Bluetooth

Bluetooth
Вторник, Июнь 15th, 2010 | Автор:

технология bluetooth

Bluetooth (переводится как синий зуб, назван в честь Харальда I Синезубого) — это технология передачи радиосигнала малой мощности, разработанная для замены существующих кабельных соединений офисной и бытовой техники с широким спектром переносных устройств. Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе от 10 до 100 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.

Технология Bluetooth стала конкурентом другим технологиям бес­проводного соединения компьютеров и периферийных устройств.

Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено
История Bluetooth
Вторник, Июнь 15th, 2010 | Автор:

Развитие технологии беспроводной связи, Bluetooth, началось в компании Эрикссон в 1994 году исследованиями, целью которых была реализация экономически и технологически эффективного радио интерфейса, предназначенного для работы на малых расстояниях, с низким потреблением энергии для мобильных устройств. Название Bluetooth выбрано в честь датского короля Гаральда, по прозвищу Синий Зуб (Harald Bluetooth), жившего в 910-940 годах и прославившегося объединением Дании и Норвегии. В 1998 году создана особая интересная группа, SIG (Special Interest Group), для развития и стандартизации интерфейса Bluetooth. Эта группа сегодня насчитывает свыше 2000 членов, а возглавляют ее специалисты компании Ericsson, Nokia, Toshiba, Intel и IBM. Спецификация этой технологии объявлена в 1999 году. В марте 2002 года институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, IEEE, рабочая группа 802.15.1 по стандартизации персональных сетей, PAN (Personal Area Network), усвоила беспроводный стандарт Bluetooth.

Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено
Основная идея Bluetooth
Понедельник, Июнь 14th, 2010 | Автор:

Bluetooth

Основная идея Bluetooth заключается в предоставлении возможно­сти легкого и удобного беспроводного соединения различных устройств и организации беспроводной локальной сети. Технология должна по­зволить пользователю организовывать обмен информацией и голосом между всевозможными устройствами, например настольным компью­тером, КПК и сотовым телефоном. В перспективе технология позволит объединять любые электронные устройства. При этом одними из нема­ловажных параметров новой технологии должны были стать низкая стоимость устройств связи, соответственно, их небольшие размеры и со­вместимость, 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.

Интересует обслуживание компьютеров, видеонаблюдение или разработка сайтов? Тогда обратитесь в компанию Аураби, которая качественно и быстро предоставляет все эти виды услуг.

Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено
Как работает Bluetooth
Воскресенье, Июнь 13th, 2010 | Автор:

Технология использует небольшие приемопередатчики малого радиуса действия, либо непосредственно встроенные в устройство, либо под­ключаемые через свободный порт или PC-карту. Адаптеры работают в радиусе до 10 м.

Устройства, использующие стандарт Bluetooth, функционируют в диа­пазоне 2,4 ГГц ISM (Industrial, Scientific, Medical — промышленный, на­учный и медицинский диапазон) и способны передавать данные со скоростью до 720 Кбит/с. Такие показатели достигаются при исполь­зовании мощности передачи 1 МВт и задействованном механизме пе­реключения частоты, предотвращающем интерференцию. Если принимающее устройство определяет, что расстояние до передающего устрой­ства менее 10 м, оно автоматически изменяет мощность передачи до уровня, необходимого при данном расположении устройств. Устройство переключается в режим экономии энергии в том случае, когда объем передаваемых данных становится мал или передача прекращается.

За прошедшее время технология была усовершенствована. Сейчас существуют устройства Bluetooth 2.0, поддерживающие передачу данных со скоростью до 3 Мбит/с и дальностью действия до 100 м при отсут­ствии препятствий.

Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено
Основные свойства технологии Bluetooth
Воскресенье, Июнь 13th, 2010 | Автор:

Беспроводная технология связи Bluetooth обеспечивает соединение портативных и стационарных компьютеров, вычислительного оборудования, мобильных телефонов, камер и других цифровых устройств с помощью беспроводных связей, на сравнительно малых расстояниях.

Другими словами, эта технология обеспечивает коммуникацию между устройствами и беспроводную связь этих устройств посредством Bluetooth точек доступа с сетью для передачи речи, или с сетью Интернет, с применением больших скоростей. Это предполагает, что Bluetooth радио и контромер основной полосы могут быть встроены в устройство (камера, клавиатура, наушники, мобильный телефон), или соединены посредством универсальной последовательной шины USB (Universal Serial Bus) и последовательного подключения, или с помощью карты-адаптера для подключения к портативному компьютеру (PC card) или какому-то другому устройству пользователя. Основными характеристиками этой технологии являются надежность и значительная экономическая эффективность, а также малое потребление мощности и энергии.

Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено
Частотная полоса и RF каналы
Воскресенье, Июнь 13th, 2010 | Автор:

Bluetooth устройства работают в некоммерческой радиочастотной (RF) полосе от 2.4 ГГц до 2.4835 ГГц, т.е. в так называемой промышленно-научно-медицинской полосе, ISM (Industrial-Sci-entifc-Medicine). Так как полоса ISM открыта для всех, радио системы, работающие в этой частотной полосе, должны быть рассчитаны таким образом, чтобы могли успешно преодолевать проблемы интерференции и затухания (fading) т.е. изменения мощности сигнала. Эти проблемы решает технология скачкообразной смены рабочей частоты с расширением спектра, FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum).

Применение технологии Bluetooth делит располагаемую частотную полосу (83.5 MHz) на 79 коммуникационных каналов, ширины 1 МГц. В течение коммуникации радио приемопередатчики переключаются между каналами псевдослучайным способом. Другими словами, в Bluetooth каналах применяется схема скачкообразной смены рабочей частоты и двусторонней передачи с временным разделением. Канал разделен на временные интервалы длительности 625 мсек, а для каждого отдельного временного интервала определяется другая частота переключения. В результате, номинальная частота равняется 1600 переключений в секунду.

Две или больше единиц, использующих один и то же канал, образуют сеть, названную пикосетью (piconet). В этой сети одна единица ведет себя как ведущая (master), управляя нагрузкой в пикосети. Остальные единицы ведомые (slave). Чтобы устройства могли общаться, они должны работать синхронно и употреблять одинаковую последовательность переключения частоты. Устройства Bluetooth в пикосети синхронизируют свой такт в соответствии с генератором такта ведущей единицы. Последовательность переключения также определяет ведущая единица.

Код доступа Заголовок Часть пользователя
72 бита 54 бита 0-2745 бита

В каждом временном интервале возможен обмен пакетов между ведущей и ведомой единицами. Формат пакета определен стандартом, согласно которому каждый пакет состоит из кода доступа (72 бита), заголовка (54 бита) и полезной нагрузки пользователя (payload) с количеством битов от 0 до 2745. Код доступа служит для идентификации и синхронизации устройства, а заголовок содержит управляющие информации. Длина пользовательской части переменная (changeable).

Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено
Типы физических соединений Bluetooth
Воскресенье, Июнь 13th, 2010 | Автор:

Стандарт определяет два типа физических соединений, которые поддерживают передачу речи и данных, а именно:

  • Синхронная линия связи, ориентированная на соединение (SCO link — Synchronous Connection Oriented link);
  • Асинхронная линия связи без соединения (ACL — Asynchronous Connectionless Link).

Синхронная линия связи, ориентированная на соединение, поддерживает соединения двухточечного типа (point-to-point). Употребляется для передачи речи высокого качества, с использованием пакетов, HV (High quality Voice). Передача может осуществляться и с использованием пакетов данных, DV (Data Voice), в которых передаются и данные и разговор.

При передаче с помощью SCO линии связи можно использовать схему упреждающей коррекции ошибок FEC (Forward Error Correction). Пакеты HV не включают контроль циклическим избыточным кодом CRC (Cyclical Redundancy Check) и никогда не посылаются повторно. Целью использования схемы FEC при передаче данных является уменьшение числа повторных передач. Одновременно можно осуществить три речевых соединения со скоростью передачи равной 64 кбит/сек.

Асинхронная линия связи без соединения поддерживает передачу ACL пакетов, в которых передается пользовательская и управляющая информация в одном, или нескольких временных интервалах (1, 3 и 5), с или без применения схемы упреждающей коррекции ошибок FEC. Стандарт определяет и два типа физических соединений, поддерживающих передачу речи и данных.

