Bluetooth 4.0 с низким энергопотреблением

В декабре 2009 года Bluetooth SIG анонсировала стандарт Bluetooth 4.0^[9][16]. Технология, прежде всего, предназначена для миниатюрных электронных датчиков (использующихся в спортивной обуви, тренажёрах, миниатюрных сенсорах, размещаемых на теле пациентов и т. д.).

В Bluetooth 4.0 достигается низкое энергопотребление за счёт использования специального алгоритма работы. Передатчик включается только на время отправки данных, что обеспечивает возможность работы от одной батарейки типа CR2032 в течение нескольких лет^[9]. Стандарт предоставляет скорость передачи данных в 1 Мбит/с при размере пакета данных 8—27 байт. В новой версии два Bluetooth-устройства смогут устанавливать соединение менее чем за 5 миллисекунд и поддерживать его на расстоянии до 100 м. Для этого используется усовершенствованная коррекция ошибок, а необходимый уровень безопасности обеспечивает 128-битное AES-шифрование.

Сенсоры температуры, давления, влажности, скорости передвижения и т. д. на базе этого стандарта могут передавать информацию на различные устройства контроля: мобильные телефоны, КПК, ПК и т. п.

Первый чип с поддержкой Bluetooth 3.0 и Bluetooth 4.0 был выпущен компанией ST-Ericsson в конце 2009 года. Массовый выпуск Bluetooth-модулей на текущий момент не осуществлен (июль 2011 года).

Опять же стоит отметить, что от версии к версии увеличивалось количество поддерживаемых профилей, защищенность передаваемых данных, помехоустойчивость и оптимизация энергосбережения.

Следует также учитывать, что два устройства Bluetooth соединяются друг с другом только в том случае, если поддерживают один и тот же профиль Bluetooth. Профиль по сути является некой программой или протоколом, отвечающим за передачу данных модулем по определенному направлению, например: профиль отвечающий за работу с гарнитурой или передачу файлов. К самым распространенным и наиболее интересным для нас профилям стоит отнести:

Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) – профиль для передачи двухканального стерео аудиопотока, например музыки, к беспроводной гарнитуре или любому другому устройству.

Dial-up Networking Profile (DUN) - профиль предоставляет стандартный доступ к интернету или другому телефонному сервису через Bluetooth, позволяет использование мобильных устройств в качестве модема через Bluetooth-соединение.

File Transfer Profile (FTP) - профиль обеспечивает доступ к файловой системе устройства и отвечающий за возможность передачи цифровых данных на другие устройства

Hands-Free Profile (HFP) - Профиль используется для соединения беспроводной гарнитуры и телефона, передаёт монозвук в одном канале.

Human Interface Device Profile (HID) - Обеспечивает поддержку устройств с HID (Human Interface Device), таких как мышки, джойстики, клавиатуры и прочее.

Headset Profile (HSP) - профиль используется для соединения беспроводной гарнитуры и телефона. Поддерживает минимальный набор AT команд спецификации GSM для обеспечения возможности совершать звонки, отвечать на звонки, завершать звонок, настраивать громкость.

Phone Book Access Profile (PBAP) - Профиль позволяет обмениваться записями телефонных книг между устройствами.

SIM Access Profile (SAP, SIM) - Профиль позволяет получить доступ к SIM-карте телефона, что позволяет использовать одну SIM-карту для нескольких устройств.

Audio / Video Remote Control Profile (AVRCP) - Этот профиль разработан для управления стандартными функциями телевизоров, Hi-Fi оборудования и проч. То есть позволяет создавать устройства с функциями дистанционного управления. Может использоваться в связке с профилями A2DP или VDPT.

Wi-Fi (Wireless Fidelity — «беспроводная точность»)

Технология для широкополосной радиосвязи, предназначенной для организации локальных беспроводных сетей Wireless LAN. Установка таких сетей рекомендуется там, где развертывание кабельной системы невозможно или экономически нецелесообразно. Технология WiFi относится к беспроводным сетям WLAN. Аббревиатура WLAN расшифровывается как Wireless Local Area Network, что в переводе с английского означает беспроводная локальная сеть. Представляя собой разновидность локальных сетей данная разновидность использует для передачи цифровой информации не кабель, а высокочастотные радиосигналы.

