Технология беспроводной передачи информации на примере технологии Bluetooth

использовать для самых различных целей. Возможно это благодаря набору

базовых протоколов, используемых в Bluetooth для передачи различных типов

данных. С упрощённой схемой их зависимости друг от друга можно ознакомиться

на приведённой ниже схеме.

[pic]

В основе всего, как видно из схемы, лежит baseband protocol. Baseband

protocol определяется физическими характеристиками радиоканала, и в самых

общих чертах на его особенностях я останавливался в начале статьи. На более

высоких уровнях стоит остановиться немного поподробнее сейчас.

Logical Link Control and Adaptation Layer Protocol или L2CAP, является

базовым протоколом передачи данных для Bluetooth. Как описано выше,

baseband protocol позволяет устанавливать синхронные (Synchronous

Connection-Oriented, или SCO) и асинхронные (Asynchronous Connection-Less,

или ACL) соединения. L2CAP, как видно из схемы, работает только с

асинхронными соединениями. Так же из схемы видно, что многие протоколы и

службы более высокого уровня используют L2CAP как транспортный протокол. В

полном соответствии с идеологией Bluetooth L2CAP является простым

протоколом, который предъявляет минимум требований к вычислительным

мощностям и размеру оперативной памяти устройств, которые его используют.

Основные особенности, заложенные в L2CAP таковы:

Protocol Multiplexing. L2CAP является транспортом для многих протоколов и

служб, поэтому он обеспечивает возможность разобраться, к какому протоколу

или службе относится переданный пакет, что обеспечивает доставку пакета

именно тому, кому его ждёт.

Segmentation and Reassembly. Максимальной длиной пакета для L2CAP является

64 килобайта, для baseband protocol это число ещё меньше, всего 341 байт.

Однако, иногда требуется передача больших пакетов, поэтому L2CAP

обеспечивает разбивку большого пакета на несколько более мелких, и

последующую сборку первоначального пакета.

Quality of Service. L2CAP поддерживает QoS, что позволяет Bluetooth

устройствам отслеживать свободные ресурсы соединения и не позволять, что бы

ширина канала или временные задержки для отслеживаемой службы опускались

ниже критических значений.

Groups. L2CAP поддерживает адресацию не одному клиенту, а сразу целой

группе.

Кроме L2CAP непосредственно с baseband protocol работают Link

Management Protocol, или LMP, и Voice каналы, используемые для передачи

аудиоинформации в синхронном режиме.

LMP является служебным протоколом, используемым для управления

каналом, и не использующимся для передачи данных. Сообщения LMP

используются для настройки физических характеристик канала, для служб

безопасности на уровне физического канала (security mode 3), и тому

подобных вещей. LMP имеет более высокий приоритет чем остальные протоколы

(например, L2CAP), поэтому если канал занят чем-либо другим, то при

необходимости передать LMP сообщение он немедленно освобождается.

Voice, или Bluetooth Audio. Это одна из служб Bluetooth, которая

использует синхронное соединение. Как уже говорилось, одновременно может

передаваться до 3 аудиоканалов. Характеристики звуковых потоков могут

различаться, и во многом определяются используемым приложением. Максимально

звуковой поток может передаваться с точностью в 16 бит при sampling rate 48

кГц. К сожалению, характеристики Bluetooth не позволяют передавать

видеоинформацию с нормальным качеством.

Одним из важнейших протоколов Bluetooth, который использует L2CAP в

качестве транспортного протокола, является Service Discovery Protocol, или

SDP, уже упоминавшийся в статье. Сейчас никто не сможет представить все

возможные способы использования Bluetooth устройств, поэтому при разработке

этого протокола пытались учесть как можно больше ситуаций, которые могут

возникнуть. Сейчас действует версия 1.0 этого протокола, и основные

особенности, которыми он располагает, в настоящее время таковы:

1. SDP должен позволять поиск служб по специальным атрибутам этих

служб.

Например, если имеется несколько принтеров, доступных через Bluetooth, то

клиент должен иметь возможность найти именно тот принтер, который ему

нужен.

2. SDP должен позволять клиенту искать службы по классу. Если немного

переделать предыдущий пример, то если клиенту понадобится принтер, то

должна быть возможность найти именно устройство печати, не зная про него

ничего другого.

