Bluetooth

Bluetooth — технология радиосвязи для управления периферийными устройствами; разработана в 1998 году фирмой Ericsson для обмена данными и обеспечения синхронизации их передачи между PDA, мобильными телефонами, компьютерами и другими устройствами (например, бытовой техникой) на рабочих частотах 2400-2483, 5 МГц (диапазон ISM —Industrial, Scientific, Medicine — промышленный научный, медицинский) на расстоянии до 100 м. Диапазон разбит на 78 каналов шириной в 1 МГц каждый.
В верхней и нижней частях диапазона предусмотрены защитные неиспользуемые полосы шириной соответственно в 3, 5 и 2 МГц. По уровням выходной мощности все устройства делятся на три класса, ограниченных значениями 100 мВт (I класс); 2, 5 мВт (II класс), 1 мВт (III класс). Возможно автоматическое снижение мощности, если она является избыточной, но не ее увеличение. При передаче данных производится изменение несущей частоты сигнала в соответствии с гауссовой кривой. Этим достигается сокращение спектра излучаемого сигнала при сохранении требуемого качества связи. Для обеспечения двухсторонней связи используется схема разделения сигнала во времени. Технология Bluetooth предусматривает два вида связи: синхронную — с установлением соединения — SCO (Synchronous Connection-Oriented) и асинхронную — без установления соединения — ACL (Asynchronous Connection-Less). Первый вид связи используется для передачи голоса в режиме реального времени, второй — в каналах связи автоматического управления между ведущим и ведомыми устройствами. Bluetooth является производственной спецификацией беспроводных персональных сетей (PAN).
Bluetooth предоставляет возможность пользователям мобильных телефонов обмениваться данными с различными устройствами (с портативными и карманными ПК, бытовыми приборами) при сохранении свободы передвижения и вне прямой оптической видимости. В 2001 году технология Bluetooth стала основой стандарта IEEE 802.15. на беспроводные персональные сети — WPAN.
В 1994 году шведская фирма Ericsson решила снабдить сотовые телефоны маломощным радиоинтерфейсом для подключения периферии. В 1998 году по инициативе Ericsson была создана группа производителей, в которую вошли фирмы Nokia, Intel, Toshiba, IBM. Технологии было дано название Bluetooth — как принято считать, в честь предводителя викингов, датского короля Харальда I Синезубого (950-985, дат. Harald Blutand, англ. Bluetooth). Позднее к группе Bluetooth присоединились фирмы Palm, Motorola, Compaq, Dell, Qualcomm, Lucent Technologies. Конкурентом Bluetooth являлся инфракрасный интерфейс IrDA, который мог работать только в прямой видимости на небольших расстояниях.
Bluetooth разрабатывался с использованием решений, аналогичных микросотовым сетям (DECT), и позволяет строить беспроводные локальные сети. Так как используется радиоканал, устройства могут работать и без прямой видимости. Радиус действия не превышает 10 м, однако протокол позволяет организовать связь двух устройств и на большем расстоянии за счет ретрансляции.
Используемый диапазон 2, 4 ГГц позволяет сделать устройство миниатюрным и с малым энергопотреблением. По стандарту выходная мощность не должна быть более 0, 1 Вт (при этом номинальная лимитирована 1 мВт), что позволяет использовать Bluetooth в мобильных устройствах с ограниченными ресурсами питания. При такой частоте может быть использована антенна небольших размеров. Это обстоятельство позволяет без труда поместить антенну внутри корпуса сотового телефона.
Скоростные характеристики Bluetooth — до 3, 0 Мбит/с. Если в зону действия Bluetooth устройства попадает другое аналогичное устройство, автоматически создается Personal Area Network (PAN, пикосеть), которая может включить до восьми устройств. Внутри каждой пикосети выделяется мастер-устройство, которое координирует трафик и управляет остальными устройствами. При необходимости (если число Bluetooth устройств превысит 8) организуется дополнительная пикосеть.
Для уменьшения проблем взаимодействия устройств между собой как в пределах одной пикосети, так и между пикосетями, используется технология Frequency Hopping (FHS), позволяющая переключаться на разные частоты до 1600 раз в секунду по псевдослучайному алгоритму, практически мгновенно уходя с частоты, на которой уровень помех стал недопустимо высок. Всего используется 79 частотных каналов в диапазоне 2, 4 ГГц, которые используются в режиме разделения времени (TDD, Time-Division Duplex). Помехи в этом диапазоне обусловлены отсутствием лицензирования диапазона, что привело к переизбытку устройств, использующих его, в частности адаптерами беспроводных сетей типа 802.11 и 802.11b.
Быстрая смена частот вкупе с встроенным кодированием трафика повышают защищенность сети от несанкционированного доступа и кражи информации. Защита информации в Bluetooth имеет три уровня: первый не использует защиту, второй использует аутентификацию с запретом доступа к радиосети чужих устройств, третий использует кодирование трафика по 128-битным случайным числам, для каждой пары устройств в радиосети. Каждые 1, 28 секунды возможно подключение к радиосети новых устройств. Все Bluetooth-устройства имеют уникальный 48-битный адрес, аналогичный MAC-адресу сетевой карты.
Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика