Bluetooth

Bluetooth ir maza darbības rādiusa bezvadu datortīklu standarts. Šī tehnoloģija piedāvā iespēju apmainīties ar informāciju, savienojoties ar dažādām ierīcēm: mobilajiem tālruņiem, datoriem u.c. Bluetooth ļauj šīm ierīcēm savienoties vienai ar otru, kad tās atrodas rādiusā līdz 10—100 metriem viena no otras (attālums ir atkarīgs no šķēršļiem un traucējumiem), pat dažādās telpās.

Rašanās un attīstības vēsture

Bluetooth specificēšana tika izstrādāta ar grupu Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG) , kura tika nodibināta 1998. gadā. Tajā piedalījās Ericsson, IBM, Intel, Toshiba un Nokia. Vēlāk grupā iestājās arī daudzas citas kompānijas, ieskaitot Microsoft, Lenovo un Motorola. Pēc tam Bluetooth SIG un IEEE parakstīja vienošanos, uz kura bāzes Bluetooth specificēšana kļuva ar IEEE 802.15.1 standarta daļu (publicēšanas datums — 2002. gada 14. jūnijā).

Darbības princips

Bluetooth radiosakari notiek ISM-diapazonā, kurš tiek izmantots dažādās sadzīves iekārtās un bezvadu tīklos (diapazons, kas ir brīvs no licencēšanas, 2,4—2,48 Ghz). Signāla spektrs tiek veidots, izmantojot FHSS metodi (Frequency Hopping Spread Spectrum — darba frekvences nejauša pārbūve). FHSS metodei ir vienkārša realizācijā, tā nodrošina noturību un aprīkojums nav dārgs.

Saskaņā ar FHSS algoritmu, Bluetooth nesēja signāla frekvence lēcienveidīgi mainās 1600 reizes sekundē (vispār ir 79 darba frekvences, bet Japānā, Francijā un Spānijā svītra šaurāka — 23 frekvences kanālā). Pārslēgšanas secība starp frekvencēm katram savienojumam veidojas nejauša un zināma tikai raidītājam un uztvērējam, kas katras 625 ms (viens laiku slots) sinhroni pārkārtojas no viena nesēja frekvences uz citu. Tādējādi, ja blakus strādā daži pāri uztvērēju un raidītāju, tad tie netraucē viens otram. Šis algoritms ir konfidenciāli nododamās informācijas aizsardzības sistēmas sastāvdaļa: pāreja notiek pa nejaušu algoritmu un noteikta atsevišķi katram savienojumam. Kad notiek ciparu datu un audiosignāla (64 Kbit/s abos virzienos) pārraides, tiek izmantotas atšķirīgas kodēšanas shēmas: audiosignāls neatkārtojas, bet ciparu dati informācijas pakas nozaudēšanas gadījumā tiks nodoti atkārtoti. Bez kodēšanas, kas ir noturīga pret traucējumiem, tas nodrošina datu pārraidi ar ātrumiem 723,2 Kbit/s ar apgriezto kanālu 57,6 Kbit/s, vai 433,9 Kbit/s abos virzienos.

Specifikācijas

1.0 (1998) un 1.0b versiju ierīcēm bija slikta savienojamība starp atšķirīgu ražotāju produktiem. 1.0 un 1.0b bija obligāta saiknes ierīces (Bd_addr) uzstādīšanas etapā adreses pārraide, kas padarīja par neiespējamu savienojuma anonīma realizāciju protokoliskā līmenī un bija to galvenais trūkums.

Bluetooth 1.1 tika izlabots liels kļūdu daudzums, kas tika atrastas 1.0b versijā, tika pievienots atbalsts nešifrētajiem kanāliem, pieņemama signāla jaudas līmeņa indikācija (RSSI). Versijā 1.2 tika pielikta darba frekvences (AFH) adaptīvas pārbūves tehnoloģija, kas uzlaboja pretestību pret elektromagnēta interferences traucējumiem iznēsāto frekvences izmantošanas ceļā pārbūves secībā. Tāpat palielinājās pārraides ātrums un tika pievienota ESCO tehnoloģija, kas uzlaboja balss pārraides kvalitāti bojāto paku atkārtojuma ceļā. HCI tika pievienots trīs vadu universālā asinhronā raiduztvērēja saskarnes atbalsts.

Bluetooth versijas 2.0 (2004) ir pilnībā savienojamas ar 1.x versijām. Par galveno jaunievedumu kļuva EDR (Enhanced Data Rate) atbalsts, kas ļāva paaugstināt pārraides ātrumu līdz 2,1 Mbit/s.

Bluetooth versijai 2.1 (2007) tika pievienota ierīces raksturojumu paplašināta pieprasījuma tehnoloģija, Sniff Subrating energotaupošā tehnoloģija, kas ļāva palielināt akumulatora ierīces kalpošanu no viena uzlādēšanas līdz nākamai par 3—10 reizēm. Bez tam atjaunota specificēšana būtiski vienkāršoja un paātrināja savienojuma izveidi starp divām ierīcēm, ļauj ražot šifrēšanas atslēgas atjaunošanu bez savienojuma plīsuma, kā arī padarīja norādītos savienojumus aizsargātākus, pateicoties tuvā lauka sakaru (NFC) tehnoloģijai.

