up
ua ru
menu

gecid-ru-160x600px-06-2019.gif


logo minifile

::>Комунікації > 2007 > 12 > - -

Версія для друку
Переопублікувати статтю

16-12-2007


Telegram

rss

Bluetooth - передовий стандарт для мережі приватного застосування.

Бездротові стандарти дозволяють людині, знаходячись практично в будь-якому місці отримати доступ до ресурсів багатьох знань - його корпоративної мережі, домашнім ресурсам, просто персональному комп'ютеру або всепоглинаючій мережі інтернет. Саме такі пристрої наближають нас до концепції єдиного розуму. При правильному їх сполученні ми отримуємо доступ до будь-яких знань і будь-якої світової бібліотеки.

Лінії зв'язку одразу будувалися на дротових каналах, але це дуже ускладнює мобільність і універсальність їх застосування користувачу. З часу винаходу радіохвиль людина намагається все більш ефективно їх скорити і  використати в своїх цілях. Першим на шляху до сьогоднішніх стандартів бездротової передачі інформації був інтерфейс IrDA з відкритим оптичним середовищем. Він отримав зараз поширення у вигляді двох стандартів, перший інфрачервоний порт (CIR для віддаленого керування) і другий високошвидкісний інфрачервоний порт для передачі даних (SIR з підтримкою 115,2Кб/с). Але з ряду причин він менш універсальний, ніж більш перспективна і надійна схема обміну інформацією в радіодіапазоні, що прийшла йому на зміну.

Одним з перших стандартів бездротової передачі даних, який досить перспективно розвивається і зараз, в мережах малого радіусу дії (персоналізованих мережах передачі даних), є Bluetooth. «Блакитний зуб» отримав народну назву «синєзуб», «блютуз». Став дітищем консорціуму фірм-виробників мобільної електроніки таких іменитих компаній як Ericsson, IBM, Intel, Nokia і Toshiba, Infineon і National Semiconductor і отримавши широку підтримку споживача, даний стандарт знайшов назву IEEE.802.15.1. Згодом була організована група Bluetooth SIG (Special Interest Group), у яку ввійшло досить багато компаній, серед них були Palm, Microsoft, Motorola, Handspring, Qualcomm і Lucent.

Оскільки він є першим масовим стандартом для індивідуальних мереж, архітектура Bluetooth може здійснювати як підключення двох пристроїв, так і багатьох клієнтів до одного головного пристрою. При виробництві кожен вироб Bluetooth одержує унікальну 48-розрядну адресу, за допомогою якої організовується з'єднання, яке назване розробниками як пікомережа.

У такій мережі можуть бути до 255 клієнтів і одна базова станція пікомережі з одночасною активністю семи кінцевих пристроїв. Присутня можливість з'єднання таких пікомереж у групи, коли контролер однієї з них стає клієнтом інший пікомереж. ISM-радіодіапазон, який займає цей стандарт (англ. Industry, Science and Medicine), використовується у різних побутових приладах і бездротових мережах та знаходиться в межах частот 2,4-2,4835 ГГц. У більшості країн, крім Іспанії і Франції (частково зайняті військовими потребами), даний діапазон частот є не ліцензованим. При роботі пікомережі весь цей діапазон ділиться на 79 каналів і після передачі кожного пакета відбувається оновлення налаштування на інший канал з частотою таких переходів до 1600 Гц - принцип розширення спектру за допомогою частотних стрибків (FHSS), ще його називають псевдовипадковою перебудовою робочої частоти (ПВРЧ). Послідовність зміни каналів задається псевдовипадковою послідовністю (ПВП), єдиною для пікомережі. ПВП генерується на основі адреси контролера, тому для кожної пікомережі послідовність перемикання між каналами різна. Така схема роботи дозволяє Bluetooth пристроям створювати лише незначні шумові перешкоди, у моменти збігу робочої частоти з іншими радіопередавачами і при збої передачі пакету повторна передача буде відбуватися вже на іншому каналі. Ініціатором дій у пікомережі є особисто контролер. Можливість дуплексного обміну пакетами заснована на тимчасовому поділі, а значить в один момент перебудови частот тривалістю 625 мкс (тайм-слота) передача відбувається тільки від одного пристрою мережі або від її контролера, потім наступний пристрій і т.ін. Одне повідомлення може займати декілька тайм-слотів і передавати може тільки той клієнт, якому дозволив це в попередньому тайм-слоті контролер. Присутня можливість роботи в синхронному і асинхронному режимах. Синхронний режим досягається при радіальному з'єднанні контролера з кінцевим пристроєм без контролю передачі. Такий лад роботи дозволяє організовувати до трьох каналів передачі голосової інформації у всіх напрямках по 64 Кбіт/с. Асинхронний відрізняється високою надійністю передачі c квотуванням пакетів даних і повторі збійного пакета. Такий підхід дозволяє досягти швидкості в 723,2/57,6 Кбіт/с у прямому/зворотному каналах в асиметричному режимі і до 433,9 Кбіт/с у кожному напрямку при симетричному обміні. Все вищесказане характеризує роботу і швидкісні режими стандарту базової специфікації Bluetooth 1.1, яка прийнята в лютому 2001 року.

