Технология Bluetooth. Устройство. Принцип действия.

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.

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).

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

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).

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.

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.