Bluetooth překročil tisícovku

Téměř před dvěma lety objasnily přední počítačové firmy Ericsson, IBM, Intel,
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