Имея значительно более большую гибкость, сети WLAN являются прекрасной заменой обычной кабельной сети на определенной площади или внутри конкретного здания. Благодаря отсутствию кабельных соединений достигается значительная экономия средств, а легкость монтажа экономит время на установку сети.

Wi-Fi был создан в 1991 году в Нидерландах. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, дабы убрать обременительные кабели и уменьшить затраты на построение сети кассового обслуживания и был выведен на рынок под маркой WaveLAN, обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с.

Именно на его основе появляется стандарт связи, описывающий локальные сети на основе беспроводных технологий IEEE 802.11. Один из первых высокоскоростных стандартов беспроводных сетей — IEEE 802.11a - определяет скорость передачи уже до 54 Мбит/с. Рабочий диапазон стандарта 5 ГГц.

Вопреки своему названию, принятый в 1999 году стандарт IEEE 802.11b не является продолжением стандарта 802.11a, данный стандарт предусматривает использование нелицензируемого диапазона частот 2,4 ГГц. Именно этот стандарт начинает продвигаться на рынок под брендом Wi-Fi. Данный стандарт позволял добиться скорости передачи данных до 11 Мбит/сек на расстоянии до 100 м. А в 2004 году на свет появляется продолжение этого стандарта 802.11g, который уже позволял передавать данные со скоростью до 54 Мбит/сек и обладал более лучшей защищенность и помехоустойчивостью, причем был полностью совместим со своим предшественником 802.11b.

Как уже говорилось Wi-Fi в основном применяется для построения локальных сетей, в частности коммерческое использование подразумевает доступ в Интернет используя Wi-Fi соединение. Данный вариант подразумевает наличие точки доступа, к которой будут подключаться абоненты – КПК, Коммуникаторы, Ноутбуки или компьютеры с модулем Wi-Fi (как встроенный, так и внешний – модем) и при условии, что точка доступа подключена к Интернет при помощи кабельного соединения, получать доступ к Интернет и его ресурсам.

Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством Wi-Fi адаптеров «напрямую» друг с другом.

Если проводить сравнение 802.11a, работающего в диапазоне 5 ГГц и 802.11b/g, работающего соответственно в 2,4 ГГц, то здесь стоит отметить более широкое применение спецификаций b/g в потребительском сегменте по причине, что с момента появления устройств этой спецификации – они не требовали лицензирования и именно по этой причине на рынке Wi-Fi в России именно b/g получили широкое распространение. Что касательно устройств 802.11a, диапазон частот которых был разрешен в нашей стране только в конце 2005 года, а также требовал сертификации и получение лицензий для продажи на территории РФ. Плюс ко всему устройства 802.11a были явно дороже, но хоть и давали ряд преимуществ, все же в своем большинстве осели в корпоративной сфере.

11 сентября 2009 года был утвержден стандарт 802.11n. Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с (стандарт IEEE 802.11ac до 1.3 Гбит/с), применяя передачу данных сразу по четырем антеннам. По одной антенне — до 150 Мбит/с.

Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4—2,5 или 5,0 ГГц. Спецификация 802.11n предусматривает использование как стандартных каналов шириной 20 МГц, так и широкополосных — на 40 МГц с более высокой пропускной способностью.

Кроме того, устройства 802.11n могут работать в трёх режимах:

• наследуемом (Legacy), в котором обеспечивается поддержка устройств 802.11b/g и 802.11a;

• смешанном (Mixed), в котором поддерживаются устройства 802.11b/g,802.11a и 802.11n;

• «чистом» режиме — 802.11n (именно в этом режиме и можно воспользоваться преимуществами повышенной скорости и увеличенной дальностью передачи данных, обеспечиваемыми стандартом 802.11n).

Реальная скорость передачи данных всегда меньше канальной скорости. Для WiFi реальная скорость передачи данных обычно отличается более чем в два раза в меньшую сторону.

