802.11 1997年,原始標準(2Mbit/s,2.4GHz頻道)。
802.11a 1999年,物理層補充(54Mbit/s,5GHz頻道)。
802.11b 1999年,物理層補充(11Mbit/s,2.4GHz頻道)。
802.11c 符合802.1D的媒體接入控制層(MAC)橋接(MAC Layer Bridging)。
802.11d 根據各國無線電規定做的調整。
802.11e 對服務等級(Quality of Service, QoS)的支持。
802.11f 基站的互連性(Interoperability)。
802.11g 物理層補充(54Mbit/s,2.4GHz頻道)。
802.11h 無線覆蓋半徑的調整,室內(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz頻段)。
802.11i 安全和鑒權(Authentification)方面的補充。
802.11n 導入多重輸入輸出(MIMO)和40Mbit信道寬度(HT40)技術,基本上是802.11a/g的延伸版。
除了上面的IEEE標準,另外有一個被稱為IEEE 802.11b+的技術,通過PBCC技術(Packet Binary Convolutional Code)在IEEE802.11b(2.4GHz頻段)基礎上提供22Mbit/s的數據傳輸速率。但這事實上并不是一個IEEE的公開標準,而是一項產權私有的技術(產權屬于美國德州儀器,Texas Instruments)。
另外,也有一些被稱為802.11g+的技術,在IEEE 802.11g的基礎上提供108Mbit/s的傳輸速率,跟802.11b+一樣,同樣是非標準技術,由無線網絡芯片生產商Atheros所提倡的則為SuperG。好了,我們在來看一下WiFi技術在無線音頻中應用的情況。首先,帶寬是絕對絕對的沒有問題:現如今我們見到的多是802.11g和802.11n的設備,而前者的理論帶寬是54Mbps、后者的理論帶寬是300Mbps,都遠高于傳輸CD級信號需要的1.4112Mbps。
另外,WiFi在傳輸距離上也占有明顯的優勢。在前面,我們曾介紹藍牙的傳輸距離也就是在10m左右。然而,WiFi是它的10倍,也就是在100m左右。所以,WiFi可以應用在一些比較大場景中,例如大型的會議室等。
但是WiFi也有自身的一些弊病,這里主要還是干擾的問題。因為,WiFi也是工作在2.4GHz-2.48 GHz ISM射頻頻段上的。其中,它是在22MHz帶寬中的12個重疊信道中選用一個來使用。這樣,也無法避免與其它WiFi設備,甚至是藍牙、2.4G設備的沖突。
另外還有一點,但我們還沒有仔細的驗證,就當是傳言吧,那就是:WiFi技術傳輸的無線通信質量不是很好,數據安全性能比藍牙差一些。同時,WiFi在延遲方面,貌似也稍微多一些。
因此,WiFi用于音頻的無線傳播的前景還是不錯的。尤其是帶寬和距離上的優勢,給WiFi增添了競爭的實力。不過,目前使用WiFi的設備還非常少,還需要廠商付出更大的精力!
在眾多無線音頻技術當中,目前被看好的,而且最有可能在普通音頻設備中、大面積使用的是2.4G技術。2.4G技術確切點兒說,應該叫做“2.4GHz非聯網解決方案”。之所以這么命名,很簡單,因為它和藍牙、WiFi一樣,都是工作在2.4-2.485GHz ISM無線頻段上。而該頻段在全世界幾乎都是免費授權使用的。因此,在產品成本上面天生會有一些優勢,有助于產品的大面積普及。
不過,采用2.4G技術的產品接收端和發送端在生長時便內置配對ID碼,形成一對一模式。所以,不同品牌、不同產品之間的接收端和發送端不能混用,這就大大限制了該技術在其他領域的使用和普及。在這一點上,2.4G技術沒有藍牙那么靈活。
其實,一直注意我們該系列文章的朋友會發現:在2.4-2.485GHz ISM無線頻段工作的可不止2.4G技術一家——我們剛講解過的藍牙、WiFi也都工作在這一頻段上。那么,2.4G技術和它們比有哪些不同呢?