Bluetooth profili

Zemāk norādīti profili ir noteikti un kuriem piekrita Bluetooth SIG izstrādāšanas grupa:

Advanced Audio Distribution Profile (A2DP): A2dp ir izstrādāts divkanālu audiostraumes stereo pārraidei, piemēram mūzikas, pie bezvadu garnitūras vai jebkādas citas ierīces.
Audio / Video Remote Control Profile (AVRCP): Šis profils ir izstrādāts pārvaldei ar standarta televizoru funkcijām, Hi-fi aprīkojuma utt. Tas ļauj radīt ierīces ar tālvadības funkcijām. Var tikt izmantots saišķī ar A2dp vai VDPT profiliem.
Basic Imaging Profile (BIP): Profils ir izstrādāts attēlu pārsūtīšanai starp ierīcēm un iekļauj attēla izmēra izmaiņu iespēju un konvertēšanu pieņemošās ierīces atbalstāmajā formātā.
Basic Printing Profile (BPP): Profils ļauj pārsūtīt tekstu, e-pastus, vcard un citus elementus uz printeri. Profils nepieprasa no printera specifiskus draiverus, kas izdevīgi atšķir viņu no HCRP.
Common ISDN Access Profile (CIP): Profils, lai ierīces piekļūtu pie ISDN.
Cordless Telephony Profile (CTP): Bezvadu telefonijas profils.
Device ID Profile (DID): Profils ļauj identificēt ierīces klasi, ražotāju, produkta versiju.
Dial-up Networking Profile (DUN): Protokols dod iespēju piekļūt pie interneta vai cita telefona servisa caur Bluetooth. Bāzējas uz SPP, sevī ietver PPP un AT komandas, noteikti ETSI 07.07 specificēšanā
Fax Profile (FAX): Profils dod iespēju izmantot interfeisu starp mobilu vai stacionāru telefonu un datoru, kam ir uzstādīts programmas nodrošinājums faksiem. Atbalsta ITU T.31 un/vai ITU T.32 AT komandu salikumu. Balss zvans vai datu pārraide ar profilu nav atbalstīta.
File Transfer Profile (FTP_profile): Profils dod iespēju piekļūt pie failu ierīces sistēmas. Iekļauj FTP komandu standarta salikumu, kas ļauj saņemt direktoriju sarakstu, direktoriju izmaiņas, saņemt, nodot un noraidīt failus. Pārraidīšanas kvalitātei tiek izmantots OBEX, bāzējas uz GOEP.
General Audio / Video Distribution Profile (GAVDP): Profils ir bāze A2dp un VDP.
Generic Access Profile (GAP): Profils ir visu pārējo profilu bāze.
Generic Object Exchange Profile (GOEP): Profils ir bāze datu pārraides citiem profiliem, bāzējas uz OBEX.
Hard Copy Cable Replacement Profile (HCRP): Profils dod iespēju organizēt vienkāršu alternatīvu kabeļu savienojumu starp ierīci un printeri. Profila mīnuss ir tas, ka printerim ir nepieciešami specifiskie draiveri, kas padara profilu par neuniversālu.
Hands-Free Profile (HFP): Profils tiek izmantots bezvadu garnitūras un telefona savienojumam, nodod monoskaņu vienā kanālā.
Human Interface Device Profile (HID): Nodrošina ierīču atbalstu ar HID (Human Interface Device), piemēram: peles, klaviatūras utt. Izmanto lēnu kanālu, strādā ar pazeminātu jaudu.
Headset Profile (HSP): Profils tiek izmantots bezvadu garnitūras un telefona savienojumam. Atbalsta AT GSM 07.07 specificēšanas komandu, minimālu salikumu iespējas veikt zvanus, atbildēt uz zvaniem, pabeigt zvanu, noskaņot skaļumu nodrošinājumam.
Intercom Profile (ICP): Dod iespēju izmantot balss zvanus starp Bluetooth savienojumu ierīcēm.
LAN Access Profile (LAP): LAP nodrošina piekļūšanas iespēju Bluetooth ierīcēm pie aprēķināšanas LAN tīkliem, WAN vai Internet ar citas Bluetooth ierīces palīdzību, kam ir fiziska pieslēgšanās pie šiem tīkliem.
Object Push Profile (OPP): Bāzisks profils objektu pārsūtīšanai, tādi kā attēli, virtuālas vizītkartes utt.
Personal Area Networking Profile (PAN): Profils ļauj izmantot Bluetooth Network Encapsulation protokolu transporta kvalitātē caur Bluetooth savienojumu.
Phone Book Access Profile (PBAP): Profils ļauj apmainīties ar telefona grāmatu ierakstiem starp ierīcēm.
Serial Port Profile (SPP): Profils bāzējas uz ETSI Ts07.10 specificēšanas un izmanto RFCOMM protokolu. Profilu emulē secīga porti, piešķirot standarta Rs-232 aizstāšanas iespēju ar bezvadu savienojumu. Ir bāzisks DUN profiliem, FAX, HSP un AVRCP.
Service Discovery Application Profile (SDAP): Profils tiek izmantots informācijas piešķiršanai par profiliem, ko izmanto ierīce-serveris.
SIM Access Profile (SAP, SIM): Profils dod iespēju piekļūt pie telefona sim kartes, kas ļauj izmantot vienu sim karti dažām ierīcēm.
Synchronisation Profile (SYNCH): Profils ļauj sinhronizēt personiskus datus (PIM).
Video Distribution Profile (VDP): Profils ļauj nodot straumju video. Atbalsta H.263, Mpeg-4 Visual Simple Profile standartus.
Wireless Application Protocol Bearer (WAPB): Protokols P-TO-P (Point-to-point) savienojuma organizācijai caur Bluetooth.