3. SDP должен позволять просматривать службы без необходимости знать

специфические характеристики этих служб. Например, если устройство

предоставляющее какую-либо услугу может управляться только специальным

программным обеспечением по какому-либо очень редкому или закрытому

протоколу, то для SPD это не будет проблемой, всё равно можно будет

получить информацию о доступности и названии службы.

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. Помните, мы говорили о холодильниках? А ведь это далеко

не предел...

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.

Кроме этого, есть ряд вещей, которые пока что не входят SDP, но очень

возможно, что в следующих редакциях спецификации многие из них станут

обязательными.

1. SDP 1.0 не предоставляет механизма доступа с службам, только

информацию о службах.

2. SDP 1.0 не предоставляет возможности оценивать службы. То есть, с

его помощью нельзя автоматически выбрать наиболее подходящую службу, если

доступно сразу несколько служб предоставляющий похожий сервис.

3. SDP 1.0 не позволяет договариваться о параметрах службы.

4. SDP 1.0 не позволяет узнать о загруженности службы, или устройства

предоставляющего службу.

5. SDP 1.0 не даёт возможности клиенту управлять службой.

6. SDP 1.0 не позволяет уведомлять о том, что служба или информация о

службе становится недоступной.

7. SDP 1.0 не позволяет уведомлять о том, что атрибуты службы

изменились.

8. В настоящее время спецификация не описывает интерфейса, через

который программы должны обращаться к SDP.

9. SDP 1.0 в настоящее время не обладает развитым механизмом

управления списком служб, например

10. SDP 1.0 не позволяет накапливать и регистрировать службы.

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. Можно возразить,

что при расстояниях, на которых работает Bluetooth, защита аудиоданных не

актуальна, но как человек прошедший Советскую Армию телефонистом-

секретчиком могу Вас заверить, применение найти можно. Аппарат для шифровки

телефонных разговоров в СА средней или малой мощности (среднестатистическое

время стойкости - 12 часов, хотя при наличии соответствующей аппаратуры его

можно было расколоть и за 14 минут. И это в 89 году, сейчас ещё быстрее

имел вес 120 килограмм, и содержал в себе более полу килограмма чистого

серебра, около 40 грамм золота и 15 грамм палладия. Брали, как обычно, не

качеством, а количеством. Считалось, что если наклепать таких агрегатов

достаточно много, то расшифровать зашифрованные с их помощью переговоры

будет гораздо дороже (!) чем их зашифровать. Мда. Техника шагнула вперёд, и

очень далеко, но, всё-таки, я не сильно удивлюсь, если машины-аппаратные П-

244 до сих пор используются в Российской Армии, или где-либо ещё. Bluetooth

может обеспечить ещё более надёжную защиту, при большем удобстве и меньшей

стоимости.

Конечно же, приведёнными на схеме и описанными выше службами, области

возможного применения Bluetooth не ограничиваются. Bluetooth, развившаяся

из простой технологии для обмена данными между компьютером и мобильными

телефонами оказалась настолько удачной, что может применяться практически

где угодно. Ещё одним фактором, который должен способствовать широкому

распространению Bluetooth в скором будущем, является низкая цена подобных

устройств. Члены Bluetooth SIG обещают добиться того, что при массовом

производстве цена микросхем которые непосредственно обеспечивают Bluetooth

соединение, не будет превышать 5$.

Глава 3. Некоторые аспекты практического применения технология Bluetooth.

3.1. Основные направления использования технологии Bluetooth. Возьмем

и рассмотрим примеры использования технологии Bluetooth:

1. Автоматическая синхронизация вашего настольного, переносного ПК и

мобильного телефона. Например, как только вы вводите новые данные в

адресную книгу в ноутбуке, автоматически модифицируются соответствующие

записи в настольном компьютере, и наоборот.

2. Автоматическая резервная синхронизация. Представьте себе, что босс

изменил ваш план мероприятий, в то время как вы находитесь в поездке.

Офисный ПК посылает изменения на ваш сотовый телефон, который автоматически

соединяется с ноутбуком и передает модифицированное расписание.

3. Соединение между собой всех периферийных устройств. Беспроводное

соединение настольного ПК или ноутбука с принтером, сканером и локальной

вычислительной сетью. Особенно усиливает ощущение «свободы» беспроводное

соединение «мышки» и клавиатуры с персональным компьютером.

4. Составление Е-mail-сообщения с использованием ноутбука в салоне

летящего самолета. Уже в аэропорту, стоя в очереди к таможеннику, вы

включаете мобильный телефон, и все сообщения немедленно отсылаются.

