Что такое Bluetooth. Технология Bluetooth.

• Что такое Bluetooth

• Общие понятия и назначение

• Интернет-магазин Bluetooth

Bluetooth - быстро развивающаяся технология передачи данных по радио, разработка которой была иницирована лидерами рынка в передаче данных и компьютерной отрасли.

Название Bluetooth – Синий Зуб - было дано в честь датского короля X-го века Гаральда Блатана Синий Зуб (Bluetooth).

В Х веке датский король Гаральд II Блатан (Блатан по датски – Синий Зуб – Blue Tooth по-английски) прославился своей способностью находить общий язык с князьями-вассалами. Через 1000 лет технологии беспроводной связи разнородных устройств выбрали название - Bluetooth. Инициатором проекта Bluetooth была шведская компания Ericsson, которая и порекомендовала такое название.

Эта передовая технология позволяет устройствам, включая ноутбуки, PDA и сотовые телефоны, и многочисленным настольным и другим устройствам связываться по радио автоматически с близко расположенными устройствами для обмена информацией, командами и т.п. Одно устройство может общаться с несколькими (до 7 одновременно) устройствами Bluetooth, остальные будут в режиме ожидания. Используются сверх-высокие радиочастоты 2.4 ГГц. – диапазон, свободный от лицензирования. В этом же диапазоне работают локальные радиосети по стандарту WLAN (IEEE 802.11) и другие устройства и приборы.

Bluetooth обеспечивает скорость передачи данных до 721 Кбит/с в радиусе до 10 – 20 метров (100 метров – в перспективе) в зависимости от чипсета и мощности.

Технология FHSS позволяет, переходя с одной рабочей частоты на другую по псевдослучайному алгоритму (до 1600 переходов в секунду), поддерживать устойчивую помехозащищенную связь. Для полнодуплексной передачи применяется TTD -дуплекс с временным разделением. Каждый пакет передается на новой частоте. При взаимодействии нескольких устройств Bluetooth одно становится главным и управляет частотной и пакетной синхронизацией, а остальные устройства (до 7) становятся подиненными, если устройств станет больше – автоматически образуется еще одна сеть. Каждый элемент Bluetooth имеет свой уникальный 48-битовый адрес (аналогично MAC-адресу серевых карт).

Технология случайных переходов рабочей частоты повышает защищенность системы как от помех, так и от несканкционированного перехвата информации. Применяется до трех уровней защиты (в зависмости от поставленной задачи: 1) без специальной защиты; 2) доступ только к зарегистрированным устройствам, включая ввод пароля пользователем; 3) защита информации 128-битовым ключем при передаче в одну или обе стороны.

В отличие от IrDA, который требует, чтобы устройства были нацелены на друг друга (в пределах видимости до 1 м), Bluetooth использует радиоволны, которые проходят через стены и неметаллические барьеры.

Компании Motorola, Ericsson, Nokia и другие инвестировали значительные средства в эту технологию, ожидается, что к в 2002 году она получит массовое распространение, и миллиарды устройств Bluetooth займут свое место в нашей жизни.

Преимущества Bluetooth позволяют оказывать получить ряд ранее недоступных функций (услуг) – например, использование мобильного телефона без извлечения его из кармана или портфеля в качестве модема или с устройством hands-free, печать на принтере без кабеля, использование телефона в качестве пропуска и платежного средства (когда входите в метро, стоимость билета снимается со счета автоматически) и т.п.

В настоящий момент действует спецификация Bluetooth 1.1.

 Общие понятия и назначение

Bluetooth - название, данное новому стандарту современной технологии беспроводной передачи данных, использующему радиоволны на близком расстоянии, заменяющему кабель для соединения мобильных и/или установленных электронных устройств. Этот стандарт позволяет соединять друг с другом при минимальном пользовательском участии практически любые устройства: мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты и даже холодильники, микроволновые печи, кондиционеры. Соединить можно все, что соединяется, то есть имеет встроенный микрочип Bluetooth. Технология стандартизирована, следовательно, проблемы несовместимости устройств от конкурирующих фирм быть не должно. Технология также предлагает беспроводный доступ LAN, PSTN, сеть мобильных телефонов и Интернет для домашних приборов и портативных устройств.

Изначально технология Bluetooth создавалась лишь для радиосвязи, и никаких планов по созданию беспроводных локальных сетей на ее основе не было. Но такие проекты вскоре появились, и теперь существует понятие Bluetooth-сети.

Цель этого стандарта - обеспечить соединение любых устройств Bluetooth с другими устройствами Bluetooth, находящимися в непосредственной близости, независимо от торговой марки. Bluetooth допускает соединения электронных устройств и беспроводное сообщение через короткий диапазон, специальные сети, называемые piconet. Каждое устройство может соединяться максимально с семью устройствами в piconet. Также, каждое устройство может одновременно принадлежать нескольким сетям. Эти сети устанавливаются динамически и автоматически, поскольку устройства Bluetooth вступают в связь и покидают соединение с устройствами, находящимися поблизости.

