科代表总结 | 几种无线通讯技术的区别

2021-06-10 天网互联科技 4,454

无线通信技术有哪些

现下常用的无线通信技术有蓝牙、Zigbee、Z-Wave、Wi-Fi、NFC、NB-IoT、Cat.1等等

NO.1 蓝牙：蓝牙（BlueTooth）是一种设备之间进行无线通信的技术，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换，蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。蓝牙使用短波特高频（UHF）无线电波，经由2．4至2．485GHz的ISM频段来进行通信，通信距离从几米到几百米不等。

优点：

1、“低功耗蓝牙”模式下实现了低功耗，覆盖范围增强，最大范围可超过100米。
2、支持复杂网络：针对一对一连接最优化，并支持星形拓扑的一对多连接等。
3、智能连接：增加设置设备间连接频率的支持，Ipv6网络支持。
4、较高安全性：使用AES－128CCM加密算法进行数据包加密和认证。
5、蓝牙模块体积很小，便于集成。
6、可以建立临时性的对等连接（Ad－hocConnection）：根据蓝牙设备在网络中的角色，可分为主设备（Master）与从设备（Slave）。

缺点：

蓝牙的各个版本不兼容，组网能力差；网络节点少，不适合多点布控。

应用：

蓝牙技术主要应用于手机，智慧医疗，智能门锁，可穿戴等等。

NO.2 WiFi：WiFi是一种无线局域网通信技术，全称Wireless－Fidelity，无线保真，IEEE组织的IEEE802．11标准制定了以太网的技术标准。Wi－Fi终端指使用高频无线电信号发送和接收数据，使用以太网通信协议，通信距离通常在几十米。
优点：

WiFi的优点是局域网部署无需使用电线，降低部署和扩充的成本。另外，根据WiFi联盟指定，“WiFi认证”是向后兼容的，它指定一套全球统一标准：不同于移动电话，任何WiFi标准设备将在世界上任何地方正确运行。

缺点：

WiFi的缺点是通信距离有限，稳定性差，功耗较大，组网能力差，安全性也较差。

应用：

Wi-Fi技术主要应用于智慧酒店，智慧出行，智慧景区，网关等等。

NO.3 ZigBee：ZigBee是一种低速低功耗，短距，自组网的无线局域网通信技术，于2003年被正式提出，为了弥补蓝牙通信协议的高复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等缺陷。名称取自于蜜蜂，蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee被标准化为IEEE802．15．4，工作频段有三个：868MHz－868．6MHz、902MHz－928MHz和2．4GHz－2．4835GHz，其中最后一个频段世界范围内通用，16个信道，并且该频段为免付费、免申请的无线电频段。三个频段传输速率分别为20kbps，40kbps以及250kbps。
优点：

功耗低，网络容量大，工作频段灵活。

缺点：

数据传输速率低，有效范围小，抗干扰性差，ZigBee协议没有开源，以及和IP协议不的对接比较复杂等。

应用：

Zigbee技术应用包括智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用等等。

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NO.4 NFC：NFC是一种新兴的技术，使用了NFC技术的设备可以在彼此靠近的情况下进行数据交换，是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通技术整合演变而来，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，利用移动终端实现移动支付、门禁、身份识别等应用。近场通信技术实现了电子支付、身份认证、票务、数据交换、防伪、广告等多种功能，它改变了用户使用移动电话的方式，使用户的消费行为逐步走向电子化。

/ 优点/

安全性高：其短距离通信特征则成就了其天然的优势。

便捷性好：对于移动支付来说，NFC刷卡手机拥有钱包功能，可以把所有卡片(银行卡、门禁卡、校园卡、会员卡、公交卡)统统都装在这部智能手机里面。

耗能低：它的耗电量远远小于蓝牙和红外装置。

制造成本低。

/ 缺点/

相容性问题：目前不同厂家的NFC设备的兼容性问题还是比较突出的，NFC论坛希望通过NFC标志认证来达到所有NFC设备兼容性的统一。

安全性问题：安全的NFC将各种NFC应用结合智慧卡的安全性。重要的机密资料与数据会一直储存在卡片中安全记忆体的某个区域，并且只能经由NFC装置授权，藉由储存在装置内安全记忆体中的私密金钥将传送资料予以加密。

现实问题：用户通过移动支付购买的物品和服务并不丰富，目前并没有给消费者带来真正的便捷。

/ 应用/

NFC主要应用于交通，智能卡，金融。

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NO.5 Z-Wave：Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术，由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格。工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲)，采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为9.6 kbps，适合于窄宽带应用场合。随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网。

/ 优点/

技术稳定，功耗低，抗干扰强，支持设备联动。

/ 缺点/

传输距离短，成本高。

/ 应用/

Z-Wave技术主要应用于智能家居，酒店，工业等等。

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NO.6 NB-IoT：NB-IoT是IoT领域一个新兴技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

/ 应用/

NB-IoT技术主要应用于公共事业，医疗健康，智慧城市，农业环境，物流仓储，智能楼宇，制造行业，消费者等八大典型行业。

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NO.7 Cat.1：Cat.1是4G通信LTE网络下用户终端类别的一个标准，Cat.1上行峰值速率5Mbit/s，下行峰值速率10Mbit/s，Cat.1芯片及模组的不仅成熟度和集成度更高，模组的硬件架构也更简单、外围硬件成本更低，还能够在短时间内形成规模效应。此外，随着2G/3G的加速退网，国内三大运营商也开始积极引导行业用户使用Cat.1终端模组。

/ 优点/

① Cat.1与NB-IoT，通信能力优势更为明显，NB-IoT适用于只传很小的数据，而Cat.1不仅可以传输更大的数据，还有很好的移动性与语音功能。

② Cat.1与eMTC相比，最大的优势就是网络成本低。Cat.1可以无缝接入现有的LTE网络当中，无需针对基站进行软硬件的升级，并且信号有保障，有4G信号的地方就有Cat.1。

③ 相较于Cat.4，Cat.1具备一定的成本优势。Cat.1在芯片成本上，经过系统优化后，集成度更高，模组的硬件架构更简单，外围硬件成本更低。

/ 局势/

在2G网络退网后，市场上需要有新的方案来填补，在这块市场，NB-IoT能替代一部分，另一部分将由Cat.1替代。其次，Cat.1网络非常适用于目前的中国国情，因为三大运营商对NB-IoT网络进行了投入，而且主要的投资方向集中在5G，是在是没有更多的资源组件其他的网络，因此Cat.1就成了理想的选择。另外，就是市场上Cat.1芯片不断涌现，这让Cat.1产品的性价比得到了极大的优化。

/ 应用/

Cat.1适用于对于宽带速率要求不高，但对功耗与数据传输稳定性有一定要求的场景，如穿戴式设备，共享支付，校园水控，充电桩，智能安防，工业传感器、港口物流跟踪，智能门锁等。

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