Технология Bluetooth

Доклад  на тему

 

«Технология Bluetooth»

 

Выполнил:

студент 5 курса

факультета  ИПМ

Дмитриев  С.В

 

1

Название  и логотип

 

Слово Bluetooth — перевод на английский язык датского слова «Blatand» («Синезубый»). Это прозвище носил король Харальд I, правивший в X веке Данией и частью Норвегии и объединивший враждовавшие датские племена в единое королевство. Подразумевается, что Bluetooth делает то же самое с протоколами связи, объединяя их в один универсальный стандарт.

Логотип Bluetooth является сочетанием двух нордических («скандинавских») рун: «хаглаз»    (Hagall) — аналог латинской H и «беркана»    (Berkanan) — латинская B.

 

 

2

Разработка  технологии Bluetooth

 

Разработку  технологии Bluetooth начала компания Ericsson еще в 1994 г. Именно там была сформирована команда специалистов, которая и начала работы. Первоначальной их целью было получение нового радиоинтерфейса с низким уровнем энергопотребления и невысокой стоимостью, который позволил бы устанавливать связь между сотовыми телефонами и беспроводными гарнитурами. Но уже в начале 1998 г. пять крупнейших компаний компьютерного и телекоммуникационного рынка - Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia - объединились для совместной разработки технологии беспроводного соединения мобильных устройств.

Технология  Bluetooth полностью открыта. Любая компания, подписавшая лицензионное соглашение, может войти в состав Bluetooth SIG и начать создавать продукты на ее основе. Чтобы исключить появление несовместимых устройств, разработаны подробные спецификации, включающие детальное описание методов использования нового стандарта и характеристики протоколов передачи данных.

 

 

3

Основные  спецификации BlueTooth

 

Bluetooth 1.0

Устройства версий 1.0 (1998) и 1.0B имели плохую совместимость между продуктами различных производителей. В 1.0 и 1.0B была обязательной передача адреса устройства на этапе установления связи, что делало невозможной реализацию анонимности соединения на протокольном уровне и было основным недостатком данной спецификации.

Bluetooth 2.0 + EDR

Основным нововведением стала  поддержка Enhanced Data Rate (EDR) для ускорения передачи данных. Номинальная скорость EDR около 3 Мбит/с, однако на практике это позволило повысить скорость передачи данных только до 2,1 Мбит/с. Дополнительная производительность достигается с помощью различных радиотехнологий для передачи данных.

Bluetooth 3.0 + HS

Модули с поддержкой новой спецификации соединяют в себе две радиосистемы: первая обеспечивает передачу данных в 3 Мбит/с (стандартная для Bluetooth 2.0) и имеет низкое энергопотребление; вторая совместима со стандартом 802.11 и обеспечивает возможность передачи данных со скоростью до 24 Мбит/с (сравнима со скоростью сетей Wi-Fi).

Bluetooth 4.0

Bluetooth 4.0 включает в себя протоколы: Классический Bluetooth, Высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением. Высокоскоростной Bluetooth основан на Wi-Fi, а Классический Bluetooth состоит из протоколов предыдущих спецификаций Bluetooth.

 

 

 

4

Частоты передачи данных

 

5

 

Поскольку для связи в радиочастотном диапазоне  характерен высокий уровень помех, технология Bluetooth использует быстрый отклик и скачкообразное изменение несущей частоты. Чтобы избежать интерференции с другими источниками сигналов, частота изменяется после каждого приема или передачи одного пакета информации.

Основополагающий  принцип 

построения  систем Bluetooth - метод

расширения  спектра при 

скачкообразном  изменении частоты.

Весь  выделенный для Bluetooth-

радиосвязи  частотный диапазон разбит на N частотных  каналов. Полоса каждого канала - 1 МГц, разнос каналов - от 140 до 175 кГц. Для  кодирования пакетной информации используется частотная манипуляция. Следует  особо отметить, что в качестве частотного диапазона в спецификации Bluetooth выбрана полоса 2,45 ГГц ISM (Industrial-Scientific-Medical), которую можно использовать без дополнительного лицензирования практически во всех странах мира.

 

 

 

 

5

BlueTooth сети

 

Различные Bluetooth-устройства соединяются друг c другом автоматически, стоит им только оказаться в пределах досягаемости. По способу соединения можно выделить сети Piconet и Scatternet.

Piconet - это сеть, содержащая

от двух до восьми устройств,

которые общаются между

 собой  с соблюдением 

протоколов  Bluetooth.

В сети, устройство,

которое обслуживает 

несколько соединений, называется master (главное), а подключенные устройства - slave (управляемые).

В сети Scatternet различные подсети Piconet, входящие в одну Scatternet, должны использовать разные каналы связи, т. е. работать на разных частотах и иметь разные каналы смены частот

 

6

Пример  Piconet

 

7

Установление  соединения

 

8

 

Первое , с чего начинается работа BlueTooth устройства в незнакомом окружении, - поиск других Bluetooth-устройств. Для этого посылается запрос, и ответ на него зависит не только от наличия в радиусе связи активных Bluetooth-устройств, но и от режима, в котором находятся эти устройства. На данном этапе возможны три основных режима.

В первом режиме устройства

всегда  отвечают на все 

полученные  ими запросы.

Второй  режим подразумевает,

 что  устройства могут отвечать 

на запросы  ограниченное

время или  должны отвечать

только  при соблюдении определенных условий. И, наконец, в третьем режиме устройства не отвечают на новые запросы. Но это  еще не все. Даже если удается обнаружить устройство, оно может быть доступным (подключаемым) и недоступным (неподключаемым).

Защита  данных

 

Аутентификация  в сетях BlueTooth базируется на алгоритме запрос-ответ, а для кодирования информации могут использоваться секретные ключи длиной до 64 разрядов.

• В зависимости от выполняемых задач, устройство может находиться в одном из трех режимов защиты:
• • устройство не может самостоятельно инициировать защитные процедуры;
• • устройство не инициирует защитные процедуры, пока не установлено и не настроено соединение. После того как соединение установлено, процедуры защиты обязательны и определяются типом и требованиями используемых служб;
• • защитные процедуры инициируются в процессе установления и настройки соединения. Если удаленное устройство не может пройти требований защиты, то соединение не устанавливается.

 

9

Дальнейшее  развитие Bluetooth

 

 

Появление уже четвертой версии стандарта  Bluetooth убедительно подтверждает популярность технологии. Привлекательность нового релиза заключается не только в высоких скоростях передачи данных, большом радиусе действия и низком потреблении энергии, но и в возможности практически мгновенного установления соединения и отсутствии требований к инфраструктуре. Технология имеет универсальный характер и идеально подходит для соединения различных устройств в единую сеть. Эти достоинства технологии  Bluetooth гарантируют ей дальнейшее развитие и массовое использование при организации локальных беспроводных сетей.

 

10

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! 

 

11

 

1