Потребность в устройствах Bluetooth

Потребность в устройствах Bluetooth возникает из-за двух факторов: развитие технологий и рыночная конкуренция. Способность размещать большего количества чипов на небольшой области позволила маленьким устройствам выполнять сложные протоколы. Теперь контроллеры в устройствах способны к программированию, управляемому и используемому в различных современных (smart) областях. Таким образом, теперь интеллектуальные устройства могут быть внедрены в работу пользователя и домашнее использование. Для подключения устройств к Интернет доступны различные методы, формируя так называемый "встроенный Интернет". Существенный прогресс был сделан в развитии маленьких и дешевых датчиков, которые могут получать нужные сигналы от пользовательской среды без участия пользователя или явной команды. Стали доступны новые виды электронных тэгов, позволяющие взаимодействие среди разнообразных устройств, JINI и Piano. Это открыло возможности для создания "повсеместной компьютеризации" окружающей среды. В этой среде устройства контролируются комбинацией интеллектуальных систем и стратегически расположенных датчиков, которые работают без явной пользовательской поддержки. Средство для автоматизации сильно зависит от способности устройств к беспроводному соединению друг с другом, с более интеллектуальными центральными серверами, информационными складами, датчиками и реле. Bluetooth обеспечивает решение этого требования.

Как было упомянуто ранее, непосредственная потребность в устройствах Bluetooth вызвана желанием соединить внешние устройства и устройства без кабелей. Доступная технология -IrDA OBEX - основана на инфракрасном излучении, которое ограничено видом подключения. IrDA обеспечивает связь лишь в зоне прямой видимости и только по принципу точка - точка. Bluetooth в будущем - это передвижной и беспроволочный доступ к LAN, Интернет по передвижным и другим существующим сетям, где сеть защищена, но интерфейс свободно передвигается. Это не только делает использование сети более легким, но и расширяет область её досягаемости. Bluetooth также может использоваться в приложениях домашней сети. С увеличением количества домашних PC, необходимость сетей, которые просто установить и легко обслуживать, растет. Основным направлением использования Bluetooth должно стать создание так называемых персональных сетей (PAN, или private area networks), включающих такие разноплановые устройства, как мобильные телефоны, PDA, МР3-плееры, компьютеры и даже микроволновые печи с холодильниками (вот уж что давно не подключали в сеть). Возможность передачи голоса позволяет встраивать интерфейс Bluetooth в беспроводные телефоны или, например, беспроводные гарнитуры для сотовых телефонов. Возможности применения Bluetooth на практике безграничны: помимо синхронизации PDA с настольным компьютером или подсоединения относительно низкоскоростной периферии, типа клавиатур или мышей, интерфейс позволяет очень просто и с небольшими затратами организовать домашнюю сеть. Причем узлами этой сети могут быть любые устройства, имеющие потребность в информации либо обладающие необходимой информацией.

Также существует коммерческая необходимость обеспечить "information push" способностям, которые являются важными для карманных компьютеров и других мобильных устройств, и это предусмотрено Bluetooth. Основная сила Bluetooth - способность одновременно обрабатывать данные и передачи голоса, позволяя такие инновационные решения как hands-free для голосовых звонков, печать факса, автоматическая синхронизация с PDA, ноутбук и приложения для записной книжки телефона. Все это говорит о том, что технология подобно Bluetooth чрезвычайно полезна и эффективна для развития пути приема информации.

Системные аспекты

Хотя технология Bluetooth изначально задумана для универсальных беспроводных соединений ноутбуков, РС и мобильных телефонов, сразу стало очевидно, что существует много других приложений для использования стандарта Bluetooth. Таким образом, стандарт Bluetooth не только пытается преодолеть ограничения проводных сетей, но также предлагает разнообразие другого сервиса, создает возможности для новых моделей использования.

Системные требования

Сейчас система Bluetooth получила даже большее признание, чем замененная кабельная технология. Различные модели использования открывают новые области для возможности применения Bluetooth. Соответственно, к технологии предъявляются всё новые требования, некоторые из них описаны ниже.

• Наиболее важным требованием от беспроводных соединений является то, что должна быть универсальная структура, которая предлагает доступные и удобные средства доступа к информации набора различных устройств (PDA, ноутбуков, PC, мобильных телефонов, домашних приложений и т.п.).

• В практическом исполнении ожидается, что не все устройства будут отвечать ко всем функциональным возможностям, и пользователи могут ожидать, что знакомые им устройства выполнят свои основные функции обычным способом. Поэтому Bluetooth должен предложить средство для взаимодействия между устройствами, находящимися вблизи друг от друга, где каждое устройство обеспечивает свойственную ему функцию, основанную на форме, интерфейсе пользователя, стоимости и мощности, но дополнительный сервис появляется в результате взаимодействия.

