20. Протокол Bluetooth. Назначение, область применения, общая характеристика, исторический обзор.

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.  Основной идей новой технологии было предоставление возможности легкого и удобного беспроводного соединения различных устройств и организации беспроводной локальной сети.

Технология использует небольшие приемопередатчики малого радиуса действия, либо непосредственно встроенные в устройство, либо подключаемые через свободный порт или PC-карту.

Bluetooth работает на нелицензируемой во всем мире частоте 2.45 Ггц, что позволяет свободно использовать устройства Bluetooth во всем мире. Радиоканал обеспечивает скорость 721Кбит/с и передачу 3 голосовых каналов. Технология использует FHSS - скачкообразную перестройку частоты (1600 скачков/с) 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. 

Энергопотребление устройств Bluetooth должно быть в пределах 0.1 Вт. Каждое устройство имеет уникальный 48-битовый сетевой адрес, совместимый с форматом стандарта локальных сетей IEEE 802.

21. Архітектура мережі у протоколі Bluetooth. Логіка доступу до середовища передачі даних.

Стандарт Bluetooth описывает пакетный способ передачи информации с временным мультиплексированием. Радиообмен происходит в полосе частот 2400-2483,5 МГц. В радиотракте применяется метод расширения спектра посредством частотных скачков (или псевдослучайная перестройка рабочей частоты).

Метод частотных скачков подразумевает, что вся отведенная для передачи полоса частот подразделяется на определенное количество подканалов шириной 1 МГц каждый. Канал представляет собой псевдослучайную последовательность (ПСП) скачков по 79 радиочастотным подканалам. Каждый канал делится на временные сегменты продолжительностью 625 мкс, причем каждому сегменту соответствует определенная несущая (подканал). Передатчик «перескакивает» с несущей на несущую синхронно с приемником. За секунду может происходить до 1600 частотных скачков. Это обеспечивает конфиденциальность и помехозащищенность передач.

Протокол Bluetooth поддерживает логическое соединения типа «точка-точка» и «точка-многоточка». 2 или более использующих один и тот же канал устройства образуют пикосеть (piconet). Одно из устройств работает как основное (master), а остальные – как подчиненные (slave). В одной пикосети может быть до 7 активных подчиненных устройств, при этом остальные устройства находятся в состоянии «парковки». Взаимодействующие пикосети образуют «распределенную сеть» (scatternet).

В каждой пикосети действует только одно основное устройство, однако подчиненные устройства могут входить в различные пикосети. Кроме того, основное устройство одной пикосети может являться подчиненным другой (рис. 36.1). Пикосети не синхронизированы друг с другом по времени и частоте – каждая их них использует свою последовательность частотных скачков. В одной пикосети все устройства синхронизированы по времени и частотам. Псевдослучайная последовательность скачков уникальна для каждой пикосети и определяется физическим адресом её основного устройства. Длина цикла псевдослучайной последовательности -

элементов.

В стандарте Bluetooth предусмотрена дуплексная передача на основе разделения времени (time division duplexing — TDD). Основное устройство передает пакеты f(k) в нечетные временные сегменты, а подчиненное устройство — в четные (рис. 36.2).