首先是帶寬,2.4G技術的帶寬為2Mbps,能夠傳輸CD級的無線音頻信號。相比之下,藍牙2.0之后的版本都可以達到并遠遠超過這一數字。至于WiFi,那就更不用說了,它的帶寬更高。
此外,2.4G技術的傳輸距離為10m,這和藍牙的差不多,但近于WiFi。不過,10m這樣的距離已經足夠滿足普通消費者在家中使用了。而且,2.4G設備的發射端和接收端并不需要連續性工作。所以,相對來說,它更省電。
但在眾多不同之中,2.4G技術有一項非常占有優勢——那就是抗干擾能力較藍牙、WiFi更好一些。而這主要還是在于其工作原理,和采用的調頻方式方面的原因。
2.4G技術使用的是自動調頻技術,理解起來很容易——它就是說:2.4G設備在工作時,如果發現該頻段經常被占用,它就會自動跳到一個無人使用的頻段,這種跳頻的方法隨意性很強。
而藍牙是普通2.4G無線技術上增加了自適應調頻技術(adaptive frequency hopping,AFM ),實現全雙工傳輸模式,并實現1600次/秒的自動調頻。不過,我們也曾說到藍牙將2.4-2.485GHz ISM平均劃分為79個子頻段,所以其跳頻也就是在這79個頻段中進行。所以,還是容易出現相互干擾的情況。
至于WiFi,它是在2.4-2.485GHz ISM頻段中的、22MHz帶寬中的12個重疊信道中選用一個來使用。因此,它的可選擇性面更窄,相對也容易出現干擾的情況。
目前,就技術成熟度來講,藍牙在無線音頻方面無疑占有最有利的地位。但2.4G技術也不甘示弱,正在逐步進入穩定和成熟期?,F在,已經有多種采用2.4G技術的無線音頻解決方案。而且,產品也在逐漸的豐富。
其中,耳機類產品更多一些,在國內比較有代表性的有雷柏、魅格等。尤其是雷柏,其99元的2.4G耳機H1000已經于近日發售,銷量很大。
而除了這些之外,雷柏還推出了用于音箱使用的2.4G無線適配器。雖然,我們現在還沒有看到其真實產品,但隨著雷柏這些99元的無線耳麥、音箱專用無線適配器的出現,無線音頻大范圍普及的時代即將到來!
以上我們所講的FM、AM也好,2.4G技術也好,還都是我們比較熟知的一些無線音頻技術。那接下來,我們再為大家介紹一些不常見的、以及面向于未來的新興技術!
先來看RF射頻技術,射頻的英文全稱是:Radio Frequency,其表示的是可以輻射到空間的電磁頻率,頻率范圍從300KHz-30GHz之間。而我們通常所說的RF射頻,其實就是射頻電流,它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。在實際的應用中,每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流,大于10000次的稱為高頻電流,而射頻就是這樣一種高頻電流,我們熟悉的有線電視系統就是采用射頻傳輸方式。其實,RF射頻技術并不新穎,而是一項非常非古老的技術。RF射頻技術和我們通常所說的無線傳輸有很大的關系:將電信息源(模擬或數字的)用高頻電流進行調制(調幅或調頻),形成射頻信號,經過天線發射到空中;遠距離將射頻信號接收后進行反調制,還原成電信息源。這一過程稱為無線傳輸,其中應用的是RF射頻技術。
不過,目前我們手上關乎RF射頻技術的資料還很少,但已知的是它的傳輸距離比較遠——近期,耳神就已經開發出RF無線魔盒,用于音頻傳輸,其傳輸距離為50m,遠超過藍牙、2.4G等。至于其帶寬及干擾問題,我們還沒有細究。
DAB數字廣播也是目前正在應用的無線音頻傳輸技術,只是目前主要在歐洲流行,而國內用的相對來說較少,但在北京、廣東等地已經有采用DAB的廣播了。
DAB是Digital Audio Broadcasting的簡寫,它DAB是繼AM、FM傳統模擬廣播之后的第三代廣播——數字信號廣播,它的出現是廣播技術的一場革命。數字廣播具有抗噪聲、抗干擾、抗電波傳播衰落、適合高速移動接收等等優點。它提供CD級的立體聲音質量,信號幾乎零失真,可達到“水晶般透明”的發燒級播出音質,特別適合播出“古典音樂”、“交響音樂”、“流行音樂”等,極其受到專業音樂人、音樂發燒友和音響發燒友的追捧!而且,在一定范圍內不受多重路徑干擾影響,以保證固定、攜帶及移動接收之高質量。
