过去人们常常建议施工人员在新的建筑物中布设5类电缆(CAT5),作为构建数据、电话和多媒体网络的基础设施。当然,在一个现存的建筑物中布设电缆比墙面都弄好前留下引线的位置,成本会更高。
但事实是在任何环境下布线都是昂贵的并且通常缺乏灵活性。例如,尽管5类线能通过墙上插座给遮蔽起来,但是插座的布局仍然限制了用户在不同地方随意配置设备的灵活性。
不通过电缆连接网络的一个最引人注意的原因是无线方式所提供的灵活性。但是在无线带宽提高与无线基础设施成本大幅降低两者均发生之前,不管是用于数据、声音还是视频的无线网络连接,一直都不是容易的。
在中国,这一点尤其明显,因为和像美国这样的国家相比,它的有线基础设施相对有限。但在很多方面,这对中国有利。因为不用绞尽脑汁地去比较采用有线或无线连接设备的性价比,在绝大多数情况下清晰的选择都指向无线。在两种情况下无线具有高性价比:针对分散人群(如农村)布设电缆显然因成本高昂而不可行;而针对集中人群(如城市)则可以提高无线蜂窝的密度以增大支持用户的总数目。
超越通信应用
无线通信一直作为许多无线技术
强有力的杀手级应用而存在。例如,GSM就被证明是一个可靠的无线技术,因为移动运营商已经为之建立了几乎
无处不在的基础设施。而从数据网络的观点来看,802.11已经作为一种无线标准确立了牢固的地位。
随着不同的无线技术开始进入市场,它们应用于非传统应用中的吸引力开始增强。GSM和802.11都已经达到了足够的批量,从而使它们从新兴技术变成了日常产品。不仅标准变得相当稳定(至少现有的一些标准如此),而且射频(RF)设计的成本已经下降到一定的水平,使得射频设计在不断拓宽的应用范围内都有足够高的性价比。
无线连接尽管对很多应用不是至关重要,但它能为几乎任何应用增加明显的价值。与有线传感器相比,无线传感器(工业用的、医用的和多用途的)能被放置在多得多的地方。例如,用于PDA能够即时访问电子邮件,用于便携医疗设备能保证获得病人的最新信息,用于存货终端能立即使用收集到的数据而不是要等到终端被物理地运到一起并同步。
尽管许多得益于射频互连而获得高附加值的应用不是大批量产品,但是这些应用能够对已经建立起来的大批量通信应用的成本经济性起到杠杠作用。对于不熟悉射频的设计人员,现有硅片基于公认的标准,具有从模块、工具、参考设计、仿真板到应用软件的广泛工业支持。
在一个相对高的中频(IF)数字化频带,消除了某些下变频级。
开始了解射频
没错,射频总被认为是最难设计的子系统之一。射频设计不是微不足道的,它通常需要专门技术和前期设计经验。进一步使这个问题复杂化的是设备中存在的射频电波带来了更加苛刻的设计限制,包括模拟地和数字地的分离、不断增加的热耗散以及更加敏感的噪声管理,这还仅仅是一部分。
多年来,这一直是开发者重点考虑的一个事项。毕竟,比如医学应用的开发人员具有设计医疗设备的专门经验,但是没有设计射频应用的经验。前十年一直发生的变化是芯片集成继续减少了射频设计的复杂性。今天已经可能买到收发器模块,它处理从信号采集、传输到调制解调的完整信号链。
而且芯片供应商继续努力在一个单一产品中提供尽可能多的信号链。这样,开发者能够在由应用工程师和产品化参考设计组成的无线应用集合中进行选择,快速起步,加速引入射频子系统。
也许开发人员在考虑采用射频时面临的最令人畏缩的困难是选择哪种射频技术和将设计建立在哪种体系结构上。考虑一个连网的自动售货机的例子。将自动售货机连接到网络上能增加显著的价值,因为它能跟踪自身的存货,甚至当受欢迎的产品存货不足或者它的冷藏单元发生故障时还能发出呼叫。而且,一台连网的机器能够接受现金之外的支付方式。
传统的网络思维模式要求将自动售货机用电缆连接。这是昂贵的,而且由于机器放置位置的关系,甚至在物理上就是不可能的。如果机器将要传输数据,许多开发者接着会考虑转向使用802.11。这将带来问题,因为自动售货机的拥有者也许不是通过802.11连接将要访问的网络数据的拥有者。很少有网络管理员愿意将这样的弱点暴露在防火墙之外,即允许一个相对不好管理的自动售货机访问他们的WAN连接。
对这种应用来说,一个蜂窝连接很可能是最可行的连接。通过一个 GSM连接,一个自动售货机能够放置在GSM网络内的任何一个地方,也就是说,在所有地方都一样有效。而且这种连接使创新的支付模式成为可能。例如,一个消费者能够给自动售货机打电话而完成一次购买行为,费用从消费者剩余的分钟数中支付或者计入当月电话费账单中。这个交易不需