近年來，隨著各種短距離無線通信技術的發展，學術界提出了一個新的概念，個人局域網（Personal Area Network，PAN）。

PAN的核心思想是，用無線電或紅外線代替傳統的有線電纜，實現個人信息終端的智能化互聯，組建個人化的信息網絡。從計算機網絡的角度來看，PAN是一個局域網；從電信網絡的角度來看，PAN是一個接入網，因此有人把PAN稱為電信網絡“最后一米”的解決方案。

PAN定位在家庭與小型辦公室的應用場合。其主要應用范圍包括：話音通信網關、數據通信網關、信息電器互聯與信息自動交換等。

四種PAN技術

PAN的實現技術主要有：Bluetooth、IrDA、Home RF與UWB（Ultra-Wideband Radio）四種。

藍牙（Bluetooth）技術是一種支持點到點、點到多點的話音、數據業務的短距離無線通信技術。它由愛立信、諾基亞、英特爾、IBM和東芝等公司提出與推廣。從1998年以來，推出了1.0A、1.0B標準并將推出2.0標準。它極大地推動了PAN技術的發展，IEEE專門成立了IEEE 802.15小組負責研究基于藍牙的PAN技術。

IrDA技術是目前四種技術中市場份額最大的，已經安裝了至少5000萬個單元。它采用紅外線作為通信媒介，支持各種速率的點到點的話音和數據業務，主要應用在嵌入式的系統和設備中。

Home RF是由微軟、英特爾、惠普、摩托羅拉和康柏等公司開發的。它的工作頻段為2.4GHz，話音通信采用DECT標準，數據通信采用TCP／IP。

UWB是一種新技術。其概念類似于雷達，在很寬的頻段內傳送短脈沖，將信息調制到脈沖的時間和頻率上。UWB的高性能和低功耗的優點使得它將成為未來市場上強有力的競爭者之一。

藍牙和IrDA做為兩種主要的PAN技術，各有特點。

藍牙技術特征

藍牙技術是做為一種“電纜替代”的技術提出來的，發展到今天已經演化成了一種個人信息網絡的技術。它將內嵌藍牙芯片的設備互聯起來，提供話音和數據的接入服務，實現信息的自動交換和處理。

藍牙主要針對三大類的應用：話音／數據的接入、外圍設備互聯和個人局域網。話音／數據的接入是將一臺計算設備通過安全的無線鏈路連接到一個通信設備，完成與廣域通信網絡的互聯。外圍設備互聯是指將各種外設通過藍牙鏈路連接到主機。個人局域網的主要應用是個人網絡和信息的共享和交換。

IrDA技術特征

IrDA是一種短距離紅外線通信技術，適合于低成本、跨平臺、點對點高速數據連接，尤其是嵌入式系統。

IrDA的主要應用：設備互聯、信息網關。設備互聯后可完成不同設備內文件與信息的交換。信息網關負責連接信息終端和互聯網。

藍牙與IrDA的比較

下面將從協議架構、基帶與射頻、應用協議與安全性四個方面對藍牙和IrDA進行對比。

1 、協議架構

藍牙和LDA的協議堆如圖所示。

IrDA和藍牙的協議堆都可以劃分成兩部分：核心協議和可選協議。

IrDA和藍牙的核心協議非常類似，包括：物理層協議、鏈路接入協議、鏈路管理協議和服務發現協議。核心協議完成對物理傳輸媒介的監測與控制，發現設備，可靠的數據鏈路的建立與維持，高層數據包的適配，不同協議數據的復用與流量控制。IrDA與藍牙在核心協議上的區別在于實現方式的不同，原因在于物理傳輸媒質的不同。

IrDA和藍牙的可選協議中有一些相同之處：提供虛擬串口通信，支持OBEX協議，支持話音數據流和呼叫控制。由于核心協議的差異和應用的不同，導致兩者的可選協議有相當大的區別，相同功能的實現方式也不盡相同。其區別主要基于：

1）核心協議的實現方式不同：藍牙的LMP負責兩個藍牙設備問的建鏈與控制，包括狀態監測、鑒權與加密和能源管理，但不負責業務數據的傳遞；IrDA的IrLMP負責數據的復用和高級別的業務發現。IrLAP建立可靠的數據鏈路，有差錯監測、數據重傳和低級別流控；藍牙的相應功能

由L2CAP協議完成。

2）服務發現機制不同：藍牙中設備發現和服務發現分別由基帶協議和SDP協議完成。IrDA中對應的協議為ITLAP和IrLMP，IrLMP中的信息接入服務（IAS）提供了本設備所支持的服務類型的信息。

