На відміну від технології інфрачервоного зв'язку IrDA (Infrared Direct Access), що працює за принципом "точка-точка" в зоні прямої видимості, технологія Bluetooth розроблялася для роботи, як за принципом "точка-точка", так і в якості многоточечного радіоканалу, керованого багаторівневим протоколом, схожим на протокол мобільного зв'язку GSM.
Bluetooth стала конкурентом таким технологіям, як IEEE 802.11, HomeRF і IrDA, хоча остання і не призначена для побудови локальних мереж, але є найпоширенішою технологією бездротового з'єднання комп'ютерів і периферійних пристроїв.
Основне призначення Bluetooth - забезпечення економічної (з точки зору споживаного харчування) і дешевої радіозв'язку між різними типами електронних пристроїв, причому чимале значення надається компактності електронних компонентів, що дає можливість застосовувати Bluetooth в малогабаритних пристроях розміром з наручний годинник.
Віддаючи належне простоті і витонченості цієї технології, багато фахівців вважають, що Bluetooth не має конкурентів в області створення невеликих локальних мереж і безпровідного об'єднання пристроїв в межах будинку, офісу або, наприклад, в автомобілі.
Загальне уявлення про стандарт
Історія розвитку стандарту
Технологія Bluetooth спеціально розроблена для забезпечення дешевою, стійкої, ефективної, високоємкої зв'язку, для роботи з голосом і передачі даних, з наступними характеристиками:
1.Скорость передачі / прийому 1 Мбіт / с, при використанні каналу з максимально можливою шириною смуги.
2.Бистрие перемикання частоти, щоб уникнути інтерференції.
3.Адаптівная вихідна потужність для мінімізації перешкод.
4.Короткіе пакети даних для мінімізації потужності під час перешкод.
5.Бистрое упізнання (підтвердження).
6.CVSD (Continuous Variable Slope Delta Modulation) голосове кодування, яке дає можливість роботи з високими частотами помилок по бітам.
7.Гібкіе типи пакетів, які підтримують широкий спектр додатків.
8.Ненапряженний. підтримує недорогу інтеграцію окремих елементарних сигналів.
9.Інтерфейс передачі / прийому, спеціально пристосований для мінімізації енергоспоживання.
Ці властивості дають технології Bluetooth можливість забезпечувати надзвичайно гнучкий зв'язок з високими швидкостями передачі даних навіть при наявності серйозних перешкод. При свідомо хорошому прийомі в сприятливих умовах передачі сигналу, в міру посилення перешкод, падіння якості сигналу буде залишатися мінімальним і поступовим, що дає можливість збереження стабільного зв'язку.
Bluetooth має RF (Radio Frequency) специфікації для передачі голосу і даних на короткі відстані. Пристрій Bluetooth може передавати сигнал через тверді неметалічні об'єкти. Його номінальний діапазон становить від 10 см до 10 м, але може бути розширений до 100 метрів шляхом збільшення потужності переданого сигналу (докладніше див. Нижче). Цей ефект заснований на радіозв'язку в короткому діапазоні, він полегшує створення спеціальних з'єднань для стаціонарного та мобільного комунікаційного оточення.
Інтерфейс Bluetooth дозволяє передавати як голос (зі швидкістю 64 Кбіт / сек), так і дані. Для передачі даних можуть бути використані асиметричний (721 Кбіт / сек в одному напрямку і 57,6 Кбіт / сек в іншому) і симетричний методи (432,6 Кбіт / сек в обох напрямках). Що працює на частоті 2.4 ГГц приймач, яким є Bluetooth-чіп, дозволяє в залежності від ступеня потужності встановлювати зв'язок в межах 10 або 100 метрів. Різниця в відстані, безумовно, велика, однак з'єднання в межах 10 м дозволяє зберегти низьке енергоспоживання, компактний розмір і досить невисоку вартість компонентів. Так, малопотужний передавач споживає всього 0.3 мА в режимі standby і в середньому 30 мА при обміні інформацією.
Bluetooth працює за принципом FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum). Коротенько це можна пояснити так: передавач розбиває дані на пакети і передає їх по псевдовипадковому алгоритму стрибкоподібної перебудови частоти (1600 разів в секунду), або шаблоном (pattern), складеним з 79 подчастот. "Зрозуміти" один одного можуть тільки ті пристрої, які налаштовані на один і той же шаблон передачі - для сторонніх приладів передана інформація буде звичайним шумом.
Технологія Bluetooth спочатку була призначена для роботи в шумному радіочастотний оточенні. Радіомодулі Bluetooth уникають перешкод від інших сигналів шляхом перескоку на нову частоту після надсилання або отримання пакету. У порівнянні з іншими системами, що працюють на тій же самій смузі частот, Bluetooth зазвичай стрибає швидше і використовує більш короткі пакети. Це дозволяє позбутися від впливу мікрохвильових печей і інших джерел електромагнітних полів. Використання Forward Error Correction (FEC) обмежує вплив випадкового шуму при зв'язку на великі відстані. Протокол узкополосной передачі Bluetooth є комбінацією принципів комутації каналів і пакетної комутації. Тайм-слоти можуть бути зарезервовані для синхронних пакетів. Частотний стрибок проводиться для кожного переданого пакета.
Номінально пакет покриває одиничний тайм-слот, але може бути розширений для покриття до п'яти слотів. Bluetooth може підтримувати асинхронні канали даних, до трьох синхронних голосових каналів одночасно або канал, який одночасно підтримує асинхронну передачу даних і синхронну голосовий зв'язок.
Як працює Bluetooth
Технологія використовує невеликі приймачі малого радіусу дії, або безпосередньо вбудовані в пристрій, або що підключаються через вільний порт або PC-карту. Адаптери працюють в радіусі 10 метрів і, на відміну від IrDA, не обов'язково в зоні прямої видимості, тобто, між сполучаються пристроями можуть бути різні перешкоди, або стіни.
Bluetooth працює на Не ліцензована в усьому світі частоті 2.45 Ггц (смуга промислового, наукового та медичного застосування ISM - Industry, Science, Medicine), що дозволяє вільно використовувати пристрої Bluetooth у всьому світі. Радіоканал забезпечує швидкість 721Кбіт / с і передачу 3 голосових каналів. Технологія використовує FHSS - стрибкоподібну перебудову частоти (1600 стрибків / с) з розширенням спектра. При роботі передавач переходить з однієї робочої частоти на іншу по псевдовипадковому алгоритму. Для полнодуплексной передачі використовується дуплексний режим з тимчасовим разделени / ем (TDD). Підтримується ізохронна і асинхронна передача даних і забезпечується проста інтеграція з TCP / IP. Тимчасові інтервали (Time Slots) розгортаються для синхронних пакетів, кожен з яких передається на своїй частоті радіосигналу.