Кроме того, существует еще несколько факторов, ограничивающих реальную пропускную способность:

• Канал всегда делится между клиентами;

• Точка доступа всегда подстраивается под самого «плохого» клиента, у которого хуже сигнал, более старый стандарт (a/b/g) и т. д.;

• Наличие помех (работающие рядом точки доступа, микроволновые печи, радио-няни, bluetooth-устройства, радиотелефоны);

20 января 2011 года была принята первая черновая редакция версии 0.1 IEEE 802.11ac Это новый стандарт беспроводных компьютерных сетей семейства 802.11 для сетей Wi-Fi на частотах 5-6 ГГц. Устройства, которые работают по этому стандарту, обеспечивают скорость передачи данных более 1 Гбит/с (до 6 Гбит/с 8x MU-MIMO), что многократно выше, чем существующий на сегодняшний день 802.11n. Стандарт подразумевает использование до 8 антенн MU-MIMO и расширение канала до 80 и 160 МГц. По версии компании Broadcom, данный стандарт относится к сетям нового поколения 5G. Существует также версия 802.11ad – которая работает на частоте 60ГГц.

Преимущества Wi-Fi

Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, может уменьшить стоимость развёртывания и расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.

Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов.

Wi-Fi — это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру.

Недостатки Wi-Fi

Довольно высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства.

Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний Wi-Fi маршрутизатор имеет радиус действия 45 м в помещении и 90 м снаружи

Коммерческое использование Wi-Fi

Коммерческий доступ к сервисам на основе Wi-Fi предоставляется в таких местах, как интернет-кафе, аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называют Wi-Fi-кафе), однако их покрытие можно считать точечным по сравнению с сотовыми сетями:

Wi-Fi и телефоны сотовой связи

Некоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как UMTS или CDMA. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие роуминга и возможностей аутентификации, ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi.

Тем не менее, Wi-Fi идеален для использования VoIP в корпоративных сетях. Первые образцы оборудования были доступны уже в начале 90-х, однако не поступали в коммерческую эксплуатацию до 2005 года. Тогда компании Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi и многие другие представили на рынок VoIP Wi-Fi телефоны по «разумным» ценам. Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок — услуг VoIP. GSM телефоны с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP начали выводиться на рынок, и потенциально они могут заменить проводные телефоны.

WiMAX — протокол широкополосной радиосвязи (Worldwide Interoperability for Microwave Access).

Сопоставления WiMAX и Wi-Fi далеко не редкость — термины созвучны, название стандартов, на которых основаны эти технологии, похожи (стандарты разработаны IEEE, оба начинаются с «802.»), а также обе технологии используют беспроводное соединение и используются для подключения к интернету (каналу обмена данными). Но, несмотря на это, эти технологии направлены на решение совершенно различных задач.

• WiMAX - это система дальнего действия, покрывающая километры пространства, которая обычно использует лицензированные спектры частот (хотя возможно и использование нелицензированных частот) для предоставления соединения с интернетом типа точка-точка провайдером конечному пользователю. Разные стандарты семейства 802.16 обеспечивают разные виды доступа, от мобильного (схож с передачей данных с мобильных телефонов) до фиксированного (альтернатива проводному доступу, при котором беспроводное оборудование пользователя привязано к местоположению).

• Wi-Fi - это система более короткого действия, обычно покрывающая десятки метров, которая в основном использует нелицензированные диапазоны частот для обеспечения доступа к сети. Обычно Wi-Fi используется пользователями для доступа к их собственной локальной сети, которая может быть и не подключена к Интернету. Если WiMAX можно сравнить с мобильной связью, то Wi-Fi скорее похож на стационарный беспроводной телефон.

• WiMAX и Wi-Fi имеют совершенно разный механизм Quality of Service (QoS). WiMAX использует механизм, основанный на установлении соединения между базовой станцией и устройством пользователя. Каждое соединение основано на специальном алгоритме планирования, который может гарантировать параметр QoS для каждого соединения. Wi-Fi, в свою очередь, использует механизм QoS подобный тому, что используется в Ethernet, при котором пакеты получают различный приоритет. Такой подход не гарантирует одинаковый QoS для каждого соединения.

