Технология Блютус

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава I. Технология Bluetooth - как способ беспроводной передачи информации

1.1. Концепция и основные положения технологии Bluetooth

1.2. Принцип работы технологии Bluetooth

1.3. Конкуренты Bluetooth

Глава II. Практическое применение и потребность в технологии Bluetooth

2.1 Основные направления использования технологии Bluetooth

2.2 Потребность в устройствах Bluetooth

Заключение

Список литературы

Введение

Своё название технология Bluetooth получила в честь короля викингов, которого звали Харольд «Голубой Зуб». Такое прозвище ему дали из-за потемневшего переднего зуба. Харольд жил в Дании более тысячи лет назад и вошёл в историю благодаря тому, что объединил враждовавшие датские племена в единое королевство. Подразумевается, что Bluetooth делает то же самое с протоколами связи, объединяя их в один универсальный стандарт.

В начале 1998 года пять крупных компаний: Ericsson, Nokia , IBM, Intel и Toshiba- крупнейшие компании компьютерного и телекоммуникационного рынка - объединились, чтобы начать работу над созданием новой технологии беспроводной связи Bluetooth. 20 мая была сформирована специальная рабочая группа (Special Interest Group - SIG) для дальнейшего продвижения новой технологии на телекоммуникационном рынке. Любая компания, которая планирует разрабатывать устройства Bluetooth, может бесплатно войти в эту группу. В SIG уже состоит около 2000 компаний.

Идея и первые решения Bluetooth появились в исследовательском центре Ericsson, расположенном в городе Лунд в Швеции. В отличие от технологии инфракрасной связи IrDA (Infrared Direct Access), работающей по принципу "точка-точка" в зоне прямой видимости, технология Bluetooth разрабатывалась для работы, как по принципу "точка-точка", так и в качестве многоточечного радиоканала, управляемого многоуровневым протоколом, похожим на протокол мобильной связи GSM. Bluetooth стала конкурентом таким технологиям, как IEEE 802.11, HomeRF и IrDA, хотя последняя и не предназначена для построения локальных сетей, но является самой распространенной технологией беспроводного соединения компьютеров и периферийных устройств.

Одними из немаловажных параметров новой технологии должны были стать низкая стоимость устройства связи - в пределах 20 долларов, небольшие размеры и, что немаловажно, 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. То есть в скором будущем Bluetooth может стать стандартом для беспроводных коммуникаций. Благодаря простоте и изяществу этой технологии, многие специалисты уверены, что Bluetooth не имеет конкуренции в области создания небольших локальных сетей и беспроводного объединения устройств. Анализируя все факты, мы можем наблюдать то, что практически за небольшой период времени технология Bluetooth вышла на первое место среди аналогичных технологий.

Глава I. Технология Bluetooth - как способ беспроводной передачи информации

1.1 Концепция и основные положения технологии Bluetooth

Bluetooth - это современная технология беспроводной передачи данных, позволяющая соединять друг с другом 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.

Bluetooth - это маленький чип, представляющий собой высокочастотный (2.4 - 2.48 ГГц) приёмопередатчик, работающий в диапазоне ISM (Industry, Science and Medicine; промышленный, научный и медицинский). Для использования этих частот не требуется лицензия (исключения рассмотрим ниже). Скорость передачи данных, предусматриваемая стандартом, составляет порядка 720 Кбит/с в асимметричном режиме и 420 Кбит/с в полнодуплексном режиме. Обеспечивается передача трех голосовых каналов, но не видеосигнала. Энергопотребление (мощность передатчика) не должно превышать 10 мВт. Изначально технология предполагала возможность связи на расстоянии не более 10 метров. Сегодня некоторые фирмы предлагают микросхемы Bluetooth, способные поддерживать связь на расстоянии до 100 метров. Как радиотехнология, Bluetooth способна "обходить" препятствия, поэтому соединяемые устройства могут находиться вне зоны прямой видимости. Соединение происходит автоматически, как только Bluetooth-устройства оказываются в пределах досягаемости, причем не только по принципу точка - точка (два устройства), но и по принципу точка - много точек (одно устройство работает с несколькими другими). Естественно, для реализации технологии Bluetooth на практике необходимо определенное программное обеспечение (ПО). Кстати, в новую версию операционной системы MS Windows Whistler встроена поддержка Bluetooth.

