其目标是实现最高数据传输速度1Mbps(有效传输速度为721kbps)、最大传输距离达10米,用户不必经过允许便可利用2.4GHz的ISM(工业、科学、医学)频带,在其上设立79个带宽为1MHz的信道,用每秒钟切换1600次的频率、滚齿(hobbing)方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。这也就是蓝牙技术的由来和特点。使用蓝牙技术进行通信的设备,分为决定频率滚齿模式"主叫方"和它的通信对手"受取方"。主叫方可同时与7台受取方通信。因此可以把主叫方连同7台受取方共8台设备连接成名为Piconet(锯齿网)的子网。Piconet内的受取方可以同时作为两个以上Piconet的受取方。1999年7月,蓝牙公布了正式规格BluetoothVersion 1.0。遵从这一规格的移动电话和笔记本电脑将于1999年底或2000年初上市。声称要把蓝牙技术产品化的企业正与日俱增,目前蓝牙标准化团体"BluetoothSIG(特 别兴趣组合)"的成员企业数已增加到800家以上。
"蓝牙"技术的设计初衷就是将智能移动电话与笔记本电脑、掌上电脑以及各种数字化的信息设备都能不再用电缆,而是用一种小型的、低成本的无线通信技术连接起来;进而形成一种个人身边的网络,使得在其范围之内各种信息化的移动便携设备都能无缝地实现资源共享。据国外权威机构预计,几年以后,全世界将会有数以亿计的数字移动电话、PC机以及各种信息设备都会将基于蓝牙技术的无线接口作为一种标准配置。蓝牙技术将在多种领域迅速发展,其典型应用环境包括无线办公环境(Wireless Office)、汽车工业、医疗设备等。Bluetooth将在人们的日常生活和工作中扮演重要角色,市场潜力巨大,该技术正成为21世纪的投资热点。
所谓蓝牙(Bluetooth)技术,实际上是一种短距离无线通信技术,利用“蓝牙”技术,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与Internet之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。说得通俗一点,就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备,不必借助电缆就能联网,并且能够实现无线上因特网,其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。
“蓝牙”的形成背景是这样的:1998年5月,爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商,在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术,其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组,以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。芯片霸主Intel公司负责半导体芯片和传输软件的开发,爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发,IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。1999年下半年,著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三康、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织,从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品,使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景,并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。
什么是蓝牙?
蓝牙(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数据通讯技术标准。它能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输,其数据传输带宽可达1Mbps。通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波。
蓝牙通讯技术的特点
■蓝牙工作在全球开放的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段;
■使用跳频频谱扩展技术,把频带分成若干个跳频信道(hop channel),在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道“跳”到另一个信道;
■一台蓝牙设备可同时与其它七台蓝牙设备建立连接;
■数据传输速率可达1Mbit/s;
■低功耗、通讯安全性好;
■在有效范围内可越过障碍物进行连接,没有特别的通讯视角和方向要求;
■支持语音传输;
■组网简单方便
蓝牙通讯技术的用途
蓝牙技术是一种新兴的技术,尚未投入广泛应用,目前许多蓝牙设备还处于实验室试验阶段。但可以肯定的是现在多数具有红外无线数据通讯功能的设备,在将来一样可以使用蓝牙技术来实现无线连接。同时蓝牙技术的网络特点和语音传输技术使它还可以实现红外技术无法实现的某些特定功能,如无线电话、多台设备组网等等。
厂家和消费者的认同度
