10. Персональные сети и технология Bluetooth

Персональные сети (Personal Area Networks, PAN) предназначены для соединения устройств, принадлежащих, как правило, одному пользователю, на небольших расстояниях. Типичным примером PAN да является беспроводное соединение компьютера с периферийными устройствами, такими как принтер, наушники, мышь, клавиатура и т. п. Мобильные телефоны также используют технологию PAN для соединения со своей периферией (чаще всего это наушники), а также компьютером своего владельца.

Персональные сети должны обеспечивать как фиксированный доступ, например, в пределах дома, так и мобильный, когда владелец устройств PAN перемещается вместе с ними между помещениями или городами.

Особенности персональных сетей.

• Многие из устройств, которые могут входить в персональную сеть, гораздо проще, чем традиционный узел LAN — компьютер.

• Область покрытия PAN меньше области покрытия LAN, узлы PAN часто находятся на расстоянии нескольких метров друг от друга.

• Высокие требования к безопасности.

• Преимущественно беспроводные решения.

• Устройство PAN сети должно излучать сигналы небольшой мощности, желательно не более 100 мВт (обычный сотовый телефон излучает сигналы мощностью от 600 мВт до 3 Вт).

10.1. Bluetooth

Сегодня самой популярной технологией PAN является Bluetooth, которая обеспечивает одновременное взаимодействие 8 устройств в разделяемой среде диапазона 2,4 ГГц со скоростью передачи данных до 3 Мбит/с.

Архитектура Bluetooth

Стандарт Bluetooth разработан группой Bluetooth SIG (Bluetooth Special Interest Group), которая была организована по инициативе компании Ericsson. Стандарт Bluetooth также адаптирован рабочей группой IEEE 802.15.

Область покрытия, от 10 до 100 м. В пикосеть может входить до 255 устройств, но только 8 из них могут в каждый момент времени быть активными и обмениваться данными. Одно из устройств в пикосети является главным, остальные — подчиненными. Активное подчиненное устройство может обмениваться данными только с главным устройством, прямой обмен между подчиненными устройствами невозможен.

Главное устройство отвечает за доступ к разделяемой среде пикосети, которая представляет собой нелицензируемые частоты диапазона 2,4 ГГц. Разделяемая среда передает данные со скоростью до 3 Мбит/с, но из-за накладных расходов на заголовки пакетов и смену частот полезная скорость передачи данных в среде не превышает 2,1 Мбит/с Пропускная способность среды делится главным устройством между семью подчиненными устройствами на основе техники TDM.

Такая архитектура позволяет применять более простые протоколы в устройствах, выполняющих функции подчиненных (например, в радионаушниках), и отдает более сложные функции управления пикосетью компьютеру, который, скорее всего, и будет главным устройством этой сети.

Присоединение к пикосети происходит динамически. Главное устройство пикосети, используя процедуру опроса, собирает информацию об устройствах, которые попадают в зону пикосети. После обнаружения нового устройства главное устройство проводит с ним переговоры. Если желание подчиненного устройства присоединиться к пикосети совпадает с решением главного устройства (подчиненное устройство прошло проверку аутентификацию и оказалось в списке разрешенных устройств), то новое подчиненное устройство присоединяется к сети.

Несколько сетей, которые обмениваются между собой данными, образуют рассредоточенный узел.

Новые свойства Bluetooth

В последних версиях стандартов Bluetooth были анонсированы некоторые нововведения:

• режим EDR - повышение скорости передачи данных в этом режиме до 3 Мбит/с.

• пониженная скорость обмена в ждущем режиме - Такой режим позволяет увеличить время работы батарей портативных устройств в 3-10 раз.

• безопасная простая стыковка - позволяет ускорить процедуру стыковки и предлагает более высокую степень защиты соединений.

• альтернативные МАС-уровень и физический уровень – возможность переключиться на соединение, использующее отличную от Bluetooth технологию передачи данных. В версии 3.0 протоколов Bluetooth определены пока только технологии 802.11.