Технология Bluetooth

       4) SDP должен предоставлять возможности для обнаружения новых служб, которые появились за время работы.

       5) SDP должен предоставлять возможность узнавать, когда служба становится недоступной из-за того, что клиент вышел за пределы связи, или по какой-либо другой причине.

       6) SDP позволяет службам, классам служб и атрибутам служб быть однозначно идентифицированными.

       7) SDP должен позволять одному устройству находить любую службу на любом другом устройстве без обращения к третьему устройству.

       8) SDP должен подходить для использования устройствами с ограниченной функциональностью.

       9) SDP должен позволять увеличивать количество доступной информации о службе. Это означает, что если служба требует подробного и объёмного описания своих возможностей, параметров, ограничений и т. п., то вся эта информация не будет вываливаться на всех, кто просто спросит о доступности службы, а будет предоставлена только тем, кто более пристально заинтересуется именно этой службой.

       10) SDP должен поддерживать использование промежуточных кэширующих агентов для ускорения или повышения эффективности процесса поиска новых служб. Этот пункт не противоречит пункту 7, потому что использование третьего устройства возможно, но не обязательно.

       11) SDP должен быть полностью независим от протоколов более высокого уровня, используемых bluetooth соединением.

       12) SDP должен работать, когда в качестве его транспортного протокола используется L2CAP.

       13) SDP должен позволять находить и использовать службы, которые обеспечивают доступ к другим протоколам обнаружения служб. Это позволяет расширять возможности системы, и использовать службы и устройства которые не имеют bluetooth интерфейса.

       14) SDP должен поддерживать создание и определение новых служб без необходимости централизовано регистрироваться.

       Ещё одним из протоколов, которые используют L2CAP в качестве транспортного является, как видно из приведённой выше схемы, RFCOMM. Этот протокол эмулирует соединение PPP (point-to-point) по серийному порту (RS-232 или EIATIA-232-E, более известным как COM-порты). Через него работает такие службы как, например, LAN Access. Эта служба может работать как эмуляция Direct cable Connection, когда надо обеспечить связь между всего двумя PC, так и использоваться для полноценного входа в уже существующую локальную сеть. Во втором случае используется устройство под названием LAN Access point, через которое компьютер с Bluetooth оказывается подключен к LAN так, как он мог бы подключиться через dial-up соединение.

       TCS – Telephony Control protocol Specification ещё одна служба, использующая L2CAP в качестве транспортного протокола. Эта служба может использоваться центральной домашней или офисной телефонной станцией для переадресовки телефонных звонков. При этом TCS используется только для обслуживания соединения. После того как установлено соединение с нужным телефонным аппаратом (или аппаратами), TCS вызывает Bluetooth voice, и сама речь передаётся с использованием этого синхронного протокола.

       Bluetooth audio. Обычно для передачи аудиоинформации используется специальный протокол, который работает непосредственно с baseband protocol, но для этого с успехом может применяться и L2CAP. L2CAP предоставляет меньше возможностей для передачи аудио информации, чем Bluetooth voice, но этот метод незаменим, когда необходимо, к примеру, обмениваться аудиоинформацией между Bluetooth и не Bluetooth сетями. Кроме этого, данный метод хорош, когда требуется дополнительная защита данных.  

       Таким образом, в Bluetooth используется набор  протоколов, который обеспечивает:

       а) физическое беспроводное соединение между устройствами с образованием небольшой сети, называемой piconet;

       б) установку соединения, во время которой два устройства обмениваются необходимой информацией;

       в) адаптацию протоколов более высокого уровня к передаче по узкополосному каналу. 

       4 Спецификации Bluetooth

       4.1 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 (BD_ADDR) на этапе установления связи, что делало невозможной реализацию анонимности соединения на протокольном уровне и было основным недостатком данной спецификации.

       4.2 Bluetooth 1.1

       В Bluetooth 1.1 было исправлено множество  ошибок, найденных в 1.0B, добавлена поддержка для нешифрованных каналов, индикация уровня мощности принимаемого сигнала (RSSI).