Технология Bluetooth предусматривает три уровня защиты:

1. Минимальная - данные кодируются общим ключом и могут приниматься любым устройством без ограничения.

2. Защита на уровне устройства - в чипе прописывается уровень доступа, в соответствии с которым устройство может получать определенные данные от других устройств.

3.Защита на уровне сеанса связи - данные кодируются 128-битными случайными номерами, хранящимися в каждой паре чипов, участвующих в конкретном сеансе связи.

Чип Bluetooth реализован с учетом всех современных тенденций. Размер чипа - менее одного квадратного сантиметра. Применяемая частота позволяет ограничить потребляемую мощность 1мВт. Подобные характеристики позволяют интегрировать чипы Bluetooth в таких устройствах, как мобильные телефоны и карманные компьютеры.

1.2 Принцип работы технологии Bluetooth

Технология использует небольшие приемопередатчики малого радиуса действия, либо непосредственно встроенные в устройство, либо подключаемые через свободный порт или PC-карту. Адаптеры работают в радиусе 10 метров и, в отличие от IrDA, не обязательно в зоне прямой видимости, то есть, между соединяемыми устройствами могут быть различные препятствия, или стены.

Bluetooth работает на не лицензируемой во всем мире частоте 2.45 Ггц (полоса промышленного, научного и медицинского применения ISM - Industry, Science, Medicine), что позволяет свободно использовать устройства Bluetooth во всем мире. Радиоканал обеспечивает скорость 721Кбит/с и передачу 3 голосовых каналов. Технология использует FHSS - скачкообразную перестройку частоты (1600 скачков/с) с расширением спектра. При работе передатчик переходит с одной рабочей частоты на другую по псевдослучайному алгоритму. Для полнодуплексной передачи используется дуплексный режим с временным разделением (TDD). Поддерживается изохронная и асинхронная передача данных и обеспечивается простая интеграция с TCP/IP. Временные интервалы (Time Slots) развертываются для синхронных пакетов, каждый из которых передается на своей частоте радиосигнала. Энергопотребление устройств Bluetooth должно быть в пределах 0.1 Вт. Каждое устройство имеет уникальный 48-битовый сетевой адрес, совместимый с форматом стандарта локальных сетей IEEE 802. Не решенным пока вопросом остается использование не лицензированного диапазона 2.4 Ггц. В этом диапазоне уже работают много устройств: от беспроводных сетей (в том числе и Bluetooth) до микроволновых печей. Такая насыщенность может вызвать помехи, взаимные влияния и конфликты между устройствами.

Тот факт, что частотный диапазон 2.4 ГГц свободен от лицензирования, вносит определенные сложности в использование Bluetooth-устройств. В этом диапазоне работают также различные медицинские приборы, бытовая техника, беспроводные телефоны, беспроводные локальные сети стандарта IEEE. Вполне логично предположить, что они могут "конфликтовать" друг с другом. Во избежание интерференции с другими беспроводными устройствами Bluetooth работает по принципу скачкообразной перестройки частоты (1600 скачков в секунду). Переход с одной частоты на другую происходит по псевдослучайному алгоритму. Это позволяет "освободить" нужные другим устройствам частоты.

1.3. Конкуренты Bluetooth

У Bluetooth имеются конкуренты. Один из них - технология инфракрасной (также беспроводной) связи IrDa. Однако IrDa обеспечивает связь лишь в зоне прямой видимости и только по принципу точка - точка.

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.

