Порт Bluetooth

Технология Bluetooth первоначально разрабатывалась, начиная с 1994 года, шведской компанией Erіcsson как альтернатива кабельному подключению устройств к мобильным телефонам. Технология названа по прозвищу датского короля Харальда – Синезубый (Bluetooth). Этот король объединил в X веке под своей властью племена Дании, Норвегии и Швеции. Сети Bluetooth подобным же образом должны обеспечить связь между компьютерами, периферийными устройствами, мобильными телефонами и другими устройствами разных моделей и производителей. В 1998 году была основана Группа специальных интересов Bluetooth – Bluetooth SIG (Bluetooth Special Interest Group) в которую в настоящее время входят на компании-учредители Agere (бывшая Lucent), Erіcsson, ІBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokіa и Toshiba, а также тысячи организаций, предприятий и учреждений – производителей, программистов и потребителей.

Последней в настоящее время спецификацией Bluetooth является Bluetooth 3.0, принятая в 2009 г.

Для обмена данными в Bluetooth используется метод передачи шумоподобного сигнала со скачкообразным переключением частот FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum).

В методе FHSS вся отведенная для передачи полоса частот (2400-2483,5 МГц), делится на 79 подканалов, каждый из которых имеет ширину 1 МГц и временные сегменты продолжительностью 625 мкс. За секунду может происходить до 1600 частотных скачков. Такой метод обеспечивает конфиденциальность (за счет случайности переключений частот) и помехоустойчивость передачи. Помехоустойчивость обеспечивается тем, что если на какому-нибудь подканале переданный пакет не был принят, то приемник сообщает об этом и передача пакета повторяется на одному из следующих подканалов на другой частоте.

Физическим каналом в сети Bluetooth называется канал с единой псевдослучайной последовательностью скачков частот, единой временной синхронизацией и едиными кодами доступа.

Два ли более устройств, использующих один и тот же физический канал, образуют пикосеть (pіconet). Одно из устройств в пикосети работает как «хозяин» (master), а другие – как «слуги» (slaves). В одной пикосети может быть до семи активных устройств-«слуг», при этом другие подчиненные устройства сети находятся в состоянии «парковки» (parking), оставаясь синхронизированными с основным устройством. Пикосети с общими устройствами образуют распределенную сеть (scatter net). Устройство-«хозяин» одной пикосети в распределенной сети может быть подчиненным в другой пикосети.

В пикосети определены четыре типа каналов. Два из них (базовый канал и адаптированный канал) используются для передачи данных, третий (канал сканирования опросов) и четвертый (канал страничного опроса) используются соответственно для обнаружения устройств и связи между устройствами.

Между «хозяином» и «слугами» в пикосети могут быть установлены двухточечные логические каналы – как синхронные (обычно для передачи видео или звука), так и асинхронные (обычно для передачи файлов). Оба этих канала работают в контактном режиме, т.е. с предварительным установлением соединения. Кроме того, «хозяин» может связываться со «слугами» (как активными, так и в состоянии «парковки») в широковещательном режиме.

Установка соединения между устройствами, которые находятся в границах достижимости, производится автоматически. Как только устройство Bluetooth включается, начинает выполняться поиск других устройств.

Если устройство Bluetooth соединилось с другим устройством, то устройства договариваются между собою об используемом диапазоне частот, размеры страниц, количестве и порядка скачков, и других физических параметрах соединения.

После этого подключенное устройство выясняет имена всех доступных устройств (каждое устройство имеет свой уникальный адрес, присвоенный изготовителем), а затем определяет прикладные сервисы, предоставляемые другими устройствами.

Максимальное расстояние между приемопередатчиками в спецификации 3.0 не определено, но определены три класса устройств. В спецификациях устройств Bluetooth указывается, что устройства класса 3 обеспечивают дальность действия до 1 м, устройства класса 2 – до 10 м, а устройства класса 1 – до 100 м. Из-за слишком малого расстояния устройства Bluetooth класса 3 в настоящее время не производятся.

Скорость передачи данных в Bluetooth равна 1 или 3 Мбит/с. В версии 3.0 определена также скорость 24 Мбит/с.

Для связи устройств в Bluetooth используются адаптеры. В настольных компьютерах встроенные в материнскую плату адаптеры в настоящее время не выпускаются, а используются только внешние адаптеры. На одном конце внешнего адаптера находится блок приемопередатчика (с внутренней или наружной антенной), а на другом – разъем USB.

Адаптер Bluetooth класса 1 приведен на рис.?????а, адаптер Bluetooth класса 2 – на рис.?????б.

Рис.?????. Внешние адаптеры Bluetooth: а) класса 1; б) класса 2

Так же, как и для IrDA, можно реализовать сеть Bluetooth, объединяющую компьютеры и периферийные устройства (клавиатура, мышь, цифровая фотокамера, принтер, мобильный телефон), которые находятся в прямой видимости друг от друга.