       4.3 Bluetooth 1.2

       В версии 1.2 была добавлена технология адаптивной перестройки рабочей  частоты (AFH), что улучшило сопротивляемость к электромагнитной интерференции (помехам) путём использования разнесённых частот в последовательности перестройки. Также увеличилась скорость передачи и добавилась технология eSCO, которая улучшала качество передачи голоса путём повторения повреждённых пакетов. В HCI добавилась поддержка трёх-проводного интерфейса UART.

       Главные улучшения включают следующее:

• быстрое подключение и обнаружение;
• адаптивная перестройки частоты с расширенным спектром (AFH), которая повышает стойкость к радиопомехам;
• более высокие скорости чем в 1.1 передачи данных, практически до 721 кбит/сек;
• расширенные Синхронные Подключения (eSCO), которые улучшают качество передачи голоса в аудиопотоке, позволяя повторную передачу повреждённых пакетов, и при необходимости могут увеличить задержку аудио, чтобы оказать лучшую поддержку для параллельной передачи данных;
• в Host Controller Interface (HCI) добавлена поддержка трёх-проводного интерфейса UART;
• утверждён как стандарт IEEE Standard 802.15.1-2005. Введены режимы управления потоком данных (Flow Control) и повторной передачи (Retransmission Modes) для L2CAP.

       4.4 Bluetooth 2.0 + EDR

       Bluetooth версии 2.0 был выпущен 10 ноября 2004 г. Имеет обратную совместимость с предыдущими версиями 1.x. Основным нововведением стала поддержка EDR (Enhanced Data Rate) 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 радио технологий для передачи данных.

       Стандартная (или Базовая) скорость передачи данных использует Гауссово Кодирование со сдвигом частот (GFSK) модуляцию радиосигнала, при скорости передачи в 1 Мбит/с. EDR использует сочетание GFSK и PSK-модуляцию с двумя вариантами, π/4-DQPSK и 8DPSK. Они имеют большие скорости передачи данных по воздуху 2- и 3 Mбит/с соответственно.

       Bluetooth SIG издала спецификацию как "Технология Bluetooth 2.0 + EDR", которая подразумевает, что EDR является дополнительной функцией. Кроме EDR есть и другие незначительные усовершенствования к 2.0 спецификации, и продукты могут соответствовать "Технологии Bluetooth 2.0", не поддерживая более высокую скорость передачи данных.

       Согласно 2.0 + EDR спецификации, EDR обеспечивает следующие  преимущества:

• увеличение скорости передачи в 3 раза (2.1 Мбит/с) в некоторых случаях;
• уменьшение сложности нескольких одновременных подключений из-за дополнительной полосы пропускания;
• более низкое потребление энергии благодаря уменьшению нагрузки.

       4.5 Bluetooth 2.1

       2007 год. Добавлена технология расширенного  запроса характеристик устройства (для дополнительной фильтрации  списка при сопряжении), энергосберегающая  технология Sniff Subrating, которая позволяет увеличить продолжительность работы устройства от одного заряда аккумулятора в 3-10 раз. Кроме того, обновлённая спецификация существенно упрощает и ускоряет установление связи между двумя устройствами, позволяет производить обновление ключа шифрования без разрыва соединения, а также делает указанные соединения более защищёнными, благодаря использованию технологии Near Field Communication.

       4.6 Bluetooth 2.1 + EDR

       В августе 2008 года Bluetooth SIG представил версию 2.1+EDR. Новая редакция Bluetooth снижает  потребление энергии в 5 раз, повышает уровень защиты данных и облегчает  распознавание и соединение bluetooth-устройств благодаря уменьшению количества шагов за которые оно выполняется.

       4.7 Bluetooth 3.0 + HS

       3.0 + HS спецификация была принята Bluetooth SIG 21 апреля 2009 года. Она поддерживает теоретическую скорость передачи данных до 24 Мбит/с. Её основной особенностью является добавление AMP (Асимметричная Мультипроцессорная Обработка) (альтернативно MAC/PHY), дополнение к 802.11 как высокоскоростное сообщение. Две технологии были предусмотрены для AMP: 802.11 и UWB, но UWB отсутствует в спецификации.

