Nokia a Toshiba svoji představu bezdrátového rádiového spojení pro osobní i
podnikovou mobilní techniku technologii Bluetooth. Od května 1998, kdy bylo
vydáno oznámení o této nové technologii, se k dnešnímu dni zapojilo do práce
zájmové skupiny SIG (Bluetooth Special Interest Group), která tuto technologii
vyvíjí, právě tisíc společností na celém světě.
Využití nových možností
Bluetooth nabízí možnost rychlých, neplánovaných spojení a uskutečňování
automatických, nepozorovaných spojení mezi jednotlivými zařízeními. Předpokládá
se, že mezi výrobky, do kterých se bude technologie Blue-tooth montovat, budou
mobilní a kapesní počítače, mobilní telefony, včetně periferií, jako jsou např.
fotoaparáty, tiskárny, projektory i hands-free telefony. Také bude možno
připojit mobilní zařízení snadno k sítím LAN a WAN. První produkty jsou na trhu
očekávány začátkem příštího roku.
V úvodní vlně výrobků by měly být lehké bezdrátové headsety pro celulární
telefony jež mohou být uloženy v kufříku nebo ležet poblíž. Velmi užitečné bude
bezdrátové propojení vašeho notebooku, laptopu nebo organizéru s bezdrátovým
telefonem. Při odeslání e-mailu např. z notebooku si počítač ověří, zda je v
dosahu mobilní telefon, a pokud ano, ustaví spojení k vašemu internetovému
účtu, e-mail odešle, vyzvedne zároveň poštu z vaší schránky a ukončí spojení.
Další možností je synchronizace dat v kalendářích, adresářích a personálních
organizérech, nainstalovaných v různých přístrojích, které používáte (PDA,
laptopy, notebooky, mobilní telefony). Díky technologii Bluetooth a
odpovídajícímu softwaru proběhne synchronizace dat v okamžiku, kdy se vaše
přístroje dostanou na dosah. Jednou z oblastí, kde se také očekává masivní
rozšíření této technologie, je oblast digitální fotografie. Fotka se bezdrátově
přenese z fotoaparátu do mobilního telefonu, a odtud do centra, kde vám vyrobí
běžné papírové fotografie, nebo si ji můžete poslat v elektronické podobě
rovnou domů.
Nezanedbatelnou výhodou této technologie je využívání pouze velmi slabých
signálů. Například v letadlech a v nemocnicích, kde se nyní nesmí mobilní
telefony používat, budete moci inicializovat hovor z vašeho mobilu v Bluetooth
modu, přičemž signál bude převeden přes speciální převaděč do mobilní sítě GSM.
Když s mobilním telefonem vstoupíte do takto citlivé oblasti, automaticky se
přepne do Bluetooth modu.
Technologie Bluetooth
je tedy otevřená specifikace pro bezdrátový přenos hlasu a dat. Je založena na
levném rádiovém přenosu na krátké vzdálenosti, takže není zapotřebí používat
různé specializované kabely, potřebné pro propojení různých zařízení mezi
sebou. Tiskárny, organizéry, desktopy, faxy, klávesnice a další zařízení se tak
mohou stát součástí systému Bluetooth. Další výhodou je schopnost vytvářet malé
privátní skupiny bezdrátově propojených zařízení. Celý systém je schopen
pracovat v prostředí s velkým rádiovým šumem, poněvadž využívá schéma tzv.
frequency hopping, neboli kmitočtového skoku. Při přenosu každého datového
paketu přes rádiové rozhraní se skokově mění kmitočet nosné vlny, takže vysílač
a přijímač se stále musí přelaďovat. Pro opravu chyb je zde použita technologie
Forward Error Correction FEC, neboli dopředná oprava chyb. Rádia Bluetooth
pracují v pásmu 2,4 GHz, na které není potřeba vlastnit licenci, a dosahují
slušné přenosové rychlosti 1 Mb/s. Provoz je plně duplexní a může být jak
spojově (před spojením se musí pro signál vytvořit kompletní cesta), tak
nespojově (paketově) orientovaný. Technologie Bluetooth umí podporovat
asynchronní datový kanál, až tři současné synchronní hlasové kanály, nebo
kanál, který současně podporuje asynchronní data a synchronní hlas. Každý
hlasový kanál podporuje 64Kb/s synchronní hlasové spojení. Asynchronní kanál
podporuje buď asymetrické spojení maximálně 724 Kb/s jedním směrem, přičemž v
opačném směru je možný přenos dat rychlostí 57,6 Kb/s, anebo symetrický přenos
dat, kdy v každém směru může téci až 432,6 Kb/s dat.
Topologie sítě
Pokud se chceme alespoň trochu orientovat v topologii bezdrátové sítě zbudované
na technologii Bluetooth, musíme si nejprve vysvětlit několik základních
výrazů: Piconet je skupina zařízení, rádiově propojených pomocí Bluetooth
technologie momentálně za určitým účelem. Do piconetu mohou být sdružena
nejprve dvě zařízení, např. mobilní telefon a notebook, přičemž zařízení mohou
přibývat v jednom piconetu jich může pracovat až osm. Při založení piconetu se
jedno zařízení stává masterem (řídícím) a ostatní jsou typu slave (řízená), a
to na celou dobu trvání komunikace právě tohoto piconetu. Několik nezávislých a
nesynchronizovaných piconetů pak vytvoří scatternet. Jednotka master je
zařízení, jehož hodiny a sekvence skoků kmitočtu jsou využity k synchronizaci
všech ostatních zařízení v piconetu. Jednotky slave jsou pak všechna další zde
přítomná zařízení, která jsou řízena právě jednotkou master. Každé zařízení v
piconetu musí mít svou adresu, aby je bylo možno rozlišit od ostatních. Tato
adresa se jmenuje Mac adresa a je 3bitová.
