Технология беспроводной связи Bluetooth

Буквальный перевод Bluetooth с английского – «синий зуб». Однако своим на­званием эта технология обязана вовсе не дантистам, а историческому недоразу­мению. Так английские летописцы «обозвали» датского короля викингов, жив­шего в 910-940 гг. Король Харальд Блютус вошел в историю как собиратель земель скандинавских. В частности, ему приписывается объеди­нение Дании и Норвегии. Вероятно, по аналогии с этим, технология Bluetooth в наше время должна объединить телекоммуникационную и компьютерную ин­дустрии в единый мир мобильной электроники.

Есть две версии происхождения «синезубого» королевского прозвища. Первая – у него действительно были зубы патологического синеватого цвета. Но правдопо­добнее выглядит другая версия: Bluetooth – исковерканное на английский манер прозвище короля на языке викингов: у короля «волею природы» были темные во­лосы и смуглая кожа, что нетипично для расы викингов (светловолосых и белокожих). За это Харальда викинги прозвали Чернявеньким (в скандинавском ориги­нале – Bletand). Вероятно, английские летописцы голову ломать не стали и дали королю более простое прозвище. Но вернемся к нашим дням, к веку XXI.

Bluetooth – это технология беспроводной связи на небольшие расстояния, кото­рая должна прийти на смену инфракрасным портам. С чего же все начиналось?

В начале 1998 года крупнейшие компании компьютерного и телекоммуникаци­онного рынка: Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia – объединились для совме­стной разработки технологии беспроводного соединения мобильных устройств. 20 мая 1998 года произошло официальное представление специальной рабочей группы SIG (Special Interest Group), призванной обеспечить беспрепятственное внедрение технологии, получившей название Bluetooth. Вскоре в группу вошли ЗСОМ/Palm, Axis Communication, Motorola, Compaq, Dell, Qualcomm, Lucent Technologies, UK Limited, Xircom. Сейчас группа включает в себя более 1400 ком­паний, принимающих участие в работе над бесплатной открытой специфика­цией Bluetooth. Благодаря простоте и изяществу этой технологии, многие спе­циалисты уверены, что Bluetooth вскоре не будет иметь конкурентов в области создания небольших локальных сетей и беспроводного объединения устройств в пределах дома, офиса или автомобиля.

В отличие от технологии инфракрасной связи IrDA (Infrared Direct Access), рабо­тающей по принципу «точка-точка» в зоне прямой видимости, технология Bluetooth разрабатывалась для работы как по принципу «точка-точка», так и в качестве многоточечного радиоканала, управляемого многоуровневым прото­колом, похожим на протокол мобильной связи GSM.

Основные преимущества этой технологии:

• многоточечность, т.е. в сети могут присутствовать не два устройства как

• в случае IrDA, а несколько;

• не требуется прямой видимости (используются нелицензируемые частоты порядка 2,44 ГГц);

• дальность от 10 м в имеющихся реализациях до нескольких десятков метров

• в перспективе (против 1–2 м для IrDA);

К сожалению, повсеместное внедрение данной технологии идет крайне медлен­но по трем причинам: достаточно высокая цена чипсетов (микросхем) для поддержки технологии; отсутствие однозначного взаимопонимания (толкования спецификаций и т. д.) между производителями; наличие конкуриру­ющих, в чем-то более привлекательных, технологий.

Bluetooth стала конкурентом таким технологиям, как IEEE 802.11, HomeRF и IrDA. Хотя последняя и не предназначена для построения локальных сетей, она является самой распространенной технологией беспроводного соединения ком­пьютеров и периферийных устройств.

Основной идей новой технологии было предоставление возможности легкого и удобного беспроводного соединения различных устройств и организации бес­проводной локальной сети (рисунок 14.14). Технология должна позволить пользовате­лю организовывать обмен информацией и голосом между всевозможными уст­ройствами, например настольным компьютером, переносным компьютером и сотовым телефоном. То есть, скажем, приходите вы в офис, а ваш переносной компьютер тут же автоматически синхронизирует адресную книгу и календарь с настольным компьютером и передает данные на ваш сотовый телефон. В перс­пективе, технология позволит объединять любые электронные устройства, вплоть до холодильников, стиральных машин, микроволновых печей и дверных замков (представьте себе – ваш холодильник передает на ваш сотовый телефон, что в нем закончилось молоко, а тот, в свою очередь, отправляет вашему КПК указа­ние добавить молоко в список покупок). При этом одними из немаловажных параметров новой технологии должны были стать низкая стоимость устройства связи – в пределах 20 у. е., небольшие размеры (ведь речь идет о мобильных [устройствах) и, что немаловажно, простота встраивания в различные устройства. Собственно, ради этого и была организована группа SIG, которая, помимо все­го прочего, позволила множеству производителей объединиться, а не разраба­тывать собственные, несовместимые друг с другом, платформы. Т.е. в ско­ром будущем Bluetooth может стать «стандартом де-факто» для беспроводных коммуникаций.

Рисунок 14.14 - Сеть беспроводного доступа Bluetooth

Технология Bluetooth использует небольшие приемопередатчики низкой мощ­ности малого радиуса действия, либо непосредственно встроенные в устройство, либо подключаемые через свободный порт или PC-карту. Адаптеры работают в радиусе 10 м и, в отличие от IrDA, не обязательно в зоне прямой видимости, т.е., между соединяемыми устройствами могут быть различные препятствия, например стены.

Bluetooth работает на не лицензируемой частоте 2,45 ГГц так называемого ISM-диапазона (диапазон промышленного, научного и медицинского применения – Industry, Science, Medicine), что позволяет свободно использовать устройства Bluetooth во всем мире. Радиус действия устройств Bluetooth составляет около 10 м (в перспективе предполагается увеличить это расстояние до 100 м), при этом, как уже говорилось, допускается наличие препятствий между соединяемыми устройствами (стены, мебель и т. п.). Если приемное устройство обнаруживает, что передатчик находится ближе, чем в 10 м, оно автоматически снижает мощ­ность передачи. Устройство должно также переключаться в режим низкой мощ­ности, как только объем трафика (количество передаваемой информации) ста­нет снижаться или станет равным нулю. Bluetooth-устройства способны связать до 256 устройств, из которых одновременно работают восемь (один в режиме ведущего и семь в режиме ведомых), а остальные находятся в режиме ожидания. Радиоканал обеспечивает скорость передачи информации 721 Кбит/с и переда­чу трех голосовых каналов. Технология использует FHSS – скачкообразную пе­рестройку частоты с расширением спектра. При работе передатчик переходит с одной рабочей частоты на другую по псевдослучайному алгоритму. Для полно­дуплексной передачи используется дуплексный режим с временным разделени­ем (TDD). Поддерживается изохронная и асинхронная передача данных и обес­печивается простая интеграция с TCP/IP. Временные интервалы (Time Slots) развертываются для синхронных пакетов, каждый из которых передается на своей частоте радиосигнала.

Во время сеанса связи радиопередатчики псевдослучайным образом перестраи­ваются (перескакивают) с одной частоты на другую со скоростью 1600 скачков в секунду. При этом «мгновенная» полоса частот остается существенно меньшей, чем общая полоса частот.