       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). Выбор радиосистемы для передачи данных зависит от размера передаваемого файла. Небольшие файлы передаются по медленному каналу, а большие – по высокоскоростному. Bluetooth 3.0 использует более общий стандарт 802.11 (без суффикса), то есть не совместим с такими спецификациями Wi-Fi, как 802.11b/g или 802.11n.

       4.8 Bluetooth 4.0

       В декабре 2009 года Bluetooth SIG анонсировала стандарт Bluetooth 4.0. Технология, прежде всего, предназначена для миниатюрных электронных датчиков (использующихся в спортивной обуви, тренажёрах, миниатюрных сенсорах, размещаемых на теле пациентов и т. д.).

       В Bluetooth 4.0 достигается низкое энергопотребление  за счёт использования специального алгоритма работы. Передатчик включается только на время отправки данных, что обеспечивает возможность работы от одной батарейки типа CR2032 в течение нескольких лет. Стандарт предоставляет скорость передачи данных в 1 Мбит/с при размере пакета данных 8-27 байт. В новой версии два bluetooth-устройства смогут устанавливать соединение менее чем за 5 миллисекунд и поддерживать его на расстоянии до 100 м. Для этого используется усовершенствованная коррекция ошибок, а обеспечивает необходимый уровень безопасности 128-битное AES-шифрование.

       Сенсоры температуры, давления, влажности, скорости передвижения и т. д. на базе этого стандарта могут передавать информацию на различные устройства контроля: мобильные телефоны, КПК, ПК и т. п.

       Первый  чип с поддержкой Bluetooth 3.0 и Bluetooth 4.0 был выпущен компанией ST-Ericsson в конце 2009 года. Массовый выпуск bluetooth-модулей ожидается в I квартале 2010 года. 

       Таким образом, за период с 1998 по 2010 год разработано  восемь спецификаций Bluetooth. Самыми последними из них являются  Bluetooth 3.0+HS, которая поддерживает теоретическую скорость передачи данных до 24 Мбит/с, и Bluetooth 4.0, которая имеет низкое энергопотребление и предназначена для миниатюрных электронных датчиков.

 

       Заключение 

       Технология Bluetooth позволит не только отказаться от проводов, соединяющих различные устройства, но и разработать целый ряд принципиально новых приложений. С 1998 года группа Bluetooth непрерывно пополнялась. На сегодняшний день она насчитывает уже около 2000 компаний. Разработаны серийные устройства с внедренными чипами Bluetooth. Ведутся разработки bluetooth радиопередатчиков и приемников, пользоваться которыми можно будет во всем мире благодаря единому стандарту и единой частоте. А большая скорость передачи данных позволит осуществлять радиопередачи, превосходящие по качеству звука современное FM радиовещание.

       Bluetooth – это современная технология беспроводной передачи данных, позволяющая соединять друг с другом практически любые устройства: мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты и даже холодильники, микроволновые печи, кондиционеры. Соединить можно все, что имеет встроенный микрочип Bluetooth. Принципы построения и функционирования Bluetooth обеспечивают полную открытость технологии. Основу архитектуры Bluetooth составляет пикосеть, состоящая из одного главного узла и нескольких подчиненных узлов, при этом несколько объединенных вместе пикосетей составляют рассеянную сеть.

       Что касается технических аспектов установки  соединения то, оказавшись рядом, bluetooth устройства могут устанавливать не только соединения типа точка-к-точка, когда имеется только два устройства, но и точка-к-многоточек, когда одно устройство одновременно работает с несколькими другими. Одним из важнейших технических аспектов Blueooth является автоматическая установка соединения между bluetooth-устройствами, находящимися в пределах досягаемости. При этом одной из важнейших особенностей Bluetooth является автоматическое подключение bluetooth-устройств к службам, предоставляемым другими bluetooth-устройствами.