Технические детали

Итак, технология Bluetooth позволяет заменить множество разнообразных кабелей одним универсальным радиосоединением. По сути, Bluetooth - это глобальная спецификация беспроводной связи. Частью любой Bluetooth-системы могут быть принтеры, карманные и настольные компьютеры, факс-машины, клавиатуры, джойстики, сотовые телефоны, бытовая техника и другие цифровые устройства.

Частоты

Поскольку для связи в радиочастотном диапазоне характерен высокий уровень помех, технология Bluetooth использует быстрый отклик и скачкообразное изменение несущей частоты. Чтобы избежать интерференции с другими источниками сигналов, частота изменяется после каждого приема или передачи одного пакета информации. Благодаря этому ограничивается воздействие домашних и профессиональных микроволновых приборов, например, СВЧ-печей. Чтобы обеспечить помехоустойчивость на более длинной дистанции, в Bluetooth предусмотрена прямая коррекция ошибок FEC (Forward Error Correction).

Основополагающий принцип построения систем Bluetooth - метод расширения спектра при скачкообразном изменении частоты (FHSS - Frequency Hop Spread Spectrum). Весь выделенный для Bluetooth-радиосвязи частотный диапазон 2,402-2,480 ГГц разбит на N частотных каналов. Полоса каждого канала - 1 МГц, разнос каналов - от 140 до 175 кГц. Для кодирования пакетной информации используется частотная манипуляция (рис. 3). Следует особо отметить, что в качестве частотного диапазона в спецификации Bluetooth выбрана полоса 2,45 ГГц ISM (Industrial-Scientific-Medical), которую можно использовать без дополнительного лицензирования практически во всех странах мира. Максимальная скорость передачи данных между устройствами достигает 1 Мбит/с. При полном дуплексе в режиме передачи используется схема разделения времени. Временные интервалы могут резервироваться и для синхронной передачи. Каждый пакет информации передается в течение одного временного интервала, однако в особых случаях количество таких интервалов может быть увеличено до пяти.

Рис. 3. Кодирование информации.

Для США и Европы количество каналов равно 79; исключение составляют Испания и Франция, где для Bluetooth применяется 23 частотных канала. Смена каналов проводится по псевдослучайному закону с частотой 1600 Гц. Постоянное чередование частот позволяет радиоинтерфейсу Bluetooth транслировать информацию по всему диапазону ISM и избежать воздействия помех со стороны устройств, работающих в этом же диапазоне. Если данный канал зашумлен, то система перейдет на другой, и так будет происходить до тех пор, пока не обнаружится канал, свободный от помех.

Модули Bluetooth работают тактами (слотами) длительностью 625 мкс. Каждому модулю в пределах каждого такта назначается соответствующий частотный канал и режим передачи или приема. Таким образом, базовая частота может изменяться, принимая одно из 79 значений с интервалом 1 МГц, начиная от 2,402 ГГц и заканчивая 2,480 ГГц. Скорость перехода с одной частоты на другую может достигать 1600 Гц. Номинальный диапазон связи - от 10 см до 10 м, однако при дополнительном усилении сигналов максимальное расстояние увеличивается до 100 м. По имеющимся данным, дальность связи от 0 до 30 м обеспечивается при выходной мощности передатчика 0 дБм (1 мВт). При увеличении мощности до 20 дБм дистанция увеличивается до 100 м.