На мой взгляд, наиболее сильную конкуренцию Bluetooth составила спецификации беспроводных локальных сетей IEEE 802.11. 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.

Я уверена, что Bluetooth опередит всех соперников. Слишком много крупных компаний трудится над созданием этой "всеобъемлющей" технологии.

Глава II. Практическое применение и потребность в технологии Bluetooth

2.1 Основные направления использования технологии Bluetooth

блютус беспроводной технология устройство

Рассмотрим примеры использования технологии Bluetooth:

1. Автоматическая синхронизация вашего настольного, переносного ПК и мобильного телефона. Например, как только вы вводите новые данные в адресную книгу в ноутбуке, автоматически модифицируются соответствующие записи в настольном компьютере, и наоборот.

2. Автоматическая резервная синхронизация. Представьте себе, что босс изменил ваш план мероприятий, в то время как вы находитесь в поездке. Офисный ПК посылает изменения на ваш сотовый телефон, который автоматически соединяется с ноутбуком и передает модифицированное расписание.

3. Соединение между собой всех периферийных устройств. Беспроводное соединение настольного ПК или ноутбука с принтером, сканером и локальной вычислительной сетью. Особенно усиливает ощущение «свободы» беспроводное соединение «мышки» и клавиатуры с персональным компьютером.

4. Составление Е-mail-сообщения с использованием ноутбука в салоне летящего самолета. Уже в аэропорту, стоя в очереди к таможеннику, вы включаете мобильный телефон, и все сообщения немедленно отсылаются.

5. Наверное, самой "шумной" Bluetooth-новинкой стал комплект беспроводной гарнитуры handsfree от компании Ericsson. Это новое устройство, получившее название Headset, состоит из наушника и микрофона и способно работать на расстоянии 10 метров от базы. Базой является сотовый телефон со встроенным чипом Bluetooth. Насладитесь комфортом автомобильного комплекта handsfree. Сотовый телефон остается в кармане, а handsfree соединяется с ним посредством беспроводной связи. Отдавая речевые команды, вы набираете номер и говорите по телефону.

6. Передача фотографий и видеоклипов из любой точки. Цифровая камера соединяется с мобильным телефоном (без проводов), а вы добавляете комментарии посредством клавиатуры на телефоне или ноутбуке. Фото и текст отправляются адресату.

7. Соединение всех участников для мгновенного обмена информацией. Находясь на встрече или конференции, можно быстро обсудить интересующий вопрос со всеми ее участниками. Кроме того, теперь вы можете дистанционно выполнять функции управления, например, включить проектор.

8. Используйте ноутбук для доступа в Интернет независимо от вида подключения - через мобильный телефон, модем или по локальной сети.

9. Использование портативного ПК в качестве спикерфона. Соединив беспроводный головной телефон (headset) с ноутбуком, используйте его в офисе, автомобиле или дома.

Далее мы рассмотрим новые решения, предоставляемые некоторыми фирмами.

Декабрь 2000 года был богат анонсами устройств с технологией Bluetooth. Так, в середине декабря компании Axis Сommunications и Lexmark продемонстрировали на конференции "Bluetooth Developers Conference" решение для беспроводной передачи данных с ноутбука на принтер. Ноутбук Toshiba был оснащен Toshiba Bluetooth PC Card, а в лазерный принтер Lexmark был встроен Bluetooth принт-модуль от фирмы Axis. Каждый мог опробовать новинку в действии.

В том же месяце компания TDK представила еще одно устройство для беспроводной связи ноутбуков, карманных компьютеров, принтеров, сотовых телефонов - TDK Bluetooth USB Adapter. Как следует из названия, новинка имеет интерфейс USB, а точнее USB 1.1.

