GOOOD.RU  USB Bluetooth Адаптеры  O Bluetooth технологии

            USB Bluetooth Dongle (USB Bluetooth адаптер) - универсальное устройство, обеспечивающее PC, не оснащенным устройством Bluetooth , беспроводную связь с различными электронными устройствами, такими как: мобильные телефоны, КПК, МР3-плееры, компьютеры, цифровые фотокамеры и т.д. При помощи USB Bluetooth  адаптера возможны: 
- синхронизация КПК с настольным компьютером;
- присоединение относительно низкоскоростной периферии (клавиатура, мышка);
- организация сети;
- использование мобильного телефона, в качестве модема, для входа в Интернет;
- обмен данными между PC и мобильным телефоном;
- обмен информацией с Digital Camera, принтером и другой аппаратурой. 
          USB Bluetooth адаптер не требует подключения внешнего источника питания и работает практически со всеми ОС (Widows98, Windows2000, Windows ME, Windows XP, Windows Vista).
 
 
   Технология Bluetooth была изобретена инженерами из Ericsson в 1994 году двумя специалистами Шведской компании Ericsson — Джапом Харстеном (Jaap Haartsen) и Свеном Мэтиссном (Sven Mattisson). Главное назначение Bluetooth — обеспечение обмена данными без проводов между двумя и более устройствами. 20 мая 1998 года была организована специальная группа - SIG (Special Interest Group) - для продвижения спецификации Bluetooth и привлечения к ней как можно больше разработчиков.
   SIG - это ассоциация производителей, в которую входят лидеры телекоммуникационной, компьютерной и автомобильной промышленности. SIG - частная ассоциация. Кроме основных работников SIG, ключевые роли в ней играют многие специалисты из компаний ассоциации. В SIG входит более 2000 компаний. В их числе такие гиганты телекоммуникационных технологий как 3Com, Ericsson, IBM, Intel, Lucent, Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba и др. Немалую роль в этом сыграла открытость Bluetooth - все члены SIG могут использовать Bluetooth в своих продуктах.
   Существует 3 вида членства в SIG, каждый со своими преимуществами: Promoter, Associate и Adopter. Первый вид членства даёт право на разработку спецификации Bluetooth. Второй обеспечивает доступ к спецификациям ещё до их официального опубликования. Этот вид членства платный и делится на два вида: Золотой (Gold) и Серебряный (Silver). Третий вид членства позволяет использовать опубликованные спецификации и торговые марки SIG, но не даёт возможности влиять на развитие технологии и получать спецификации до их опубликования. Для вступления в SIG на правах Associate или Adopter члена нужно лишь заполнить форму и членские соглашения.
   К сегодняшнему дню группой было принято шесть стандартов Bluetooth:
Bluetooth 1.0 и 1.0B Самые первые версии стандарта имели множество ошибок и недоработок. При сопряжении устройств возникали различные проблемы, связь была нестабильной.
Bluetooth 1.1 Новая версия стандарта устранила многие ошибки 1.0B, а также была принята как стандарт IEEE 802.15.1-2002. При этом была добавлена поддержка работы через каналы без шифрования данных, а также поддержка индикатора мощности сигнала (Received Signal Strength Indicator — RSSI).
Bluetooth 1.2 Версия 1.2 стала пиком развития первого поколения "синего зуба". До сих пор можно найти в продаже устройства с ее поддержкой (например, ноутбуки или телефоны трех-четырех летней давности). В числе ее изменений значатся следующие:
- более быстрый поиск устройств и подключение к ним;
- повышена устойчивость соединения, особенно при движении;
- более высокая скорость обмена данными (на практике до 721 Кбит/с);
- улучшено качество связи со звукопередающей гарнитурой;
- добавлена поддержка HCI (Host Controller Interface). Данная версия была принята как стандарт IEEE 802.15.1-2005. Но, довольно скоро его заменило второе поколение Bluetooth.
