Технология Bluetooth. Устройство. Принцип действия.

Немножко истории

Буквальный перевод Bluetooth с английского — «синие зубы». Однако своим названием технология Bluetooth обязана вовсе не дантистам, а историческому недоразумению. Так английские летописцы «обозвали» датского короля викингов, жившего в 910-940 годах. Король Гаральд Блютус (Harald Bluetooth) вошел в историю как собиратель земель скандинавских. В частности, ему приписывается объединение Дании и Норвегии (а технология Bluetooth должна объединить телекоммуникационную и компьютерную индустрию). Вероятно, по аналогии с этим технология Bluetooth также призвана объединить мир мобильной электроники.

Есть две версии происхождения «синезубого» королевского прозвища. Первая — у него действительно были зубы патологического цвета. Но правдоподобнее всего выглядит другая версия: Bluetooth — исковерканное на английский манер прозвище короля на языке викингов: у короля «волею природы» была смуглая кожа и темные волосы, что нетипично для расы викингов (белокожих и светловолосых). За этот «генетический кульбит» Гаральда прозвали Чернявеньким (или что-то типа того, в скандинавском оригинале — Bletand). Вероятно, английские летописцы язык ломать не стали и придумали королю «кличку» попроще…

Разработку Bluetooth начала компания ERICSSON ещё в 1994 году. Первоначальной целью было получение нового радиоинтерфейса с низким уровнем энергопотребления и невысокой стоимостью, который позволил бы устанавливать связь между сотовыми телефонами и беспроводными гарнитурами. Кроме того, согласно концепции ERICSSON, новый интерфейс предназначался для передачи данных и речевых сообщений, причём из любой точки мира. Для обеспечения более широкой поддержки молодой технологии в таких секторах рынка, как настольные системы, карманные компьютеры и мобильные телефоны, ERICSSON в феврале 1998 года организовала консорциум по разработке и продвижению новой технологии под названием Bluetooth SIG (Special Interest Group). Ныне в него входит более 2000 различных фирм, в том числе такие крупные, как 3СOM, NOKIA, INTEL, NATIONAL SEMICONDACTOR и так далее.

Что такое Bluetooth?

Технология Bluetooth представляет собой вид беспроводной технологии связи, которая исключает необходимость использования кабелей и соответствующих устройств. Таким образом, технология Bluetooth устраняет всевозможные неудобства соединения, связанные с использованием:
- компьютерной техники;
- сотовых телефонов;
- цифровых фотокамер и других цифровых устройств.

Bluetooth позволяет без применения кабелей пользоваться разнообразными телекоммуникационными и компьютерными устройствами.

Технология даёт возможность устанавливать автоматическое соединение между двумя или более устройствами. Bluetooth также позволяет использовать данные в различных приложениях.

Bluetooth отлично справляется с задачей обеспечения беспроводного соединения между устройствами в пределах вашего офиса или дома. Технология основана на радиосвязи, поэтому соединение между устройствами происходит совершенно незаметно и мгновенно.

Благодаря технологии Bluetooth, с вашего ноутбука можно отправить документ на распечатку через принтер, который может находиться в соседней комнате. Вообще, Bluetooth является стандартом беспроводной связи между устройствами, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. Технология отлично работает в так называемой персональной сети, принцип действия которой основан на радиочастотах.

Любые устройства, поддерживающие стандарт связи Bluetooth могут быть соединены. Несколько устройств с поддержкой стандарта Bluetooth – например, цифровая камера, сотовый телефон и карманный компьютер позволят вам создать сеть. Вы сможете посылать сообщения с ноутбука на сотовый телефон, не прибегая к каким-либо средствам проводного соединения ноутбука и сотового телефона.

Особенности технологии Bluetooth:
- технология Bluetooth основана на радиоволнах со значением 2,4 ГГц;
- поддерживается одновременная связь между несколькими объектами (а не только двумя);
- технология Bluetooth рассчитана на работу на небольшом расстоянии в 10-15 метров (при увеличении мощности до 100 мВт Bluetooth-устройства станут более «дальнобойными» (до 100 м));
- Bluetooth отличается скоростью передачи данных в 1-2 мегабайт в секунду;
- чипы Bluetooth стоят относительно недорого (хотя дороже устройств инфракрасного соединения).

Как работает технология Bluetooth?

Bluetooth является высокоскоростным видом связи, основанным на радиоволнах. Технология разработана для установления связи между мобильными телефонами, ноутбуками и другими портативными устройствами. В отличие от устройств, основанных на технологии инфракрасного излучения, Bluetooth не требует нахождения соединяемых устройств на линии прохождения луча. Технология Bluetooth, в каком-то смысле, является модифицированной разновидностью существующей технологии локальных сетей. С другой стороны, Bluetooth удобнее в силу небольших размеров и невысокой стоимости.

В настоящее время чип Bluetooth представляет собой микросхему размером в 0,9 квадратных сантиметров. Ведутся разработки нового, ещё более миниатюрного чипа, производство которого начнётся в скором времени. Ожидается, что цены на устройства Bluetooth заметно снизятся. Чипы Bluetooth сейчас встраиваются во многие устройства. Недорогие миниатюрные передатчики размещены в цифровых устройствах. Устройства, использующие технологию Bluetooth, работают на частоте 2,45 Гц при осуществлении соединения.

