性的系统。它们还使用私有协议，而且特性不丰富。这些系统不具有互操作性，很容易受到威胁。

Z-Wave已经成为事实上的家庭感知/自动化(A/A)中的无线标准，因为供应商之间的广泛支持和互操作性。它还提供了与以前版本的向后兼容性。Z-Wave工作在900兆赫频谱，并创建一个网状网络。每个Z-Wave节点充当中继器，其视线(LOS)范围接近100英尺。对于典型的家庭来说，这个范围已经足够了。在这个范围之外，信号最多可以重复四次，极大地扩大了系统的覆盖范围。Z-Wave以较低的数据速率通信，在9.6到100kbps之间。为了控制系统，Z-Wave网关是必需的，大多数系统将通过802.3以太网或802.11无线与路由器连接，允许通过移动应用程序从任何地方进行控制和监控。

ZigBee是基于IEEE 802.15.4的另一种面向家庭A/A市场的无线技术。ZigBee能够为许多不同的设备提供无线接口，从家庭a / a到家庭娱乐设备控制。该技术适用于低速率通信设备，最高可达250 KBPS。它的范围约为35英尺，与蓝牙相当，但蓝牙最多允许7台设备配对，而ZigBee允许65,000台设备配对。ZigBee是一个网状网络，工作在900 MHz和2.4 GHz频谱。ZigBee还需要网关(“集线器”)。Z-Wave和ZigBee都使用128位高级加密标准(AES)对称加密来保证系统安全。它显示出了希望，因为它的设计是通过允许更多的设备关联来扩展蓝牙的功能。然而，采用的最大障碍似乎是供应商之间缺乏可操作性。

全球微波接入互操作性(WiMAX)是基于IEEE 802.16标准的一系列通信标准，也称为城域网(MAN)。WiMAX最初被设想为有线DSL和电缆服务的“最后一英里”或智能电网监控的替代品。WiMAX可以通过固定的WiMAX站点在大范围内无线提供互联网服务。WiMAX需要在用户所在地使用网关设备，这些设备将与集成的Wi-Fi接入点或路由器连接或包含。最初的规格要求在10到66 GHz范围内运行。更新后的标准增加了对2至11 GHz频谱的支持。WiMAX的最大范围是30英里，在1到6英里的范围内可达到10mbps的最佳速度。与这里考虑的其他系统相比，WiMAX是一个远程系统。它还使用授权和未授权的频谱，而不是Wi-Fi和其他仅在未经授权的频谱上运行。WiMAX在世界各地都在使用，但长期演进(LTE)的趋势已经导致几个网络被关闭。

在撰写本文时，ISA 100.11a是由国际自动化学会(ISA)推动的无线仪器通信标准的最后迭代。ISA 100.11a在许多方面与WiHART相似，可以找到这两种竞争技术的各种比较。ISA 100.11a使用IPV6 (6LoWPAN)，并基于IEEE 802.15.4标准，但在几个方面偏离了该标准。数据链层包含了一个“不兼容的”MAC结构，它不支持来自不同供应商的设备之间的通用互操作性，就像WiHART一样。用户有许多选项，为了允许互操作性，必须在每个设备上仔细配置这些选项。例如，虽然WiHART指定并严格执行操作参数(以确保互操作性)，但ISA 100.11a允许用户将参数配置为该网络及其组成设备的惟一值。ISA 100.11a没有指定加密方法或应用层接口，设备之间的路由是可选的。

很明显，该标准旨在实现专有网络，允许每个供应商调整操作参数，只允许单个供应商进行通信。互操作性在这个标准的开发过程中没有被考虑，除非它是在单一供应商的实现中。在不太可能的情况下，不同的供应商会合作，那么不同的供应商可能会很好地合作。但这与传统的营销理念背道而驰。该标准要求熟悉各种可配置参数，并且网络上的所有无线设备必须配置一致。

一些供应商提供ISA 100.11a功能，但同样，所有通信设备必须符合相同的网络配置;从这个意义上说，标准是不开放的。然而，可以说这个标准是“可定制的”，因为它可以在混合无线电频率(RF)环境中运行，因为它可以与在同一频谱中运行的所有其他设备不兼容。

- Daniel E. Capano，康涅狄格州斯坦福德多元化技术服务公司的所有者和总裁，是认证无线网络管理员(CWNA);dcapano@sbcglobal.net．由CFE媒体制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程，cvavra@cfemedia.com．

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