Systém Bluetooth podporuje jak spojení bod-bod (point-to-point), tak i bod-více
bodů (point-to-multipoint). Několik piconetů může být založeno a za určitým
účelem propojeno, přičemž každý z nich používá svou vlastní sekvenci
kmitočtových skoků (frequency hopping), takže všichni účastníci jednoho
piconetu jsou synchronizováni podle stejné sekvence skoků. Plný duplexní datový
tok uvnitř struktury vícenásobného piconetu s deseti plně zatíženými,
nezávislými piconety je vyšší než 6 Mb/s.
Rádiové rozhraní pracuje po celém světě s výkony až 100 mW, celkový počet
kmitočtových skoků je 79 počáteční kmitočet je 2,402 GHz a konečný 2,480 GHz.
Systém může provést maximálně 1 600 skoků/s. Nominální dosah je v rozsahu od 10
centimetrů do deseti metrů, ale může být rozšířen na více než 100 metrů
zvýšením vysílacího výkonu.
Vytvoření sítě
Předtím, než je nějaké spojení v piconetu vytvořeno, se všechna zařízení
nacházejí v modu STANDBY. V tomto modu nepřipojené zařízení pravidelně
"naslouchá" každé 1,28 vteřiny (perioda buzení). Vždy se vzbudí, poslechne sadu
32 kmitočtů (skoků), jež jsou pro ně předem definovány. Procedura spojení je
inicializována některým zařízením, které se od té chvíle stává masterem.
Spojení je ustaveno zprávou PAGE, pokud je adresa již známa, nebo zprávou
INQUIRY následovanou zprávou PAGE, pokud je adresa neznámá. V úvodní zprávě
PAGE posílá zařízení master sadu 16 identických zpráv PAGE na 16 různých
kmitočtech (skocích) definovaných pro zařízení, jenž má být ovládáno (slave).
Pokud není žádná odpověď, odešle master dalších 16 zpráv na zbývajících 16
kmitočtech sekvence buzení. Maximální zpoždění, než master dosáhne spojení se
zařízením slave, je dvojnásobek periody buzení (2,56 vteřiny), zatímco průměrné
zpoždění je polovina periody buzení (0,64 vteřiny). Zpráva INQUIRY je typicky
používána při hledání Bluetooth zařízení, např. při hledání veřejných tiskáren,
faxů a podobných zařízení s neznámou adresou. Pokud nemají být přenášena žádná
data, může být použit power saving mode (šetření energií). Master může jednotky
slave uložit do modu HOLD, kdy běží pouze jejich interní časování. Jednotky
slave také mohou požádat o své uložení do modu HOLD. Ten se používá většinou v
případech, kdy je potřeba připojit několik piconetů, nebo je potřeba řídit
zařízení s nízkou spotřebou energie, jako jsou např. snímače teploty. Dalšími
dvěma mody s nízkou spotřebou energie jsou mody SNIF a PARK. V modu SNIF
zařízení slave naslouchají se sníženou rychlostí, čímž se redukuje jejich
spotřeba. Interval SNIF je programovatelný a závisí na aplikaci. V modu PARK je
zařízení ještě synchronizováno s piconetem, ale provozu se již neúčastní a
poslouchá mastera příležitostně.
Typy spojení
Jsou v podstatě dva: synchronní spojově orientované Synchronous Connection
Oriented (SCO), jež se používá převážně pro přenos hlasu, a asynchronní
nespojově orientované Asynchronous Connectionless (ACL), určené především pro
paketový přenos dat. Různé páry zařízení master-slave téhož piconetu mohou
použít různé typy spojení, a ty se mohou měnit během relace. Každý typ spojení
podporuje až 16 různých typů paketů. Oba typy spojení umožňují plný duplexní
přenos. Spojení SCO je symetrické a podporuje typicky přenos hlasu.
SCO pakety jsou přenášeny v rezervovaných časových intervalech. Jakmile je
spojení navázáno, mohou jednotky master i slave vysílat pakety, aniž by byly
vyzvány. Jeden typ SCO paketů dovoluje přenos dat i hlasu zároveň, přičemž
pokud nastanou při přenosu chyby, jsou znovu vyslány pouze datové pakety. V
případě přenosu hlasu se oprava chybných paketů neprovádí.
ACL spojení je paketově orientované a podporuje jak symetrický, tak asymetrický
přenos dat. Jednotka master řídí šířku pásma a přiděluje je v rámci piconetu
jednotlivým zařízením typu slave. Zařízení slave musí být vyzvána předtím, než
mohou vysílat data. ACL spojení také podporuje zprávy broadcast od mastera ke
všem slave zařízením v piconetu.
Očekáváme
Některé nové technologie se objeví jako blesk z čistého nebe, ihned se rozšíří
a začnou se vzápětí používat. Uvedení jiných technologií na trh, ke kterým
Bluetooth patří, předchází náročná tvorba standardů a testování. Právě v tomto
případě je to nutné, protože technologie Bluetooth bude použita u desítek
zařízení s diametrálně odlišnými funkcemi (mobilní telefon, vysavač), která
budou muset spolu komunikovat.
Koncem roku čekají odborníky tři důležité akce: na Comdexu v Las Vegas od 15.
do 19. listopadu budou moci navštívit speciální Bluetooth pavilon, v
Amsterodamu proběhne od 8. do 10. listopadu Bluetooth konference a od 6. do 9.
prosince se bude konat v Los Angeles konference vývojářů. Uvidíme, zda se
zařízení s aplikovanou technologií Bluetooth objeví začátkem příštího roku na
našem trhu.9 0720/FEL o
PŘEDPLATNÉ
ČLÁNKY DO MAILU