相比模擬廣播,DAB這種數字廣播最大的特點有兩個。一就是帶寬,DAB可以傳輸任何文本甚至是圖像信號。因此,你不必為其品質所擔心。據悉,DAB廣播的信噪比起碼在95db以上,編碼率則達到了192Kbps,遠超過一般的MP3,從而接近CD的音質。
其二就是,數字信號傳輸抗干擾和抗電波衰減的特性,DAB廣播十分適用于在激烈的移動環境中使用,例如車載等。
就此來看,如果說2.4G技術最適合于普通的民用級設備、適用于小范圍的使用的話,那么,DAB數字廣播就適用于廣域的高質量音頻傳輸了。只不過,這需要全面改變目前的廣播系統,這是很大的工程,也很難、很麻煩。
接下來,我們再來看三種新興的無線技術,它們分別是:UWB、WiHD和WDHI。
UWB,其全稱為UltraWideband,中文譯名:超太寬。它是一種無載波通信技術,利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據。而且,它可以通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號——UWB能在10米左右的范圍內實現數百Mbps至數Gbps的數據傳輸速率。據悉,UWB具有抗干擾性能強、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發送功率小等諸多優勢。而且,UWB可以使用1GHz以上,至多個GHz的頻段。我們不難看出,UWB技術在各方面都有很搶眼的表現,所以,有人稱它為無線電領域的一次革命性進展,認為它將成為未來短距離無線通信的主流技術。
另外,UWB技術可以和其它一些無線技術搭配使用,用來提高傳輸的帶寬。比如說,藍牙3.0可通過UWB技術進行拓展——將原有24Mbps的帶寬理論數值提升到480Mbps、距離10米時傳輸速率能提升至100Mbps。至于WiHD和WDHI這兩項技術,它們和我們上面講述的無線音頻技術不同——它們已經不再是單單傳輸音頻信號了,而是傳輸“音/視頻”信號。WiHD,英文全稱為WirelessHD(無線高清,簡寫為WiHD)技術是一種很讓用戶期待的高速無線技術,這主要在于它運用了60GHz頻段(毫米波)的頻譜,能夠取得更大的數據傳輸速率,其最初的傳輸速率便高達4Gbps,從而能更可靠地提供傳輸高質量、高清晰度無壓縮視頻所必要的頻寬。WiHD標準的主導廠商有英特爾、LG、松下、NEC、三星、SiBEAM、索尼、東芝等行業領導性廠商,該標準主要針對的用戶群包含HDTV電視機、機頂盒、DVD播放機、數碼相機、游戲機、HTPC等,讓消費者可在多臺電子設備之間傳送、播放以及攜帶高清內容。
目前,WiHD 1.0 Specification技術規范已經發布,其確立了無線高清的基本標準,通過智能天線技術的運用可克服60GHz下的視線限制問題,并加強了數字傳輸內容保護(DTCP),得到了眾多國際性消費電子制造商的支持,支持真正的無壓縮視頻流傳輸,強制性的使用了通用控制技術,用戶可以容易的構建和管理自己的無線視頻局域網(WVAN),傳輸距離10米內。
WHDI,意為Wireless HDMI,中文意為無線高分辨率數字多媒體接口。它也是一種針對于高清的無線技術,而其主要的做法,就是將超寬帶技術與HDMI技術相融合。另外,WHDI主要利用的是5GHz的頻帶,數據傳輸速度最快可達1.5Gbps。充足的帶寬,可以使WHDI可以傳輸720P/1080i的非壓縮HDTV影像。另外,WHDI的傳輸距離較遠,且穿透力很強。其支持采用Deep Color(深色)技術的1080p/60Hz全高清顯示,有效傳輸距離為30m。而且,其在30米之內可穿透墻壁,影響極小——延遲小于1毫秒。而且,WHDI指定了高清視頻傳輸,以及音頻和控制。全面WHDI控制協議將使用戶能夠集中控制從家庭中的所有A/V設備,傳輸幾乎沒有延遲,用戶不會遇到聲音和視頻異步的問題,也可以后利用WHDI連接網絡娛樂音頻視頻游戲。