Говоря все о той же Bluetooth Developers Conference, нельзя не упомянуть японскую компанию Yazaki, представившую оригинальное решение автомобильной системы контроля на основе Bluetooth. Bluetooth-устройство подключается к внутренней локальной сети автомобиля (CAN), а открытие и закрытие дверей происходит по команде с ноутбука или мобильного телефона. Ряд компаний уже начал разработку промышленных стандартов для локальных автомобильных сетей, и для беспроводных коммуникаций на малых расстояниях они выбрали именно технологию Bluetooth.

Тройной телефон. Вообразите себя обладателем сотового телефона со встроенной платой Bluetooth. В дороге вы используете его как обычный сотовый телефон, возможно, с Bluetooth-гарнитурой handsfree. Дома ваш аппарат превращается в радиотелефон, потому что Bluetooth-база подключена к обычной телефонной сети. А в офисе вы можете воспользоваться им для внутренней связи.

Bluetooth открывает огромные возможности перед изобретателями. Например, фотокамера с технологией Bluetooth соединяется с мобильным телефоном - и вы посылаете отснятое изображение другу. Тот, приняв ваше сообщение, тут же отправляет его на ноутбук. В офисе его ноутбук автоматически соединяется с Bluetooth-принтером - и изображение распечатано. А как вам перспектива беспроводной мышки? Подобные устройства уже существуют.

2.2 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.

Заключение

Итак, в данной работе, не вдаваясь в глубокие технические принципы работы системы, было проведено краткое ознакомление с технологией Bluetooth, как средством беспроводной передачи данных от устройства к устройству.

Bluetooth, как было показано ранее, используется в самых разных отраслях электроники как бытовой, так и не бытовой. Это могут быть как банальные компьютеры и мобильные телефоны, так и целые цифровые системы, состоящие из огромного количества элементов, соединённых чипами Bluetooth. Такая система, например, уже существует в Шведском Национальном музее. Если за те годы, которые существует эта отрасль электроники, она настолько развилась и но вошла в нашу жизнь, то чего ждать дальше, трудно себе представить.

Если сравнивать с потенциальными конкурентами, например IrDA, лично я считаю самым большим достоянием даже не те 100 метров расстояния, которое может быть между устройствами, а всё-таки способность соединять до семи устройств одновременно (но это только в один piconet, потом формируется scatternet и.т.д.).

Но не стоит забывать, что на работу с Bluetooth переключились также такие ударники компьютерного труда, как хакеры, которые, также, за эти прекрасные семь лет добились немалых успехов. Теперь, в принципе, обладая сравнительно недорогой аппаратурой, некоторыми знаниями и, не имея ни капельки совести, можно прочитать SMS какого-нибудь лопоухого пользователя, при чём он этого и не заметит. А если ничего интересного кроме «Как дела мы тут висим», там не прочитаете, можно позвонить за его счёт в Чикаго и узнать, какой сейчас тренд у апрельского контракта на сахар. Но это всё-таки детские шалости, по сравнению с тем, что можно было бы сделать с машиной, управляемой элементами, соединёнными Bluetooth и.т.д. Короче говоря, у любой системы есть множество плюсов и про них говорить приятно. Но в данной работе была поставлена цель изучить как достоинства, так и недостатки, потому-что, может быть я повторюсь, но может не через год и не через два, но Bluetooth-технология так вольётся в нашу жизнь, что мы (люди) уже не сможем себе представить, как мы вообще могли без неё жить эти 6000 лет существования человечества.

Список литературы

1. Журнал МИР ПК #2 2001. Статья: «Появление Bluetooth». Автор: Вячеслав Мангер.

2. Олифер, В. Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб.: Питер, 2001. - 267 с.

3. Якунина М.В. Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций. Учеб. пособие - Издательство ТюмГУ, 2009. - 49 с.

4. Сайт 3Dnews (адрес: http://www.3dnews.ru/). Статья: «Технология Bluetooth». Автор: Алексей Шашков.

5. http://www.sota1.ru/articles/articles_142.php3

6. http://www.radioman.ru/mobile/1/bluetooth.php

Размещено на Allbest.ru