蓝牙技术已获得了两千余家企业的响应,从而拥有了巨大的开发和生产能力。蓝牙已拥有了很高的知名度,广大消费者对这一技术很有兴趣。
植入成本
目前市面上的蓝牙设备还是比较少见。USB接口蓝牙适配器、蓝牙PC卡和蓝牙手机已经有了面向市场的产品,售价都很高。由此可见蓝牙早期发展阶段植入成本还是比较高的。但估计批量化后植入成本可在30美元以下。在蓝牙技术发展成熟的时期,植入成本应该可以控制在10美元以内。
蓝牙
蓝牙(Bluetooth),或称为蓝芽,是一种新式的无线传送协议,最初由爱立信创制,后来由蓝牙特别兴趣组订定技术标准。据说因为此技术尚在萌芽的阶段,故将Bluetooth以“蓝芽”的中文译名在台湾地区进行商业的注册,不过根据英文本身的意义直译,还是“蓝牙”较为贴切。
历史
蓝牙技术最初由爱立信创制。1999年5月20日,索尼爱立信、IBM、英特尔、诺基亚及东芝等业界龙头创立蓝牙特别兴趣组,制订蓝牙技术标准。“蓝牙”这名称来自10世纪的丹麦国王哈拉尔德(Harald Gormsson)的外号。出身海盗家庭的哈拉尔德统一了北欧四分五裂的国家,成为维京王国的国王。由于他喜欢吃蓝莓,牙齿常常被染成蓝色,而获得“蓝牙”的绰号,当时蓝莓因为颜色怪异的缘故被认为是不适合食用的东西,因此这位爱尝新的国王也成为创新与勇于尝试的象征。1998年,爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名“蓝牙”。
最近发展
一架正在以蓝芽接口与无线耳机沟通的PDA手机现时市面上发售的产品,都是采用1.1版本的制式,是一个低用电量的无线电设备,利用一颗低价的微处理芯片,完成短矩离(10至100公尺)的信息收发。
蓝牙用于在不同的设备之间进行无线连接,例如连接计算机和外围设施,如:打印机、键盘等,又或让个人数字助理(PDA)与其它附近的PDA或计算机进行通信。目前市面上具备蓝牙技术的手机选择非常丰富,可以连接到计算机、PDA甚至连接到免提听筒。
事实上,根据已订立的标准,蓝牙可以支持功能更强的长距离通讯,用以构成无线局域网。每个Bluetooth设备可同时维护7个连接。可以将每个设备配置为不断向附近的设备声明其存在以便建立连接。另外也可以对二个设备之间的连接进行密码保护,以防止被其他设备接收。
蓝牙的标准是IEEE 802.15,蓝牙协议工作在无需许可的ISM频段的2.45GHz。最高速度可达723.1 kb/s。为了避免干扰可能使用2.45GHz的其它协议, 蓝牙协议将该频段划分成79条渠道,并且最多每秒可更换渠道1600次。
将蓝牙与WiFi对比是不应该的,因为WiFi是一个更加快速的协议,覆盖范围更大。虽然两者使用相同的频率范围,但是也需要更加昂贵的硬件。蓝牙应该被用来在不同的设备之间创建无线连接,而WiFi是个无线局域网协议。两者的目的是不同的。
未来发展
蓝牙特别兴趣组正开发1.2及2.0版本。
1.2版本
这个版本向下兼容1.1版,其主要改进包括:
匿名方式:屏蔽设备的硬件地址(BD_ADDR),保护用户免受身分嗅探攻击和跟踪。从1.1版开始已经可以实现硬件匿名,但未被实施,因此对普通消费者来说还是没有此功能。
自适应频率跳跃(AFH,Adaptive Frequency Hopping):通过避免使用跳跃序列中的拥挤频率,从而改善对无线电干涉的抵抗。
更高的实际传输速度
L2CAP层引入了流量控制和错误纠正机制
2.0版本
2.0版的内容还没有什么明确的信息,但爱立信的研究者公布了一些内容:
加入了“非跳跃窄频信道”(Non-hopping narrowband channel )。
因为不需要与每个设备交换应答信号,这种信道可以用来将各种器件的蓝牙服务概要同时广播到巨量的蓝牙器件。应答信号交换过程当前需要大约一秒。
实时公共交通时刻表、基本的交通畅通性信息和高级交通指向指示等未加密信息可以以高速度发送给设备。
更高的连接速度
支持多个速度水平
早期的蓝牙
早期的1.0和1.0B版本存在多个问题,多家厂商指出他们的产品互不兼容。同时,在两个装置“握手”(handshaking)的过程中,蓝牙硬件的位址(BD_ADDR)会被传送出去,在协定的层面上不能做到匿名,做成泄漏资料的危险,令一些使用者却步。
蓝牙协议分为四个层次:物理层(Physical Layer)、逻辑层(Logical Layer)、L2CAP Layer和应用层(APP Layer)。
1、物理层
负责提供数据传输的物理通道(通常称为信道)。通常情况下,一个通信系统中存在几种不同类型的信道,如控制信道、数据信道、语音信道等等。
2、逻辑层
在物理层的基础上,提供两个或多个设备之间、和物理无关的逻辑传输通道(也称作逻辑链路)。
逻辑层的主要功能,是在已连接(LE Advertisement Broadcast可以看做一类特殊的连接)的蓝牙设备之间,基于物理链路,建立逻辑信道。
3、L2CAP层,L2CAP是逻辑链路控制和适配协议(Logical Link Control and Adaptation Protocol)的缩写,负责管理逻辑层提供的逻辑链路。
基于该协议,不同Application可共享同一个逻辑链路。类似TCP/IP中端口(port)的概念。
4、APP层
理解蓝牙协议中的应用层,基于L2CAP提供的channel,实现各种各样的应用功能。
Profile是蓝牙协议的特有概念,为了实现不同平台下的不同设备的互联互通,蓝牙协议规定了核心规范,也为不同的应用场景,定义了各种Application规范,这些应用层规范称作蓝牙profile。
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