1.概念
藍牙(BLUETOOTH),是1998年推出的壹種新的無線傳輸方式,實際上就是取代數據電纜的短距離無線通信技術,通過低帶寬電波實現點對點,或點對多點連接之間的信息交流。這種網絡模式也被稱為私人空間網絡(PAN,PersonalAreaNetwork),是以多個微網絡或精致的藍牙主控器/附屬器構建的迷妳網絡為基礎的,每個微網絡由8個主動裝置和255個附屬裝置構成,而多個微網絡連接起來又形成了擴大網,從而方便、快速地實現各類設備之間的通信。它是實現語音和數據無線傳輸的開放性規範,是壹種低成本、短距離的無線連接技術。
2.技術特點:
藍牙技術的特點包括:采用跳頻技術,抗信號衰落;采用快跳頻和短分組技術,減少同頻幹擾,保證傳輸的可靠性;采用前向糾錯編碼技術,減少遠距離傳輸時的隨機噪聲影響;使用2.4GHz的ISM頻段,無須申請許可證;采用FM調制方式,降低設備的復雜性。該技術的傳輸速率設計為1MHz,以時分方式進行全雙工通信,其基帶協議是電路交換和分組交換的組合。壹個跳頻頻率發送壹個同步分組,每個分組占用壹個時隙,也可擴展到5個時隙。藍牙技術支持1個異步數據通道或3個並發的同步話音通道,或1個同時傳送異步數據和同步話音的通道。每壹個話音通道支持64kb/s的同步話音;異步通道支持最大速率為721kb/s、反向應答速率為57.6kb/s的非對稱連接,或者是432.6kb/s的對稱連接。
3.協議:
(1)建立連接
在微微網建立之前,所有設備都處於就緒狀態。在該狀態下,未連接的設備每隔1.28s監聽壹次消息,設備壹旦被喚醒,就在預先設定的32個跳頻頻率上監聽信息。跳頻數目因地區而異,但32個跳頻頻率為絕大多數國家所采用。連接進程由主設備初始化。如果壹個設備的地址已知,就采用頁信息(Page message)建立連接;如果地址未知,就采用緊隨頁信息的查詢信息(Inquiry message)建立連接。在微微網中,無數據傳輸的設備轉入節能工作狀態。主設備可將從設備設置為保持方式,此時,只有內部定時器工作;從設備也可以要求轉入保持方式。設備由保持方式轉出後,可以立即恢復數據傳輸。連接幾個微微網或管理低功耗器件時,常使用保持方式。監聽方式和休眠方式是另外兩種低功耗工作方式。藍牙基帶技術支持兩種連接方式:面向連接(SCO)方式,主要用於語音傳輸;無連接(ACL)方式,主要用於分組數據傳輸。
(2)差錯控制
基帶控制器采用3種檢錯糾錯方式:1/3前向糾錯編碼(FEC);2/3前向糾錯編碼;自動請求重傳(ARQ)。
(3)認證與加密
認證與加密服務由物理層提供。認證采用口令-應答方式,在連接過程中,可能需要壹次或兩次認證,或者無需認證。認證對任何壹個藍牙系統都是重要的組成部分,它允許用戶自行添加可信任的藍牙設備,例如,只有用戶自己的筆記本電腦才可以通過用戶自己的手機進行通信。藍牙安全機制的目的在於提供適當級別的保護,如果用戶有更高級別的保密要求,可以使用有效的傳輸層和應用層安全機制。
(4)軟件結構
藍牙設備應具有互操作性,對於某些設備,從無線電兼容模塊和空中接口,直到應用層協議和對象交換格式,都要實現互操作性;對另外壹些設備(如頭戴式設備等)的要求則寬松得多。藍牙計劃的目標就是要確保任何帶有藍牙標記的設備都能進行互換性操作。軟件的互操作性始於鏈路級協議的多路傳輸、設備和服務的發現,以及分組的分段和重組。藍牙設備必須能夠彼此識別,並通過安裝合適的軟件識別出彼此支持的高層功能。互操作性要求采用相同的應用層協議棧。不同類型的藍牙設備對兼容性有不同的要求,用戶不能奢望頭戴式設備內含有地址簿。藍牙的兼容性是指它具有無線電兼容性,有語音收發能力及發現其它藍牙設備的能力,更多的功能則要由手機、手持設備及筆記本電腦來完成。為實現這些功能,藍牙軟件構架將利用現有的規範,如OBEX、vCard/vCalendar、HID(人性化接口設備)及TCP/IP等,而不是再去開發新的規範。設備的兼容性要求能夠適應藍牙規範和現有的協議。
4.優點:
藍牙傳輸是通過RF(2.4GHZ)載波進行的,因此它具有電磁波的基本特征,有較大的功率,可以增加傳送距離,而且沒有角度及方向性限制,具有穿墻性,可在物體之間反射、鏡設、繞射。藍牙主要用於短距離傳輸(最多10米)數據和語音(1Mbps),功耗非常低能,同時能連接許多元件,傳輸速度快,。
5劣勢:
藍牙成本很高;RF技術容易受頻率幹擾;穿墻特點對資料安全性的保護設定問題;藍牙起步比較晚,目前還沒有壹個明確、統壹的標準,相容性問題尚未能解決。