р5

пʼятниця, 7 лютого 2014 р.

Супутникова радіонавігаційна система GPS. Історія створення системи


Ідея використання космічних апаратів для навігації рухомих обєктів в США, як свідчить професор стенфордського університету Б. Паркінсон, в минулому керівник  програми “Навстар-GPS ” від ВПС, почали розвиватисяпісля запуску в 1957 році першого штучного супутника землі. В цей час лабораторії прикладної фізики Університету Джона Гопкінса було посьавлено завдання стеження за радянськими стратегічними обєктами  з допомогою прийому сигналу на наземному пункті з відомими координатами, виділення доплерівського зсуву несучої частотти передавача і подальшого розрахунку параметрів руху супутника. Обернена задача розрахунку координат приймача на основі обробки прийнятого сигналу та іншого явлала собою очевидну і природну задачу.


Загальні вимоги до приймача супутникових навігаціних систем


Для прийому навігаційного рішення приймач повинен зназодитися в зоні діїї як мінімум чотирьох супутників з задовільною геометрією і виконати наступні операції:
пошук супутників по частоті, коду і простору;
вхід в слідкування за кодом;
вибір навігаційних супутників (робочого сузіря);
виділення і декодування ефимеридної інформаціїї;
накопиченя іаналіз інформації повного альманаху;
вимірювання часової затримки сигналів пр кодах і фазах несучих, а також доплерівських зміщень;
ввід поправок для виміряних псевдовідстаней і псевдошвидкостей;
визначення координат, часу і складових швидкості пиймача;
оцінку точності навігаційного рішення.

Принципи функціонування супутникової навігації


Супутникові навігаційні системи складаються з трьох основних сегментів :
космічного сегменту
наземного керуючого сегменту (комплекс керування)
абонентські приймачі (користувацьких сегмент)

Узагальнена структура системи супутникових навігаційних систем показана на рисунку нижче

четвер, 6 лютого 2014 р.

Методи множинного доступу в супутникоих системах звязку

 Одне з основних питань побудови телекомунікаційних мереж - доступ безлічі абонентських (термінальних) пристроїв до загального комунікаційного ресурсу, в разі ССЗ - до транспондерів. Існує декілька методів мультиплексування каналів. Історично перший метод мультиплексування - це частотне розділення каналів (FDM), у тому числі дуплексних (FD). Самий простий його різновид - фіксоване призначення. Основне призначення таких систем - електронна пошта і пейджинг. Вони відносно прості що істотно знижує вартість устаткування і послуг.

Архітектура і основні принципи роботи супутникових систем зв'язку

Будь-яка ССЗ складається з трьох сегментів: призначеного для користувача, супутникового і сегменту управління. Призначений для користувача сегмент - це мережа абонентських станцій. Сегмент управління включає декілька наземних станцій, забезпечуюче управління і сполучення ССЗ з наземними системами зв'язку. Супутники на орбіті виконують роль ретрансляторів. У цьому сенсі вони мало відрізняються від традиційних ретрансляційних систем.

Історія розвитку супутникового зв'язку

Артур Чарльз Кларк в статті «Extra-terrestrial Relays», опублікованій у 1945 р. в журналі Wireless World, пророчо писав: «Штучний супутник Землі на певній відстані від поверхні здійснюватиме один зворот кожні 24 години. Тобто постійно залишатися над однією точкою земної кулі. Через що він буде в межах прямої видимості майже половини поверхні Землі.
Три ретрансляційні станції, розташовані на цій орбіті в межах 120 градусів, дозволять охопити всю планету телебаченням і радіозв'язком».

Класифікація і технології безпровідних мереж

Класифікація чого б то не було - завдання невдячне, оскільки і критеріїв класифікації можна розробити досить багато, і реальні об'єкти можуть не укладатися в чіткі кордони певного класу, та і у міру розвитку сталі системи класифікації можуть застарівати. Все це справедливо і для безпровідних мереж передачі інформації (БМПІ). Тому зупинимося на найбільш популярних способах ранжирування різних безпровідних систем. Зазвичай БМПІ підрозділяють по:
- способу обробки первинної інформації - на цифрові і аналогові;
- ширині смуги передачі - на вузькосмугових, широкосмугових і надширокосмугові;
- локалізації абонентів - на рухливих і фіксованих;
- географічній протяжності - на персональних, локальних регіональні (міські) і глобальні;
- вигляду передаваної інформації - на системи передачі мови відеоінформації і даних.
Сповна справедливі і системи градації на основі використовуваної технології (супутникові мережі, атмосферні оптичні лінії і т. п.), за призначенням і ін.

