Обзор технологии Bluetooth

🕛 19.02.2008, 13:41

О летающих данных

Данная статья представляет собой продолжение цикла обсуждений технологий беспроводной связи. В первой части цикла мы поговорили о многих вещах, присущих инфракрасной связи, разработанной международным некоммерческим объединением IrDA. В этой же, второй части цикла займемся обсуждением другой Wireless-технологии - Bluetooth.

Дословно "bluetooth" переводиться на русский как "Синий зуб". Это название взято не с потолка, и растет своими корнями из истории Скандинавии. В те далекие времена в этой стране правил принц Харальд, прославившийся успешным объединением Дании и Норвегии. Предназначение Bluetooth сходно с миссией принца Харальда, а именно несет в себе цель объединения любой техники по радиоканалу. Данный беспроводной интерфейс призван навсегда помочь забыть нам о том, что такое провода. Посмотрим, как создателям интерфейса удастся осуществить эту задачу.

Пикосети

Устройства, образующие между собой Bluetooth-соединение, образуют сеть, называемую пикосетью (piconet). В ней одно устройство является главным (master), а другое - подчиненным (slave). К одному master-устройству может быть подключено несколько slave-устройств. Пикосети могут объединяться, образуя скеттерсеть (scatternet). В этом случае соединяются два главных устройства, одно из которых становиться главным/подчиненным.

Топологии пикосетей
Принцип действия интерфейса Bluetooth

Интерфейс Bluetooth состоит из трех частей: приемо-передатчик, контроллер связи и управляющее устройство, осуществляющее связь с терминалом. Терминалом может быть любой прибор, будь то мобильный телефон, КПК или ноутбук. Приемо-передатчик и контроллер связи, как правило, выполнены на отдельных микросхемах, а вот функции управляющего устройства может выполнять и процессор теримнала при достаточной собственной мощности. Схема проста в реализации как в аппаратном, так и в программном направлении, что сказывается на популярности интерфейса Bluetooth.

Блок-схема организации Bluetooth-связи
Версии и их характеристики

Самая первая версия интерфейса, Bluetooth 1.0, не была, вообщем-то, стандартизована, поэтому устройства, поддерживающие данный интерфейс, не всегда могли беспрепятственно «состыковаться».

Следующая версия, v1.1, несла в себе исправления многих ошибок предшественницы, а также была способна на передачу информации по нешифрованным каналам и индикацию уровня мощности сигнала.

Bluetooth 1.2 появился в первой половине 2003 года и обеспечивает скорость передачи информации со скоростью 2-3 мб/c.

В Bluetooth 2.0 скорость должна подпрыгнуть до планки в 4, 8, или 12 (в зависимости от различных фактором и параметров соединения) мб/с.
Протоколы Bluetooth

Bluetooth, как я уже сказал, призван объединить все находящиеся поблизости устройства в беспроводную локальную сеть. Устройства, как мы знаем, бывают разными. Следовательно, характер передаваемых ими данными тоже будет неоднороден. Согласно этому разработчики беспроводного стандарта создали для Bluetooth большое количество протоколов. В одной из своих прошлых статей я сказал про "Синий зуб" только эти слова. Здесь же назовем каждый из этих протоколов и поговорим о его предназначении.

Basehand (Базовая полоса). Осуществляет физическое соединение между двумя и более устройствами. Возможны два типа соединения: SCO (синхронное) и ACL (асинхронное). По SCO можно передавать данные, или данные с аудиопотоком, например, голосом. По ACL передается только аудиопоток.

LMP (Link Manager Protocol, Протокол диспетчера подключений). Контролирует такие стороны подключения устройств между собой, как аутентификация, шифрование, генерирование ключей шифрования и соединения, а также обмен этими ключами и их проверка. Помимо этого протокол диспетчера подключений управляет режимом питания и исполнительными циклами устройств Bluetooth, а также осуществляет мониторинг состояния этих устройств в пикосети.

L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol, Протокол управления логическим подключением и адаптацией). Занимается адаптацией протоколов верхнего уровня над базовой полосой.

SDP (Service Discovery Protocol, Протокол обнаружения услуг). Позволяет получить сведения о устройстве Bluetooth, его услугах и информацию, связанную с этими услугами.

RFCOMM (Протокол, заменяющий кабель). Эмулирует последовательную линию, или, иначе говоря, осуществляет своими действиями функционирование виртуального COM-порта. При применении протокола осуществляется эмуляция линий управления и линий данных протокола RS-232, согласно которому строиться функционирование COM-порта. RFCOMM обеспечивает транспортировку информации, которую требует выполнение услуг верхнего уровня, использующих при своей работе последовательную линию.

TCS BIN (TCS Binary, Контроль телефонии). Иными словами, двоичных протокол управления телефонией. Выполняет контроль сигнализации вызова для установления речевого вызова и вызова данных между устройствами Bluetooth.

Управление телефонией - команды AT. Протокол определяет набор AT-команд, позволяющий использовать мобильный телефон или модем в режиме мультииспользования.

Существуют также заимствованные протоколы. Перечислим их:

PPP (Point-to-Point Protocol, «Точка-точка»). Служит для передачи IP-пакетов с уровня PPP на уровень локальных сетей.

TCP/UDP/IP. Применяется для обмена данными (в качестве моста) между протоколом TCP/IP и Bluetooth. В качестве моста могут быть использованы любые электронные устройства, будь то телефон или наушники, поддерживающие технологию Bluetooth.

IrOBEX (Infrared Object Exchange Protocol). Разработан ассоциацией IrDA для поэтапного обмена объектами и обеспечивает функциональность, сходную с протоколом HTTP. IrOBEX определяет модель для представления объектов и операций, а также формирует оглавление папок, необходимое для просмотра содержимого памяти удаленных устройств. По данному протоколу, к примеру, возможна передача данных типов vCard, vCalendar, vMessage и vNote. Обмен визитками, календарной информацией, сообщениями и заметками соответственно. Также IrOBEX осуществляет транспортировку журнальных файлов, необходимых для функционирование отдельных видов устройств.

WAP (Wireless Application Protocol, Протокол беспроводных приложений). Разработан Форумом WAP и призван обеспечить возможность загрузки информации из сети Интернет на мобильные телефоны и подобные электронные устройства.