Bluetooth 2.0 Bluetooth 2.0 стал довольно значимым событием в цифровой индустрии. Новые "зубы" теперь могли "пережевывать" гораздо больше данных, о чем явно говорит постфикс "EDR", приплюсовыемый к обновленному названию стандарта: Bluetooth 2.0 + EDR. EDR означает Enhanced Data Rate ("Расширенный пропускной диапазон"). Скорость в некоторых случаях возросла в 10 раз, но реально не превышала значения 2.1 Мбит/с, а пиковое значение равно 3.0 Мбит/с. Что интересно, Bluetooth 2.0 без EDR — это Bluetooth 1.2 с исправленными ошибками. Некоторые устройства поддерживают именно такую его версию, хотя большинство производителей обеспечили повышенную скорость передачи данных. Помимо этого было снижено и энергопотребление.
Bluetooth 2.1 Совсем недавно был принят стандарт Bluetooth 2.1.  Нововведений было сделано незначительно. Среди них — еще большее снижение энергопотребления, ускоренное "спаривание", лучшая помехозащищенность и другие. До сих пор поддержкой этой версии пока озаботились не многие. Так современные ноутбуки (для которых скорость передачи данных куда чаще имеет большее значение, чем для мобильных телефонов) до сих пор оснащаются контроллерами Bluetooth 2.0 + EDR.
Bluetooth 3.0 Конечно, развитие Bluetooth не остановилось. Хотя сегодня есть довольно много альтернатив этому стандарту, сейчас ведется разработка стандарта Bluetooth 3.0, известного под кодовым именем "Seattle". Oн будет еще быстрее. Организация Bluetooth SIG хочет адаптировать UWB-технологию, способную обеспечить скорость до 480 Мбит/с. Если эта концепция будет реализована на рынке, а не только в эксперементальных лабораториях, то Bluetooth станет серьезным конкурентом активно разрабатываемого и уже внедряемого стандарта Wireless USB, который, как ни странно, основан на той же спецификации UWB. Конечно, помимо значительно возросшей пропускной способности добавятся и новые возможности. Так планируется внедрение поддержки специальных информационных точек, которые будут содержать какую-либо информацию (рекламную, данные о погоде, курсах акций, валют и т.д.), и с них можно будет читать ее. Также ожидается упрощение сопряжения устройств, благодаря автоматизированному управлению топологиями. Будут внедрена альтернатива MAC и PHY профилям при передачи данных, что позволит снизить энергопотребление при низком потоке данных, а также повысить скорость при необходимости передать большой объем информации.
   Bluetooth - радиотехнология ближнего действия, призванная заменить провода, соединяющие переносные и стационарные электронные устройства. Bluetooth разработан для работы в зашумлённых (радиосигналами) средах. Модули Bluetooth работают в диапазоне частот ISM (Industry, Science and Medicine - промышленный, научный и медицинский; 2400-2483.5 MHz), который в большинстве стран является свободным от лицензрования. Исключение составляют Испания, Франция и Япония, где диапазон частот, разрешённых для Bluetooth, гораздо меньше. Поэтому устройства, произведённые для этих стран, не будут работать с другими устройствами. Хотя с этими государствами ведутся переговоры, и, возможно, в ближайшем будущем, все Bluetooth устройства будут совместимы. Пропускная способность серийного Bluetooth v.1.2 составляет 723.2 кб/с.
  В настоящее время расстояние, на которое Bluetooth способен передавать данные, составляет от 10 (в большинстве случаев) до 100 метров. Передача возможна даже через объекты, находящиеся в непрямой видимости (стены и др.), если, конечно, они не экранированы. Энергия, потребляемая модулем Bluetooth, не должна превышать 10 мВт. Обеспечить поддержку Bluetooth современным компьютерам призваны специальные USB-адаптеры. Многие современные ноутбуки среднего ценового диапазона уже имеют встроенный контроллер.
Контроллеры бывают трех классов (по мощности излучения сигнала):
Class 3. Мощность 1 мВт. Радиус действия около 1 метра;
Class 2. Мощность 2.5 мВт. Радиус действия около 10 метров;
Class 1. Мощность 100 мВт. Радиус действия около 100 метров.

   Сегодня более распространены адаптеры 1-го и 2-го классов. Несмотря на очень малое энергопотребление адаптером 3-го класса, область его применения крайне ограничена. Даже для гарнитуры он подходит очень плохо. Телефон совсем не обязательно держать в нагрудном кармане — он запросто может оказаться и в джинсах, либо на столе, а хозяин будет находиться в радиусе 5-7 метров от аппарата. Class 1 и 2 приоритетнее. Если вы выбираете себе внешний USB-адаптер Bluetooth, то лучше позаботиться о его дальнобойности. Ведь даже с адаптером Class 1 более слабое устройство Class 2 сможет работать устойчивее.
