红外与蓝牙技术的比较

红外与蓝牙技术的比较

近年来，随着各种短距离无线通信技术的发展，学术界提出了一个新的概念，个人局域网（Personal Area Network，PAN）。

PAN的核心思想是，用无线电或红外线代替传统的有线电缆，实现个人信息终端的智能化互联，组建个人化的信息网络。从计算机网络的角度来看，PAN是一个局域网；从电信网络的角度来看，PAN是一个接入网，因此有人把PAN称为电信网络“最后一米”的解决方案。

PAN定位在家庭与小型办公室的应用场合。其主要应用范围包括：话音通信网关、数据通信网关、信息电器互联与信息自动交换等。

四种PAN技术

PAN的实现技术主要有：Bluetooth、IrDA、Home RF与UWB（Ultra-Wideband Radio）四种。

蓝牙（Bluetooth）技术是一种支持点到点、点到多点的话音、数据业务的短距离无线通信技术。它由爱立信、诺基亚、英特尔、IBM和东芝等公司提出与推广。从1998年以来，推出了1.0A、1.0B标准并将推出2.0标准。它极大地推动了PAN技术的发展，IEEE专门成立了IEEE 802.15小组负责研究基于蓝牙的PAN技术。

IrDA技术是目前四种技术中市场份额最大的，已经安装了至少5000万个单元。它采用红外线作为通信媒介，支持各种速率的点到点的话音和数据业务，主要应用在嵌入式的系统和设备中。

Home RF是由微软、英特尔、惠普、摩托罗拉和康柏等公司开发的。它的工作频段为2.4GHz，话音通信采用DECT标准，数据通信采用TCP／IP。

UWB是一种新技术。其概念类似于雷达，在很宽的频段内传送短脉冲，将信息调制到脉冲的时间和频率上。UWB的高性能和低功耗的优点使得它将成为未来市场上强有力的竞争者之一。

蓝牙和IrDA做为两种主要的PAN技术，各有特点。

蓝牙技术特征

蓝牙技术是做为一种“电缆替代”的技术提出来的，发展到今天已经演化成了一种个人信息网络的技术。它将内嵌蓝牙芯片的设备互联起来，提供话音和数据的接入服务，实现信息的自动交换和处理。

蓝牙主要针对三大类的应用：话音／数据的接入、外围设备互联和个人局域网。话音／数据的接入是将一台计算设备通过安全的无线链路连接到一个通信设备，完成与广域通信网络的互联。外围设备互联是指将各种外设通过蓝牙链路连接到主机。个人局域网的主要应用是个人网络和信息的共享和交换。

IrDA技术特征

IrDA是一种短距离红外线通信技术，适合于低成本、跨平台、点对点高速数据连接，尤其是嵌入式系统。

IrDA的主要应用：设备互联、信息网关。设备互联后可完成不同设备内文件与信息的交换。信息网关负责连接信息终端和互联网。

蓝牙与IrDA的比较

下面将从协议架构、基带与射频、应用协议与安全性四个方面对蓝牙和IrDA进行对比。

1 协议架构

蓝牙和LDA的协议堆如图1、图2所示。

IAS	OBEX	话音与呼叫控制	IrComm
Tiny TP
IrLMP
IrLAP
红外线物理层

图2 IrDA协议堆

IrDA和蓝牙的协议堆都可以划分成两部分：核心协议和可选协议。

IrDA和蓝牙的核心协议非常类似，包括：物理层协议、链路接入协议、链路管理协议和服务发现协议。核心协议完成对物理传输媒介的监测与控制，发现设备，可靠的数据链路的建立与维持，高层数据包的适配，不同协议数据的复用与流量控制。IrDA与蓝牙在核心协议上的区别在于实现方式的不同，原因在于物理传输媒质的不同。

IrDA和蓝牙的可选协议中有一些相同之处：提供虚拟串口通信，支持OBEX协议，支持话音数据流和呼叫控制。由于核心协议的差异和应用的不同，导致两者的可选协议有相当大的区别，相同功能的实现方式也不尽相同。其区别主要基于：

1）核心协议的实现方式不同：蓝牙的LMP负责两个蓝牙设备问的建链与控制，包括状态监测、鉴权与加密和能源管理，但不负责业务数据的传递；IrDA的IrLMP负责数据的复用和高级别的业务发现。IrLAP建立可靠的数据链路，有差错监测、数据重传和低级别流控；蓝牙的相应功能

由L2CAP协议完成。

2）服务发现机制不同：蓝牙中设备发现和服务发现分别由基带协议和SDP协议完成。IrDA中对应的协议为ITLAP和IrLMP，IrLMP中的信息接入服务（IAS）提供了本设备所支持的服务类型的信息。

3）话音通信的处理方式不同：在蓝牙中，话音编码数据直接通过基带协议传输，呼叫控制命令（TCS-BIN和AT-Commands）建立在虚拟串口协议RFCOMM上，通过L2CAP处理后，进入基带传输。IrDA中，话音数据流和呼叫控制信令都承载于TinyTP协议上，话音数据流的处理开销比蓝牙大。蓝牙的TCS-BIN协议，基于ITU-T Q.931标准，IrDA和蓝牙的AT-Commands都基于ITU-T V.25和GSM07.07协议。

4）通信的处理方式不同。蓝牙支持两种数据通信方式：OBEX协议和PPP协议。在OBEX的基础上，蓝牙支持各种数据对象的交换与同步，如vCard、vCalendar、vNote和vMessage等。在PPP协议上，构筑了WAP／UDP／IP和TCP／IP两种协议架构，使得蓝牙有能力承载互联网和移动互联网的各种业务数据，极大地扩展了蓝牙的应用范围，这也是蓝牙相对于IrDA的优点之一。未来的蓝牙2.0的版本中，OBEX协议将采用TCP／IP实现，从而蓝牙的数据通信将以IP作为统一网络层的协议，便于蓝牙设备与基于IP的通信设备的互联。IrDA的数据通信主要建立在OBEX的基础上，立足于各种数据对象的高速交换与处理，提供了众多的数据对象格式和灵活的操作方式。IrDA也提供了虚拟串口和并口，供应用程序选择使用。

2 基带与射频

由于技术目标和传输媒介的不同，IrDA和蓝牙在基带和射频部分（物理层和数据链路层）上有很大的区别，而正是这些区别决定了高层协议的差异（见表1）。