• Стандарт должен дать возможность устройствам установить инициативное подключение. Устройства могут соединяться без специальной команды пользователя или действия, что позволяет использовать различные информационные ресурсы.

• Предусматривается поддержка передачи данных и голоса, поскольку это два наиболее важных вида информации, передаваемых сегодня по сетям. (Требования видео и мультимедиа также налагаются на будущие версии Bluetooth).

• Стандарт должен уметь включать новые модели использования без требования какой-либо регистрации нового сервиса.

• Соединения должны предоставлять защиту данных, подобную защите при соединения через кабель.

• Выполнение этого стандарта должно быть простым, не громоздким и эффективным для легкого мобильного использования.

• Для быстрого развития системы и для наибольшей пользы Bluetooth необходимо на деле показать пользователям, что всё большее количество устройств подходит под стандарт Bluetooth. Эти устройства представляют собой весьма неоднородный набор, и, конечно, никакая отдельная компания не сможет производить все эти устройства. Поэтому немаловажным аспектом в развитии Bluetooth является тот факт, что эта технология не подлежит платному лицензированию и ее использование не требует выплаты каких-либо лицензионных отчислений (хотя и требует подписания бесплатного соглашения). Такая политика позволила многим компаниям энергично включиться в процесс разработки устройств с интерфейсом Bluetooth.

Технические аспекты

Вышеупомянутые требования вносят большую техническую сложность не только в термины функциональных возможностей, которые будут обеспечены, но также и в термины по требованиям размера и мощности. Технология, разработанная для того, чтобы выполнить вышеупомянутые требования, должна столкнуться со следующими техническими требованиями:

1. Система должна использовать свободный от лицензирования диапазон для универсального использования, так как его используют не только системы научного эксперимента (ISM) и системы связи, но также и устройства типа микроволновых печей. Таким образом, для Bluetooth был выбран диапазон, который в некоторых странах называют Industrial, Scientific и Medical (ISM). Предпочтительно, чтобы каждый передатчик самостоятельно использовал бы необходимое минимальное количество мощности, чтобы не мешать другим пользователям.

2. Передатчики должны быстро приспосабливаться к меняющейся окружающей среде, так как обычно используются мобильные устройства. Должны быть решены всем известные проблемы беспроводных системах, установленные соединения и протоколы маршрутизации должны работать в окружающей среде, где количество, разнообразие и разнообразие устройств Bluetooth будут динамически изменяться с соответствующей скоростью.

3. Размер исполнения должен быть маленький для легкой интеграции в карманные и мобильные устройства.

4. Потребление мощности не должно превышать лишь маленькой доли от общего количества потребления мощности основным устройством, в котором будет представлен Bluetooth.

5. Технология должна быть приспосабливаемой к устройствам изменения вычислительной мощности и ресурсов памяти, чтобы количество устройств, совместимых с Bluetooth, увеличивалось.

6. Должно быть обеспечено автоматическое установление соединения. Количество и идентичность устройств меняется довольно часто, и будет неудобно каждый раз вручную устанавливать подключение.

7. Также должна быть достигнута синхронизация часов среди сообщающихся устройств. Так как у каждого устройства будут свои собственные свободно запущенные часы, то выполнение успешного соединения, особенно CDMA, - вызов сам по себе.

8. Должны быть соблюдены требования безопасности. Устройства Bluetooth будут в личном использовании, будут содержать и сообщать конфиденциальную деловую информацию, информацию частного характера и другие данные, которые должны быть защищены. Помимо фокуса с частотными шаблонами и необходимости синхронизации приемопередачи в стандарте Bluetooth предусмотрено шифрование передаваемых данных с ключом эффективной длины от 8 до 128 бит и возможностью выбора односторонней или двусторонней аутентификации (конечно, можно обойтись вообще без аутентификации), что позволяет устанавливать стойкость результирующего шифрования в соответствии с законодательством каждой отдельной страны (в некоторых странах запрещено использование сильной криптографии). В дополнение к шифрованию на уровне протокола может быть применено шифрование на уровне приложений - здесь уже применение сколь угодно стойких алгоритмов никто не ограничивает.

9. У Bluetooth имеются конкуренты, IrDA OBEX и HomeRF. IrDA - технология инфракрасной (также беспроводной) связи. Спецификация HomeRF предназначена для связи бытовых аудио- и видеоустройств и построения домашних радиосетей. Передача данных также осуществляется на частоте 2.4 ГГц, но со скачками 50 раз в секунду. Пропускная способность HomeRF больше, чем у Bluetooth. Правда, количество подключаемых устройств ограничено - 127. Радиус действия - до 50 метров. Поэтому Bluetooth должна обеспечить сервис и средства для серьезной конкуренции.

Технология Bluetooth открывает огромные возможности перед изобретателями, и у неё огромные перспективы.