前言
藍牙技術(shù), 以十世紀丹麥國王Harold 的外號"藍牙"而命名,目前是無線開發(fā)商的熱點話題。
藍牙技術(shù)使低帶寬無線連接變得簡單易行,從而可以輕松融入到您的日常生活中。藍牙技術(shù)應(yīng)用的一個簡單例子便是更新手機的電話號碼簿。今天,您可能還需要人工輸入所有人的姓名和電話號碼,或者在電話和電腦之間采用線纜或IR鏈接,啟動應(yīng)用來同步你的聯(lián)絡(luò)信息。采用藍牙技術(shù),這些都可以在電話進入與電腦通信的范圍內(nèi)時自動完成,而無需用戶的干預(yù)。當然,它的功能還在不斷擴展,包括可以自動進行日歷、工作表、備忘錄、電子郵箱等等的同步和更新。這僅僅是這項新技術(shù)眾多激動人心的應(yīng)用的一個方面。想像一下,當您走進商店時,所有商品名稱都會自動列在您的手機或掌上電腦(PDA)上,有了藍牙,就可以實現(xiàn)這一切。
藍牙規(guī)范是一個開放的標準,由"藍牙特殊興趣集團"(SIG)管理。 藍牙 SIG由五個創(chuàng)始公司及1999年底加入的四個新成員公司領(lǐng)導(dǎo),這九個公司組成了藍牙SIG的Promoter Group:
創(chuàng)始公司 | 新成員 |
愛立信 | 3Com |
IBM | 朗訊科技 |
Intel | 微軟 |
諾基亞 | 摩托羅拉 |
東芝 | |
除此以外,藍牙SIG 還有1200多個公司成員。業(yè)界如此廣泛地參與應(yīng)該可以保證藍牙成為廣泛采用的技術(shù)。 第一批藍牙產(chǎn)品已于今年面市。 愛立信的第一個藍牙產(chǎn)品是藍牙耳機和手機,已于去年在歐洲問世,今年在香港上市。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
藍牙通信的頻率為2.4GHz,這是一個未授權(quán)的ISM頻帶。收發(fā)信號機利用跳頻減少干擾和信號衰減。典型藍牙設(shè)備的范圍為10米。通信信道可以支持數(shù)據(jù)(異步)和話音(同步)通信,總帶寬為每秒1Mb。支持的信道配置如下所示:
配置 | 最大數(shù)據(jù)速率(上行) | 最大數(shù)據(jù)速率(下行) |
三個同步話音信道 | 每秒64kb×3 | 每秒64kb×3信道 |
對稱數(shù)據(jù) | 每秒433.9kb | 每秒433.9kb |
不對稱數(shù)據(jù) | 每秒723.2kb或 | 每秒57.6kb |
通過預(yù)留固定間隔的插槽實現(xiàn)電路交換,來提供同步話音信道。同步鏈路是指同步面向連接鏈路(SCO)。異步數(shù)據(jù)信道采用分組交換技術(shù)、且利用輪詢接入方案來提供。異步鏈路是指異步無連接鏈路(ACL)。同時還定義了組合數(shù)據(jù)和話音的同步面向連接包(SCO packet)。在每個方向上,這可以提供速率為每秒64Kb的話音業(yè)務(wù)和每秒64Kb的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
微網(wǎng)簡介(Piconet)
一個藍牙設(shè)備可以與一個或多個其它藍牙設(shè)備通過不同方式進行交互。最簡單的情形是只有兩個設(shè)備時,稱為點到點通信。一個設(shè)備作為主設(shè)備,另一個設(shè)備作為輔設(shè)備。這種專門的網(wǎng)絡(luò)即稱為微網(wǎng)。事實上,微網(wǎng)是任何帶一個主設(shè)備和一個或多個輔設(shè)備的藍牙網(wǎng)絡(luò)。圖1示意出了一個微網(wǎng)。當有多個輔設(shè)備時,通信拓撲即為點到多點結(jié)構(gòu)。在這種情況下,微網(wǎng)中的所有設(shè)備共享信道(及帶寬)。一個微網(wǎng)可以有七個激活的輔設(shè)備。每個激活的輔設(shè)備都有一個分配的3比特激活成員地址 (AM_ADDR)。
新加入的輔設(shè)備也可與主設(shè)備保持同步,但是沒有激活成員地址,因而這些輔設(shè)備未被激活,稱為待命(parked)設(shè)備。當激活和待命設(shè)備同時存在時,所有信道均由主設(shè)備調(diào)控。一個待命設(shè)備有一個8位數(shù)的待命成員地址 (PM_ADDR), 這樣待命設(shè)備的數(shù)量限制在256個。一個待命設(shè)備能與主設(shè)備時鐘保持同步,而且可以快速激活,在微網(wǎng)中通信。
分散網(wǎng)簡介(Scatternet)
你可能想知道如果兩個微網(wǎng)在同一覆蓋區(qū)域內(nèi)時會發(fā)生什么。例如,你可能有一個包含手機和電腦的微網(wǎng),而隔壁的人有一個包含手機、耳機和名片掃描器的微網(wǎng),如圖2所示:
由于兩個微網(wǎng)離得很近,它們的覆蓋區(qū)會重疊。這種情況在藍牙規(guī)范中有規(guī)定,稱為scatternet。事實上,一個微網(wǎng)中的輔設(shè)備可以加入到另一個微網(wǎng)中,作為主設(shè)備或輔設(shè)備,這通過時分復(fù)用技術(shù)來完成。在一個scatternet中,兩個(或多個)微網(wǎng)在時間或頻率上均不同步。每個微網(wǎng)都在自己的跳頻信道內(nèi)運行,而多個微網(wǎng)中的任何設(shè)備通過時分復(fù)用技術(shù)可在適當時間加入;氐絼偛排e的這個例子,你可能想設(shè)置您鄰居的名片掃描器,也將掃描的信息傳輸?shù)侥愕碾娔X上,這樣你可以獲得他的業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)信息。當然,這需要雙方均同意這種使用方式。這也將我們帶到另一個話題, 藍牙的安全性。
鑒權(quán)和私密性
雖然鑒權(quán)和私密性可以在軟件協(xié)議層解決,但是藍牙物理層也提供這些功能。用戶可以規(guī)定某個連接是單向的、雙向還是無需鑒權(quán)的。鑒權(quán)通過采用問詢/回應(yīng)系統(tǒng)來實現(xiàn),該系統(tǒng)支持40或64位的密碼。密碼管理在軟件層完成。這些安全機制和相關(guān)軟件允許用戶可以設(shè)置自己的設(shè)備只能互相通信。所有藍牙設(shè)備都以相同方式在這種物理層確保安全性。當然,對于高度機密的應(yīng)用,建議您在網(wǎng)絡(luò)傳輸或應(yīng)用層采用更先進的運算法則。
硬件要求
藍牙硬件可以分為兩個主要功能,無線模塊和鏈路模塊。現(xiàn)在,一個包含無線和鏈路子系統(tǒng)的完整藍牙硬件模塊的成本在25~30美元之間。但是業(yè)內(nèi)大多數(shù)人認為在未來的幾年內(nèi)會降至5美元。
藍牙設(shè)備在2.4GHz的工業(yè)科研醫(yī)藥(ISM, Industrial Scientific Medicine)頻帶內(nèi)運行,在大多數(shù)國家這是個無需許可的頻段,包括從2400MHz到2483.5 MHz的頻率范圍。
[摘自:網(wǎng)絡(luò)世界]