Проте нова версія специфікації Bluetooth 1.2, яка вийшла 5 листопада 2003 року, містить ряд змін:

  • які підвищують швидкість з'єднання;
  • має адаптивну схему перемикання каналів, можна задавати менше, ніж 79, але не менш 20 каналів, між якими відбувається перемикання при FHSS);
  • розширює можливості синхронних з'єднань (з'явився режим розширення синхронних з'єднань eSCO, у якому за виділеним вікном для синхронного з'єднання йде додаткове вікно для повторної передачі);
  • вдосконалено алгоритми виявлення помилок, контролю потоків і поліпшені схеми синхронізації.

Наприкінці року з'явилася версія Bluetooth 2.0 + EDR, яка має оновлену специфікацію 2.0 (де відсутні принципові відмінності від 1.2) і розширений набір швидкостей передачі даних EDR (Enhanced Data Rate). Наявність можливості роботи в режимі EDR дозволяє передачу пакетів як на базовій швидкості в 1 Мбіт/с, так і здійснювати обмін даними на швидкостях 2 і 3 Мбіт/с. Такий приріст у швидкості отриманий за рахунок зміни методів модуляції. Був здійснений перехід від базової версії з фільтром Гаусса (GFSK) на режим EDR із застосуванням диференціальної фазової модуляції.

  • Фільтр Гаусса (GFSK) - один модуляційний символ становить один біт і швидкість модуляції при цьому дорівнює швидкості потоку даних і становить 1 Мбіт/с.


 Формат стандартного пакету при швидкості обміну 1 Мбіт/с.

  • Диференціальна фазова модуляція - 4-4- і 8-позиційні p/ 4-DQPSK і 8-DPSK, один модуляційний символ становить відповідно два і три біт та зміна фази відбувається відносно попереднього символу.


 Формат пакету в режимі EDR при швидкості обміну 2 і 3 Мбіт/с.

Такий перехід на EDR з можливістю роботи в асинхронному режимі і у розширеному синхронному (eSCO) дозволив підвищити передачу даних до 2 і 3 Мбіт/с при тій же швидкості модуляції.

На сьогоднішній день самою останньою специфікацією є Bluetooth 2.1 EDR, яка хоча і не несе таких глобальних змін як 2.0 + EDR стосовно 1.2, але досить суттєво поліпшує характеристики пристроїв, що її мають. По-перше, такі пристрої в п'ять разів довше можуть проробити від одного акумулятора завдяки використанню нової функції Sniff Subrating. По-друге, Bluetooth SIG впровадила підтримку технології Near Field Communication, яка дозволяє істотно спростити і прискорити процес встановлення зв'язку між Bluetooth-пристроями. По-третє, був проведений комплекс змін, які вирішили багато проблем безпеки, також впроваджена система захисту «Man in the Middle», яка попереджує перехоплення сигналу між двома пристроями третьою особою. Відзначається, що у версії 2.1 навіть 6-значна цифрова комбінація виявляється ефективніше 16-значного цифролітерного PIN-коду. Однак, не можна стверджувати, що всі нововведення не привнесли появу нових дір у безпеку специфікації 2.1.

Класи Bluetooth. На критерії вибору Bluetooth пристроїв може суттєво вплинути дальність їх роботи і споживана потужність. Пряма залежність цих показників наведена в таблиці.

Клас

Максимальна потужність, мВт

Максимальна потужність, дБм

Радіус дії (приблизно), м

Клас 1

100

20

100


Підписатися на наші канали
telegram YouTube facebook VK Instagram google plus
Социальные комментарии Cackle

Пошук на сайті
Поштова розсилка

top10

vote

Голосування





2019 PhotoContest_Gecid_Sep_V2_NEW.jpg