Технология Bluetooth

Прежде всего, пару слов о том, как появилось такое странное название - Bluetooth (в переводе с английского - "Голубой зуб"). Родина стандарта - Скандинавия, ведь фактически он является дальнейшими развитием работ шведской компании Ericsson по созданию систем беспроводной связи для радиотелефонов, проводимых ею с 1994 года в рамках проекта MC Link. Согласно первоначальному замыслу, новый стандарт должен был объединить в единую сеть радиотелефон и его аксессуары (например телефонную гарнитуру) без помощи проводов. Видимо, поэтому у его создателей и родилась мысль назвать его в честь легендарного скандинавского короля-викинга Гарольда, сумевшего объединить в X веке Данию и Норвегию в единое государство. Используя историческую аналогию с королем Гарольдом, имевшим в миру прозвище Harald Blaatand ("Голубой зуб", по другой версии, Harald Bietand - "Голубая челюсть"), разработчики стандарта-объединителя решили назвать его в честь знаменитого варяга. А поскольку в англоязычной транскрипции "Голубой зуб" звучит как Bluetooth, это имя в конце концов и закрепилось за новым стандартом.

В ходе работ над "Голубым зубом" инженерам Ericsson стало ясно, что для значительного снижения стоимости аппаратуры им необходимо привлечь к работе над ним как можно более широкий круг участников.

И они весьма в этом преуспели, так как вскоре к проекту Bluetooth присоединились такие гиганты, как IBM, Intel, Toshiba и Nokia, совместно с Ericsson в мае 1998 года создавшие специальную рабочую группу Bluetooth SIG Inс. (Bluetooth Special Interest Group Inc.) с целью популяризации стандарта и привлечения к нему новых участников. Так как потенциал этой разработки оказался намного большим, чем предусматривалось первоначально поставленной задачей (связать сотовый телефон с компьютерами, органайзерами и их периферией), к многообещающему проекту примкнули Motorola, Compaq, Dell, Luсent Technologies, Philips и еще свыше 2500 менее знаменитых и титулованных. И теперь их общая цель - разработка спецификации стандарта Bluetooth для построения на его основе локальных беспроводных цифровых сетей.

Успеху Bluetooth SIG способствовали несколько важных моментов.

Во-первых, возможность создания очень простых и удобных в пользовании аппаратов с интерфейсом, стоимость которого при широком внедрении не будет превышать $5 (сейчас - порядка $20-30).

Во-вторых, простота объединения (Plug & Play) в одну общую систему самых разнообразных устройств: от компьютеров и сотовых телефонов до домашней AV-электроники, а в перспективе - и электробытовой техники со встроенным интерфейсом Bluetooth.

В-третьих, стандарт обеспечивает автоматическую переконфигурацию сети при подключении к ней новых устройств, а также легкость объединения нескольких локальных сетей (Piconet) в сеть более высокого уровня (Scatternet).

Наконец, что немаловажно, стандарт Bluetooth является открытым, и любой желающий производить аппаратуру с интерфейсом этого формата может бесплатно вступить в Bluetooth SIG и получить его техническую спецификацию. О том, как это сделать, читайте на официальном сайте в Интернете по адресу: http://www.bluetooth.com.

На сегодняшний день действует версия 1.1 стандарта, согласно которой цифровые устройства со встроенным радиомодемом Bluetooth предназначены для построения сетей беспроводной связи в диапазоне частот 2,4 ГГц. Этот диапазон был выбран потому, что он является открытым. То есть для работы радиосредств на этих частотах не требуется получения специальной лицензии, так как он изначально отводился для аппаратуры промышленного, научного и медицинского применения (так называемый диапазон ISM - Industry, Science, Medicine).

С целью повышения помехоустойчивости сигнала в Bluetooth используется смена частоты несущей по псевдослучайному закону FHSS, которая осуществляется 1600 раз в секунду. С этой же целью в качестве вида модуляции несущей Bluetooth выбрана GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying). Благодаря этому обеспечивается устойчивая связь не только в пределах прямой видимости, но и, например, в соседних помещениях, разделенных радиопрозрачной стенкой. В зависимости от характера использования оконечного устройства предусмотрены два режима передачи данных: в синхронном и асинхронном режимах.

Каждое устройство Bluetooth имеет свой неповторимый 48-битовый сетевой адрес, совместимый со стандартом локальных беспроводных сетей IEEE 802. Привлекательно, что протокол стандарта "Голубого зуба" допускает не только режим работы "точка-точка", при котором между собой общаются только два устройства, но и возможность их эксплуатации в сети по типу "точка-многоточие". В этом случае до 8 рядом расположенных устройств Bluetooth образуют первичную сеть, которую называют piconet. Уникальной особенностью этого формата, отличающей его от других беспроводных технологий, является возможность устройств "Голубого зуба" автоматически соединяться друг с другом, как только они оказываются в зоне действия их радиопередатчиков.

Это подключение происходит через протокол Device discovery, в соответствии с которым работа устройства Bluetooth в незнакомом окружении начинается с того, что оно начинает посылать запросы "братьям по разуму", то есть приборам с таким же типом интерфейса. Если процесс идет нормально, находящиеся в зоне уверенного приема (в радиусе 10 - 30 м) "голубозубые" аппараты посылают новичку свои позывные, и новое устройство получает список (имена) доступных для связи коллег.

Для простоты изложения мы сознательно упускаем из виду такой важный элемент работы сети Bluetooth, как защита от несанкционированного проникновения (Security mode). Скажем лишь, что имеется 3 режима доступа в систему. В первом, Security mode 1, защита сети снята, и все устройства открыты для общения. В режиме Security mode 3 защита максимальна, и новое соединение с любым новичком, не зарегистрированным в сети, не устанавливается.

Беспроводные сети

Несмотря на понятный скепсис сетевых администраторов по поводу приписываемых беспроводным локальным сетям преимуществ, в многочисленных отчетах аналитиков утверждается, что беспроводные технологии в конце концов получили признание индустрии. Тому есть несколько причин, каждая из которых заставляет семь раз отмерить, прежде чем отказаться от беспроводной передачи данных.

Первая и наиболее очевидная причина - весьма существенное увеличение скорости передачи данных. Конечно, эта скорость все же меньше, чем при передаче по проводным соединениям в локальных сетях. Впрочем, последние стандарты беспроводных соединений обеспечивают пропускную способность до 54 Мбит/с, а в будущем должны появиться еще более быстрые системы. Другая, не менее важная, причина состоит в том, что установка беспроводных систем, их сворачивание и обновление выполняются быстро, без утомительной возни с кабелями, распределительными панелями и концентраторами. Такие сети довольно легко модифицировать.

Специалисты The Phillips Group считают, что в 2004 г. оборот рынка беспроводных сетей превысит 1,7 млрд. долл. Эксперты The Cahners In-Stat Group в своих оценках даже более оптимистичны, прогнозируя к 2003 г. оборот этого рынка в 2,2 млрд. долл. Тем не менее индустрии беспроводного доступа предстоит решить еще немало проблем, и одна из важнейших относится к области стандартизации. Дело в том, что за общий частотный диапазон сегодня конкурирует несколько беспроводных технологий.