 Соединение может происходить не только по принципу "точка - точка", но и "точка - много точек". В этом случае устройство, к которому подключаются, называется master, а те, которые подключаются - slave.
  Master-устройство управляет частотной и пакетной синхронизацией подключённых к нему устройств. К одному master может быть подключено до 7 активных (активно обменивающихся данными) slave, а также множество неактивных, ждущих освобождения канала. Такая структура называется pico-net.
   В одной pico-net может быть только один master, но каждый slave может быть master в других pico-net, образуя таким образом scatter-net.
   В scatter-net устройство может быть не только одновременно master и slave для разных pico-net, но и slave для разных pico-net. В случае же необходимости slave-устройство может становится master в этой же pico-net (естесственно, что при этом старый master становится slave).
  Разные pico-net одной scatter-net должны работать на различных частотах. Для избежания помех и защиты от перехвата информации используется псевдослучайный механизм переключения частот (1600 скачков в секунду). По сравнению с другими радио-технологиями, действующими на той же частоте, Bluetooth переключает частоты быстрее и использует более короткие пакеты данных.
   Применяется до трех уровней защиты (в зависмости от поставленной задачи:
1) без специальной защиты;
2) доступ только к зарегистрированным устройствам, включая ввод пароля пользователем;
3) защита информации ключом эффективной длины от 8 до 128 бит (что позволяет устанавливать стойкость результирующего шифрования в соответствии с законодательством каждой отдельной страны: в некоторых странах запрещено использование сильной криптографии) при передаче в одну или обе стороны.
  Каждое устройство имеет уникальный 48-битный сетевой адрес, совместимый с форматом стандарта локальных сетей IEEE 802.11х. Первые 24 бита определяют компанию-производителя чипа. Для связи с Bluetooth устройствами сначала происходит их поиск (device discovery). Для этого посылается запрос, и ответ на него зависит не только от наличия в радиусе связи активных Bluetooth устройств, но и от режима в котором находятся эти устройства.
Discoverable mode. Находящиеся в этом режиме устройства всегда отвечают на все полученные ими запросы.
Limited discoverable mode. В этом режиме находятся устройства которые могут отвечать на запросы только ограниченное время, или должны отвечать только при соблюдении определённых условий.
Non-discoverable mode. Находящиеся в этом режиме устройства, как видно из названия режима, не отвечают на новые запросы.
   Но даже если удаётся обнаружить устройство, оно может быть в двух режимах: connectable или non-connectable. В non-connectable режиме устройство не позволяет настроить некоторые важные параметры соединения, и, таким образом, оно хоть и может быть обнаружено, обмениваться данными с ним не удастся. Если устройство находится в connectable режиме, то на этом этапе Bluetooth устройства "договариваются" между собой о физических параметрах соединения. На уровне пользователя обычно вместо уникального адреса устройства используется имя устройства, которое может быть любым, и ему не обязательно быть глобально уникальным. Имя Bluetooth устройства может быть длиной до 248 байт, и использовать кодовую страницу Unicode UTF-8 (при использовании UCS-2, имя может быть укорочено до 82 символов). Спецификация предусматривает, что Bluetooth устройства не обязаны принимать больше первых 40 символов имени другого Bluetooth устройства. Если же Bluetooth устройство обладает экраном малого размера, и ограниченной вычислительной мощью, то количество символов, которое оно примет может быть уменьшено до 20.
   Ещё одна из важных особенностей Bluetooth - подключение Bluetooth устройств к сервисам, предоставляемым другими Bluetooth устройствами. После того как имеется список имён и адресов, выполняется поиск доступных сервисов (service discovery), предоставляемых доступными устройствами. Получение или предоставление каких либо сервисов - это то, ради чего всё собственно и затевалось, поэтому для поиска возможных сервисов используется специальный протокол, называемый Service Discovery Protocol (SDP).
   Также в спецификации предусмотрена технология защиты передаваемых данных. Имеется 3 режима защиты.
Security mode 1 (non secure), устройство не активизирует защитные процедуры.
Security mode 2 (service level enforced security), защитные процедуры активизируются только после установки соединения.
Security mode 3 (link level enforced security), защитные процедуры активизируются на этапе установления и настройки соединения.
   Если удалённое устройство не может пройти требований защиты, то соединение не устанавливается. Security mode 2 и 3 могут использоваться совместно для защищённого на всех этапах соединения. Основа Security mode 3 - сеансовый ключ, или Bond. Сеансовый ключ генерируется в процессе соединения двух устройств, и используется для идентификации и шифрования передаваемых данных. Для генерации ключа могут использоваться самые различные составляющие, от заранее известных обоим устройствам значений, до физических адресов устройств. Совмещая защиту на уровне соединения с защитой на уровне приложений (где может использоваться абсолютно любая из существующая на сегодня систем защиты данных), можно создавать достаточно надёжно защищённые соединения. Но всё равно, очевидной слабостью Bluetooth соединений с точки зрения построения сетей остаётся возможность перехвата трафика, причём для этого даже не придётся использовать какое либо специфическое оборудование.
   Одно из преимуществ Bluetooth перед конкурирующими технологиями в том, что эта технология не подлежит платному лицензированию и ее использование не требует выплаты каких-либо лицензионных отчислений (хотя и требует подписания бесплатного соглашения). Такая политика позволила многим компаниям энергично включиться в процесс разработки устройств с интерфейсом Bluetooth.
   Первоначально конкурентами Bluetooth были HomeRF и IrDA (инфракрасный порт). Сейчас IrDA отходит на второй план по ряду причин. Основная причина - в соединении могут одновременно участвовать только два устройства, которые должны находиться в прямой видимости друг от друга на расстоянии, не превышающим нескольких метров. Спецификация HomeRF предназначена для связи бытовых аудио- и видеоустройств и построения домашних радиосетей. Передача данных также осуществляется на частоте 2.4 ГГц, но со скачками 50 раз в секунду. Пропускная способность HomeRF больше, чем у Bluetooth. Правда, количество подключаемых устройств ограничено - 127. Радиус действия - до 50 метров. Но благодаря более быстрой смене частот Bluetooth более устойчив к помехам и перехвату информации.
   Реальным конкурентом Bluetooth на данный момент является wi-fi. Wi-fi - высокоскоростная беспроводная технология, действующая в радиусе до 30 метров в помещениях и до 300 метров на открытых пространствах. Но и у него есть свои недостатки. Один из них - все продукты wi-fi должны проходить платную сертификацию. Продукты Bluetooth лишены этого недостатка.
   В настоящий момент действует спецификация Bluetooth версии  2.0, 2.1. Каждая новая версия полностью совместима с предыдущей и имеет много новых особенностей для увеличения надёжности и улучшения работоспособности беспроводной технологии.
   Спецификация EDR (Enhanced Data Rate - увеличенная скорость передачи данных) увеличивает скорость передачи данных и сокращает энергопотребление. Скорость передачи данных увеличивается в 3 раза - до 2.1 мбит/сек. 
   Многие задаются вопросом: Зачем вообще нужен Bluetooh, если есть например тот же wi-fi? Как показывает практика, нужен. Bluetooth с неимоверной скоростью проникает во всё новые области промышленности. Появляются устройства с Bluetooth, где он раньше никогда не использовался.
   Немного об области применения. Прежде всего это мобильные приложения: обмен данными между сотовыми телефонами (карманными компьютерами, сотовыми и ноутбуком и т.д.), подключение беспроводной гарнитуры для разговора. В последнее время Bluetooth стал активно применяться в компьютерных мышках и клавиатурах. Множество GPS-навигаторов передают данные при помощи Bluetooth. Даже джойстики современных приставок Nintendo Wii и PlayStation 3 работают через Bluetooth. Тем не менее, далеко не всем устройствам нужна большая скорость передачи данных, а также большой радиус действия. Например,  коммуникатор- телефон Apple iPhone. Eго Bluetooth-контроллер может работать только с гарнитурой. Обмен данными ему недоступен. Cотовому телефону начального уровня возможность передачи большего объема информации не свойственна. Bluetooth в них  используeтся для гарнитуры. А в этом случае нужен стабильный поток данных, нормально передаваемый на расстояние 5-10 метров с фиксированной скоростью, потребляющий минимум энергии.