3）話音通信的處理方式不同：在藍牙中，話音編碼數據直接通過基帶協議傳輸，呼叫控制命令（TCS-BIN和AT-Commands）建立在虛擬串口協議RFCOMM上，通過L2CAP處理后，進入基帶傳輸。IrDA中，話音數據流和呼叫控制信令都承載于TinyTP協議上，話音數據流的處理開銷比藍牙大。藍牙的TCS-BIN協議，基于ITU-T Q.931標準，IrDA和藍牙的AT-Commands都基于ITU-T V.25和GSM07.07協議。

4）通信的處理方式不同。藍牙支持兩種數據通信方式：OBEX協議和PPP協議。在OBEX的基礎上，藍牙支持各種數據對象的交換與同步，如vCard、vCalendar、vNote和vMessage等。在PPP協議上，構筑了WAP／UDP／IP和TCP／IP兩種協議架構，使得藍牙有能力承載互聯網和移動互聯網的各種業務數據，極大地擴展了藍牙的應用范圍，這也是藍牙相對于IrDA的優點之一。未來的藍牙2.0的版本中，OBEX協議將采用TCP／IP實現，從而藍牙的數據通信將以IP作為統一網絡層的協議，便于藍牙設備與基于IP的通信設備的互聯。IrDA的數據通信主要建立在OBEX的基礎上，立足于各種數據對象的高速交換與處理，提供了眾多的數據對象格式和靈活的操作方式。IrDA也提供了虛擬串口和并口，供應用程序選擇使用。

2、 基帶與射頻

由于技術目標和傳輸媒介的不同，IrDA和藍牙在基帶和射頻部分（物理層和數據鏈路層）上有很大的區別，而正是這些區別決定了高層協議的差異（見表1）。

從表1可以看出，IrDA具有這樣一些優點：數據傳輸速率高，適合于傳輸容量較大的數據文件和多媒體數據流；紅外線發射角度較小，有一定的物理傳輸上的安全性。主要缺點是：傳輸距離短，受視距影響；要求通信設備的位置固定；點對點的傳輸，無法靈活地組成網絡。

藍牙的優勢在于：使用全向天線，更容易發現設備；支持終端的移動性；信號傳輸不受視距的影響，全雙工，最適合開展話音業務，支持點到多點的連接，易于組網。

3、 應用協議

從技術的角度看，藍牙的應用可以分成基于OBEX的對象交換的應用、基于PPP的互聯網應用和話音通信應用三種。IrDA的應用有基于OBEX的對象交換的應用、基于IrLAN的局域網的應用和基于IrMC的移動通信的應用三種。

IrDA和藍牙都把數據對象的交換做為基本的功能，以OBEX協議作為高層的基礎協議，應用主要有：文件傳送（File Transfer）、對象推送（Object Push）和同步（Synchronisation）等。對象的類型有：vCard、vMessage、vNotes和vCalendar等。IrDA中、短距離通信和窄的信號角度提供了簡單的安全性，無需復雜的設備搜索程序，而藍牙則必須執行耗時的設備搜索和服務搜索程序，而且必須采用鑒權和加密機制才能保證信息的保密性。藍牙設備具有一定的移動能力，而且無線電波的傳輸不受視距和障礙物的影響，從而保證了數據對象自動地、隱蔽地完成交換，易于完成數據的同步，而IrDA技術由于受紅外線的限制，同步時設備的位置固定，通信鏈路上不能有任何障礙物：藍牙具有自動組成piconet的能力，便于多臺終端之間交換數據對象，IrDA只能是點到點的通信。

計算機網絡通信方面，IrDA與藍牙的應用大致相同：LAN接入和撥號網絡，但是兩者的概念、實現方式和應用范圍有很大的不同。用做LAN接入點時，藍牙不受視距和障礙物的限制，而且具有多點連接的能力，使得多臺藍牙設備可以分享LAN資源；IrDA則受限于視距傳輸和最大1m的傳輸距離，但是IrDA在近距離時的傳輸速率比藍牙高，適合于極短距離和高速LAN連接的應用場合。在撥號網絡的應用中，藍牙提供AT-Commands建立呼叫，業務數據采用TCP／IP／PPP／RFCOMM的方式傳遞，信令與數據分開傳送。IrDA是基于IrCOMM，撥號網絡是IrDA的典型應用之一，但是與藍牙相比，它要求數據終端和調制解調器的距離小于1m，而且必須有視距信號。藍牙在計算機網絡通信方面的最大優勢在于：數據和話音可以同時傳遞，具有更加靈活的業務傳遞能力。