5. Насладитесь комфортом автомобильного комплекта handsfree. Сотовый

телефон остается в кармане, а handsfree соединяется с ним посредством

беспроводной связи. Отдавая речевые команды, вы набираете номер и говорите

по телефону.

6. Передача фотографий и видеоклипов из любой точки. Цифровая камера

соединяется с мобильным телефоном (без проводов), а вы добавляете

комментарии посредством клавиатуры на телефоне или ноутбуке. Фото и текст

отправляются адресату.

7. Соединение всех участников для мгновенного обмена информацией.

Находясь на встрече или конференции, можно быстро обсудить интересующий

вопрос со всеми ее участниками. Кроме того, теперь вы можете дистанционно

выполнять функции управления, например, включить проектор.

8. Используйте ноутбук для доступа в Интернет независимо от вида

подключения – через мобильный телефон, модем или по локальной сети.

9. Использование портативного ПК в качестве спикерфона. Соединив

беспроводный головной телефон (headset) с ноутбуком, используйте его в

офисе, автомобиле или дома.

Далее мы рассмотрим новые решения, предоставляемые некоторыми фирмами:

Компания Troy XCD представила адаптер для подключения принтера с

интерфейсом Centronics к Bluetooth:

[pic]

Компания обещает выпустить его на рынок в начале лета, примерная

стоимость - около 195$.

Не менее интересным вариантом применения технологии Bluetooth может

стать организация беспроводного доступа в локальную сеть и/или Интернет для

устройств в малом офисе или дома. Безусловным лидером в этой области стала

компания Red-M, представившая свое решение - сервер Red-M 3000AS:

А вот фотография его прототипа в работе:

[pic]

3000AS представляет собой Linux-сервер, который может также работать

как шлюз в локальную сеть или Интернет. В отличие от большинства других

Bluetooth-устройств 3000AS имеет мощный приемопередатчик, обеспечивающий

связь в пределах 100 м, причем в комплект входит внешняя антенна,

повышающая надежность связи при наличии внешних помех. Для подключения

можно использовать ISDN (с выбором вариантов "постоянно онлайн" или

"подключение по требованию"), 10/100 Мбит Ethernet, а также RS-232 для

сервисного применения. Сервер может также быть «запитан» через UPS.

Для расширения доступа к серверу могут использоваться малогабаритные

точки доступа Red-M 1000AP:

[pic]

Сервер автоматически определяет и конфигурирует все точки доступа,

находящиеся в пределах дальности его действия. Внешние устройства могут

быть подсоединены к точке доступа через 10/100 Мбит Ethernet.

Схожую систему представил MiTAC: их Bluetooth Access Point несет на

борту 750МГц процессор Transmeta Crusoe TM5400, встроенный NAT и DHCP

сервер и, как и предыдущий образец, мощный приемопередатчик дальностью

действия до 100 м:

[pic]

Отличным дополнением к такой системе может стать устройство от Canon -

Bluetooth модуль для цифрового фотоаппарата:

[pic]

Только представьте себе - фотоаппарат сможет автоматически сбрасывать

снимки через Bluetooth-гейт на вашу рабочую станцию, или тот же субноутбук,

или даже через подключенный к Интернет сотовый телефон с поддержкой

Bluetooth… в общем, возможности бесконечны.

Распространенным вариантом является подключение стандартных устройств

ввода через Bluetooth, например, вот так:

[pic]

Sony представила на CeBIT специальный модуль в формате Memory Stick

под названием InfoStick:

[pic]

Очень неплохая идея, особенно учитывая наличие аналогичного устройства

для Compact Flash.

Остается только заметить, что лицензирование поддержки Bluetooth

бесплатно и необходимо только для заключения соглашения об использовании

торговых марок. Следовательно, технология Bluetooth может совершить

настоящую революцию в мире персональных коммуникаций и вообще в жизни

человека.

3.2. Беспроводная технология Bluetooth в Шведском Национальном музее. Здесь

я хочу рассказать о ярком применении новой технологии в Шведском

Национальном музее. Шведский Национальный музей в Стокгольме оборудован

специальными, компактными Bluetooth-передатчиками, размещаемыми возле

каждого представленного вниманию посетителей экспоната. Каждый владелец

карманного компьютера или мобильного WAP-телефона может теперь, подойдя к

любому из них, получить исчерпывающую информацию о выставленном предмете.

Страницы: 1, 2, 3, 4