Технология Bluetooth поддерживает довольно высокую скорость передачи данных и несколько голосовых каналов. Чип Bluetooth либо непосредственно встраивается в устройство, либо используется в качестве адаптера. В случае с компьютером, его можно использовать с портом USB. Каждое устройство USB имеет 48-битный адрес из стандартов IEEE 802. Соединение можно устанавливать как с одним устройством, так и с несколькими устройствами одновременно. Стандартный диапазон работы Bluetooth не превышает 10 метров, но если увеличить мощность, диапазон работы может увеличиться до 100 метров.

Устройства Bluetooth надёжно защищены от внешнего вмешательства в силу того, что их частота меняется до 1600 раз в секунду. Технология Bluetooth – это мост между существующими сетями данных. Технология гарантирует безопасность на уровне битов, аутентификация контролируется пользователем с помощью 128-битного ключа. Немаловажная характеристика технологии Bluetooth это то, что она позволяет мгновенно создавать сеть между устройствами, находящимися на некотором расстоянии друг от друга.

На wikipedia
Более подробно о технологии Bluetooth
О технологии Bluetooth
Что такое Bluetooth?
Bluetooth — Королевская технология
Bluetooth в вопросах и ответах

Типы каналов

В системе Bluetooth определены пять типов логических каналов:
- LC (Link Control) — канал управления, с помощью которого поддерживается физическая связь между устройствами, образующими пикосеть. На этом уровне используются синхронное (SCO, Synchronous Connection-Oriented) и асинхронное (ACL, Asynchronous Connectionless) подключение физических каналов;
- LM (Link Manager) — канал управления, который отвечает за установление соединений между ведущим и ведомыми устройствами, за обеспечение безопасности и криптозащиты;
- UA (User Asynchronous) — асинхронный канал (используется в ACL-линии);
- UI (User Isochronous) — изохронный канал, в котором обеспечивается идентичность только средних частот опорных генераторов ведущего и ведомого устройств (применяется в ACL-линии);
- US (User Synchronous) — канал синхронного обмена данными (используется в SCO-линии).

Пикосети

Абонентские устройства Bluetooth объединяются в группы (пикосети), коллективно использующие один и тот же радиоканал. В состав каждой пикосети входят один ведущий приемопередатчик (с опорным генератором, который синхронизирует внутренний трафик сети) и до семи ведомых (синхронизируемых). Все опорные генераторы в сети имеют фиксированную настройку. Ведомое устройство вычисляет разность между частотами собственного и ведущего генераторов, и в процессе вхождения в синхронизм эта погрешность учитывается, что обеспечивает точное соответствие излучаемой частоты данного и ведущего устройств.

Вид псевдослучайной последовательности однозначно идентифицирует ведущий приемопередатчик, а ее фаза (псевдослучайный сдвиг) является адресным признаком ведомого устройства. Период повторения последовательности, определяющей закон перестройки частоты, достаточно большой (свыше 23 ч). В каждой пикосети используется своя псевдослучайная последовательность, что позволяет множеству пикосетей одновременно работать по одному и тому же каналу связи, не создавая взаимных помех.

Все устройства в пикосети равноправны и обладают одинаковыми возможностями (в отличие от сотовых сетей, где базовая станция принципиально отличается от абонентской как по пропускной способности, так и составу технических средств). Разница состоит лишь в статусе устройств (ведущее и ведомые).

Ведущее устройство управляет всем трафиком в пикосети и распределяет пропускную способность SCO-линий между ведомыми приемопередатчиками. В ACL-линии ведомые устройства работают поочередно; им разрешается передавать информацию только в специально отведенных окнах, которые указываются в служебных сообщениях. Введение режима централизованного опроса позволяет избежать конфликтов.

Перспективы развития Bluetooth

Ожидается, что эта технология будет совместима с очень многими протоколами и системами. Низкая стоимость, высокая степень защиты, удобство и простота в использовании — очень весомые преимущества стандарта. Использование частоты 2,4 ГГц не требует лицензирования, да и распространение других лицензий на работу с Bluetooth производится за символическую плату. Помимо общедоступности, данная технология обещает стать и общепринятой, так как в ближайшее время мировое промышленное сообщество примет технологию как глобальный стандарт. Такое единство вызвано тем, что гораздо проще и дешевле снабжать все устройства стандартными чипами, нежели разрабатывать компьютеры под разные интерфейсные карты. Дешевизна сетевых адаптеров позволит их встраивать буквально во все средства связи, бытовые приборы, компьютеры и другую оргтехнику.

Удобства для пользователей, которые сулит внедрение технологии, крайне заманчивы и наверняка будут иметь огромную популярность. Скажем, когда вы приходите в офис, ваш карманный компьютер тут же автоматически синхронизируется с настольным ПК, передаются новые контакты на ваш мобильный телефон. Технология позволит объединять любые электронные устройства, вплоть до холодильников, стиральных машин, микроволновых печей и дверных замков. Только представьте, как ваш холодильник передает на ваш мобильный телефон информацию о том, что в нем закончились определенные виды продуктов, а тот, в свою очередь, пополняет список необходимых покупок на вашем КПК.

Купить аксессуары Bluetooth