可進行話音通信是藍牙技大的特點之一，藍牙特意設計了SCO的數據包用于承載話音編碼數據，為話音數據包預留了帶寬，充分保證話音質量（QoS），制訂了處理話音通信信令的協議TCS-BIN。話音通信時，信令數據的傳遞建立在L2CAP上，話音數據直接通過基帶協議傳輸。藍牙話音通信的最大特點是話音業務和數據業務可以同時傳輸，但是應該指出話音數據的傳遞將導致piconet內數據吞吐量的急劇下降。理論上在一個piconet內藍牙技術最多同時支持三路全雙工的話音通信。話音通信并不是IrDA的設計出發點，但是在IrMC協議中的RTCON規定了在紅外鏈路上如何傳遞全雙工話音數據。RTCON只支持一路話音數據，并且不能與其他數據業務共享復用信道。IrDA的話音通信要求通信的雙方的位置固定，距離小于1m。IrDA話音通信最典型的場合是手機與耳機之間的通信。

4 、安全保證

IrDA并不提供鏈路級的安全保證，它的安全保障來自兩個方面：紅外線的短距離和小角度的傳輸特性提供了物理層的安全特性，但是無法避免通過監測反射的紅外線和濾除環境噪聲的竊聽；IrDA主要依賴于高層協議提供的鑒權和加密機制，來保證通信的保密。

Bluetootth的一個重要作用是“電纜替代”，而且藍牙采用了全向天線，這些都要求在藍牙的協議中充分保證通信的安全。藍牙的跳頻速度達到了1600hop／s，屬于快速跳頻技術，加上通信的短距離的特性，提供了一定程度的物理層的安全特性。藍牙的內置式安全特性主要有鏈路級和業務級的安全措施。采用了鑒權和加密手段。

藍牙鏈路級的安全特性在L2CAP協議中完成?；阪溌访荑€的概念，密鑰為128比特長的隨和序列。藍牙設備在每次建鏈時都要核對密鑰，通信時該密鑰將用于鑒權和加密。

業務級的安全措施中采用了安全管理器的概念，來往制對藍牙設備和服務的接入。安全管理器可以對每一個設備和服務指定信任等級和訪問極限。

藍牙從物理層、鏈路層、業務層三個層次上提供安全措施，充分保證通信的保密性，使得藍牙成為PAN的最佳技術方案之一。

IrDA和藍牙互通的可行性

IrDA和藍牙作為兩種主要的PAN技術，他們之間是一種互補的競爭關系，將會在市場上長期共存下去，而彼此間的互通是一個亟待解決的問題。

OBEI是IrDA和藍牙間互通的基礎之一。從系統實現的角度來看，IrDA和藍牙的系統架構基本相同。基帶芯片和射頻單元組成一個模塊，運行底層的物理層和鏈路層的功能；高層協議由單獨的CPU來運行。

從市場的角度看，IrDA和藍牙都屬于低成本的無線互聯技術，其價格大約為7美元左右。因此應該發展基于ITDA和藍牙的雙模PAN終端。

IrDA和藍牙雙模終端應具備以下特點：高層協議統一采用OBEX，基帶與射頻單元的集成芯片獨立放置，其余中間層協議在共用的CPU中獨立完成。這樣需要定義兩個接口：OBEX傳送層接口（OTI）和基帶射頻單元接口（BRI）。從軟件的角度來看，OTI是一個軟件接口，是操作系統的API，負責處理對不同的傳輸層函數的調用。BRI是一個硬件接口，它有相應的驅動程序，負責CPU

單元與IrDA、藍牙的基帶射頻單元的連接。

在這種互通的模式下，互通是通過相同的應用程序的數據對象實現的，也就是在文件對象層次上的互通。兩個協議的實現仍然是相互獨立的，對協議的選擇由應用程序根據實際需求在建鏈時協商決定。

很多的分析家在分析PAN技術時，認為IrDA和藍牙技術兩者相同點甚多，市場的競爭將導致其中一種技術的消亡。但根據ITDA和藍牙各自的技術特點，兩種技術將長期共存，互補發展。

如進一步開發IrDA和藍牙雙模終端。則更將有助于兩種技術的優勢互補，開辟出個人局域網的新時代。

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