Официальное название WiMAX – IEEE 802.16 (разработан в 2001 г., принят как стандаот в 2003г.), причем, он может на работать на самых разных частотах от 2 до 66 ГГц, обеспечивая скорость до 120 Мбит/с.

В мире технология WiMAX представлена пока не очень широко, в нескольких городах США, Японии, но наиболее распространена сеть WiMAX в Корее, где полностью обеспечено покрытие двух десятков городов и представлен наибольший выбор абонентского оборудования (модемы, телефоны, смартфоны, ноутбуки и тд.). Эти сети очень активно развиваются, количество абонентов и зона покрытия постоянно увеличиваются. Как уже говорилось, WiMAX может использовать разные частоты, поэтому не всегда оборудование, предназначенное для работы в одной сети будет работать в другой.

Wi-MAX в нашей стране представлен компанией «Скартел» под брендом «Yota». Компания использует стандарт WiMAX IEEE 802.16e или Mobile WiMAX, который поддерживает Handover (перемещение абонента между базовыми станциями). Yota использует WiMAX на частоте 2,5 ГГц, т.е. абонентское оборудование должно работать именно на этой частоте. Зона действия одной базовой станции – 800-1500 м, т.е. практически такая же, как у базовой станции GSM, реальная скорость передачи данных – 10 Мбит/с. На данный момент запущено бета-тестирование сети в Москве и Санкт-Петербурге, развернута постоянно расширяющаяся сеть базовых станций. С 1 ноября начинается продажа оборудования (USB и Express-Card модемы), а в последствии и WiMAX коммуникатор от компании НТС. В ноябре использование сети будет бесплатным, т.к. еще продолжается бета-тестирование, но с 1 декабря будет запущена коммерческая эксплуатация, т.е. за услуги нужно будет платить. Стоимость безлимитного WiMAX интернета будет составлять 1400 рублей. За эти деньги вы получаете быстрый, стабильный интернети доступ на медиа портал с различным контентом (фильмы, музыка и тд.). С течением времени количество дополнительных услуг, предоставляемых компанией YOTA будет только расти. Помимо увеличения зоны покрытия (в течении 2009 года планируется полное покрытие всех городов-миллионников и московской области), планируется расширение списка предоставляемых сервисов:

• Видео конференции (Video Conference) – технология удаленного общения посредством видео связи.

• Видео звонки (Video Calls) – возможность совершать видео вызовы с очень высоким качеством.

• Online игры – возможность участия в компьютерных играх в режиме реального времени с другими пользователями интернета.

• Видео шаринг (Video Share) – позволит пользователям осуществлять трансляцию видео для получателя, также во время обычных голосовых вызовов. Инициировав обычный звонок пользователь может одним нажатием кнопки добавлять в свою беседу с другим абонентом видеопоток, который сможет увидеть во время разговора другая сторона.

• Потоковое видео (Streaming) - мобильное телевидение высокого качества, радио, фильмы по запросу и многое другое…

• Голосовой сервис (VoIP) - это обычная телефония, причем время разговора не лимитировано.

Важное достоинство – поддержка роуминга, т.е. можно будет поехать в другой город (страну) и не подключаться к другому оператору (покупать карты оплаты и тд.), как сейчас проиходит с Wi-Fi, а просто выходить в интернет под своим логином и паролем. У нас в салонах поначалу будут представлены только модемы, затем поступит в продажу коммуникатор. Есть вероятность, что WiMAX сеть не станет коммерческой с 1 декабря, а позже.