Симметричный (кбит/сек) Асимметричный (кбит/сек)
108.8 108.8 108.8
172.8 172.8 172.8
256.0 384.0 54.4
384.0 576.0 84.4
286.7 477.8 36.3
432.6 721.0 57.6
Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено
Оптимизация сигнала Bluetooth
Воскресенье, Июнь 13th, 2010 | Автор:

Так как радио Bluetooth действует в открытом радиочастотном спектре, предназначенном для некоммерческого использования (ISM Band, Industrial, Scientifc and Medical Applications of Radio), радио интерфейс должен быть оптимизирован таким образом, чтобы был в состоянии решать проблемы интерференции и затухания сигнала. Для уменьшения влияния интерференции используется следующее:

  • Технология скачкообразной смены рабочей частоты большой скорости (1600 переключений/сек) в комбинации с короткими пакетами, (если пакет потеряется, потеряна лишь малая часть сообщения);
  • Схема упреждающей коррекции ошибок FEC;
  • Схема автоматической ретрансляции, т.е. повторной передачи (ARQ — Automatic Retransmission Query) пакетов при передаче данных;
  • Надежная схема кодирования речи, которая никогда не передается повторно, основывается на дельта-модуляции с переменной крутизной (CVSD — Continuous Variable Slope Delta).
Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено
Объединение в сеть
Воскресенье, Июнь 13th, 2010 | Автор:

Когда Bluetooth приемопередатчики находятся внутри досягаемости, они могут создать специальную (ad hoc) сеть. В этой сети одно из устройств будет ведущим, а остальные ведомыми. Важно напомнить, что ведущим может быть любое из устройств. По дефиниции, устройство, которое устанавливает соединение, принимает роль ведущего. Объединение в сеть устройств Bluetooth выполняется согласно определенной очередности действий.

Состояния Bluetooth устройств:

  • Standby – состояние, в котором устройство Bluetooth ожидает на подключение к пикосети (pico-net);
  • Inquire – состояние, в котором устройство Bluetooth ищет устройство, которое ему обеспечит требуемую услугу;
  • Page – состояние, в котором устройство Bluetooth требует установление соединения с определенным устройством;
  • Connected – состояние активности Bluetooth устройства в сети Piconet;
  • Park/Hold – состояния малого потребления энергии, когда устройства Bluetooth ожидают запрос на услугу от ведущего устройства.

Все пользователи внутри одной piconet сети делят один и тот же канал, т.е. с увеличением числа устройств в этой сети, пропускаемость по пользователю резко снижается. Несколько пикосетей, которые взаимно не синхронизированы, образуют scaternet сеть. Связь между пикосетями осуществляется с помощью одного из Bluetooth устройств, включенного в две или несколько пикосетей. Максимальное число пикосетей, образующих scaternet сеть, не может быть более 10.

Для обеспечения защиты использования и тайности информации, технология Bluetooth реализует стандарты надежности. Применение скачкообразной смены частоты и малая мощность излучения, представляют первый уровень защиты данных. Второй уровень защиты осуществляется использованием четырех различных элементов:

  • Явного адреса Bluetooth устройства (BD ADDR), единственного для каждого пользователя, или для каждой Bluetooth единицы;
  • Двух тайных ключей (ключ для проверки исправности соединения длины 128 битов, и ключ для кодирования данных длины 8 — 128 битов);
  • Случайного номера, нового для каждой транзакции, т.е. операции связи.

Программы для проверки исправности соединения и для кодирования реализованы в каждой Bluetooth единице одинаковым образом.

Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено
Устройства Bluetooth
Суббота, Июнь 12th, 2010 | Автор:

Устройство Bluetooth

Большая часть устройств Bluetooth выпускается с отдельным USB-интерфейсом и внутренней антенной. Такие устройства могут использоваться как с настольными компьютерами, так и с ноутбуками. Они наиболее универсальны в применении, но существуют и такие, ко­торые предназначены для установки внутрь компьютеров. Эти устрой­ства выполняются в виде плат, устанавливаемых в слоты расширения материнских плат компьютера. За счет более чувствительной внешней антенны дальность действия может увеличиваться до 200 м.

Диапазон 2,4 ГГц не является лицензируемым и может свободно ис­пользоваться всеми желающими. Им управляет Федеральная комиссия по коммуникациям (FCC — Federal Communication Commission), ограни­чивая часть диапазона, которую может использовать каждое устройство.

Устройства стандарта Bluetooth способны соединяться друг с другом, формируя пикосети, в каждую из которых может входить до 256 устройств. При этом одно из них является ведущим (Master), еще семь — ведомы­ми (Slave), остальные находятся в дежурном режиме. Пикосети могут перекрываться, а к ресурсам ведомых устройств может быть организо­ван доступ. Перекрывающиеся пикосети могут образовать распределен­ную сеть, по которой мигрируют данные.

Рубрика: Bluetooth  | Tags:  | Комментирование отключено