Сравнительная таблица стандартов беспроводной связи
Технология	Стандарт	Использование	Пропускная способность	Радиус действия	Частоты
Wi-Fi	802.11a	WLAN	до 54 Мбит/с	до 100 метров	5,0 ГГц
Wi-Fi	802.11b	WLAN	до 11 Мбит/с	до 100 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11g	WLAN	до 54 Мбит/с	до 100 метров	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11b/g	WLAN	до 54 Мбит/с	до 52.8 км (новая технология, направленная передача макс. угол приема передачи 45°)	2,4 ГГц
Wi-Fi	802.11n 802.11ac 802.11.ad	WLAN	до 300 Мбит/с до 6Гбит/с	до 20 километров	2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц 5ГГц - 6ГГц; 60ГГЦ
WiMax	802.16d	WMAN	до 75 Мбит/с	6-10 км	1,5-11 ГГц
WiMax	802.16e	Mobile WMAN	до 40 Мбит/с	1-5 км	2,3-13,6 ГГц
WiMax	802.16m	WMAN, Mobile WMAN	до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN)	н/д (стандарт в разработке)	н/д (стандарт в разработке)
Bluetooth v. 1.1	802.15.1	WPAN	до 0,7 Мбит/с	до 10 метров	2,4 ГГц
Bluetooth v. 2.0	802.15.3	WPAN	до 3 Мбит/с	до 100 метров	2,4 ГГц
Bluetooth v. 3.0	802.11	WPAN	от 3 Мбит/с до 24 Мбит/с	до 100 метров	2,4 ГГц
Bluetooth v. 4.0	Н\д	WPAN	в 1 Мбит/с	до 100 метров	2,4 ГГц
ZigBee	802.15.4	WPAN	от 20 до 250 Кбит/с	1-100 м	2,4 ГГц (16 каналов), 915 МГц (10 каналов), 868 МГц (один канал)
Инфракрасный порт	IrDa	WPAN	до 16 Мбит/с	от 5 до 50 сантиметров, односторонняя связь — до 10 метров

Операционные системы мобильных телефонов

Чем отличается смартфон от обычного телефона?

Для управления и телефоном и смартфоном используется Операционная Система. В современных смартфонах в основном используются три ОС – это WindowsPhone, Android и iOS. В отличие от смартфонов, где используется ОС с открытым кодом, в телефонах различных фирм и моделей используются разные ОС, код которых закрыт для сторонних фирм. Чем это в конечном итоге сказывается для потребителя?

Выбирая телефон, пользователь, помимо его функциональности, встает перед выбором каким меню ему будет удобнее пользоваться. У всех фирм управление телефоном происходит по-разному, поэтому те, кто всегда пользовался телефонами Nokia, с трудом осваивают меню Samsung и наоборот. Со смартфонами все проще: если вы уже пользовались смартфоном на ОС Android фирмы HTC, то взяв в руки какой-нибудь другой смартфон, вы уже будете знать как им управлять – структура меню у всех смартфонов Android примерно одинакова, это можно отнести и к устройствам на WindowsPhone.

Представьте себе стандартную ситуацию: после покупки устройства, потребителю начинает не хватать тех возможностей, которые были в него заложены производителем. Конечно, если в устройстве изначально не было Wi-FI или Bluetooth, его уже никак туда не добавить. А что делать, если захотелось почитать книги, послушать MP3, посмотреть видео? Если вы обладатель телефона, то ваши возможности будут ограничены загрузкой приложений написанных на Java. Это накладывает ряд ограничений на объем приложения и совместимость с конкретной моделью телефона. Также Java приложения очень критичны к размеру дисплея телефона, на котором они будут запущены.

Разновидности и отличия Операционных Систем (ОС).

Windows Phone

Windows Phone — мобильная операционная система, разработанная Microsoft, вышла 11 октября 2010 года. 21 октября начались поставки первых устройств на базе новой платформы. В России телефоны с Windows Phone начали продаваться 16 сентября 2011 года, первым из которых стал HTC 7 Mozart

Операционная система является преемником Windows Mobile, хотя и несовместима с ней, с полностью новым интерфейсом и — впервые — с интеграцией сервисов Microsoft: игрового Xbox Live и медиаплеера Zune. Презентация системы состоялась в рамках мероприятия Mobile World Congress 2010, прошедшего в Барселоне.