Історія розвитку безпровідних мереж


Системи безпровідної передачі інформації існують стільки же, скільки і сама людська цивілізація. Гінці, стріли, сигнальні вогнища, телеграф, іскрові передавачі, супутникові системи зв'язки все це ланки одного ланцюга. Змінилися технології, Але суть мереж передачі залишалася незмінною організувати взаємодію декількох різних елементів так, щоб інформація без дротів в заданий час поступала з однієї крапки в іншу.
Проте, не дивлячись на поважний вік, безпровідні технології у останніх 10 15 років розвиваються надзвичайно інтенсивно, ставши одним з основних напрямів розвитку телекомунікаційної індустрії.
Розділення на дротові і безпровідні технології передачі інформації в сучасному розумінні почалося в кінці XIX ст До цього моменту вже остаточно оформилися дві гілки єдиного телекомунікаційного дерева - передача голосу (телефонія) і даних (телеграф). Проте дротовий зв'язок в ту епоху виявився простішим і надійнішим.
Тисячі кілометрів кабелів обплутали землю, як павутина. Людство споживало все більше інформації і все більше загрузало у путах мідного дроту і кварцевого оптичного волокна. До кінця XX ст в технології зв'язку виникла нова хвиля – цифрова обробка. Незабаром практично будь-яку інформацію перед трансляцією будь то мова або телевізійна картинка, стали перетворювати у потік нулів і одиниць. Настала епоха цифрового зв'язку. Завдяки цифровій обробці тісніше переплелися ті технології, що розвивалися паралельно тобто телефонії і передачі даних, аби з появою пакетних сотою злитися практично воєдино. З'явився навіть термін «мультимедіа», що означає об'єднання самих різних інформаційних технологій (голос, аудіо/відео, дані) у єдиному технологічному середовищі обробки і передачі. Вибуховий розвиток Інтернету лише підтверджує той факт, що цифрові мережі для сучасної цивілізації сталі настільки ж необхідні, як автостради, трубопроводи і лінії електропередачі.
Локальні і регіональні мережі проникли у всі сфери людською діяльності, включаючи економіку, науку, культуру, освіту промисловість і так далі Технологію Ethernet (10 Мбіт/с) змінили Fast Ethernet/Gigabit Ethernet (100/1000 Мбіт/с), в глобальних мережах відбувся перехід від неквапливої, але наднадійної технології Х.25 до Frame Relay, вживання стека протоколів TCP/IP, до технологій АТМ і GigaEthernet. Без них неможливі настільки звичні сьогодні електронна пошта, факсимільна і телефонний зв'язок, доступ до видалених баз даних в реальному масштабі часу, служби новин, дистанційне навчання, телемедицина, телеконференції, телебіржі і так далі Зникни сьогодні мережі зв'язку прийде хаос. Адже дротові лінії зв'язку так просто зруйнувати.

Нарешті, в кінці XX - початку XXI ст людство почало вириватися з полону дротів. Рівень розвитку мікроелектроніки дозволив випускати масові дешеві засоби безпровідного зв'язку. Бум стільникового зв'язку, порівнянний хіба що із зростанням виробництва персональних комп'ютерів, не сповільнюється ось вже чверть століття. Мобільних телефонів у всьому світі вже удвічі більше, чим звичайних дротяних телефонних апаратів, і це лише початок. Фантастичними темпами розвиваються технології безпровідних локальних мереж, їх доганяють персональні безпровідні мережі і мережі регіонального масштабу. Мабуть, все повертається на круги своя - людство тисячоліттями жило без дротів, хоче без них жити і надалі.

Структура мережі стандарту WiMAX



Мережа WiMAX по своїй архітектурі будується подібно до стільникової мережі. По місту встановлюється мережа базових станцій (BS). Кожна базова станція по схемі точка - батоточка може обслуговувати з допомогою всенаправлених антен групу будівель в радіусі 6-8 км, формуючи прицьому подобу комірки стальниці. При необхідності звязку між віддалении комірками базові станції можуть мати напрямлені антени і виконувати роль ретрансляторів по схемі “точка-точка” по радіоканалу на на відстаннях до 50-ти км. З допомогою ретрансляторів можна створювати регіональні мережі, що можуть складатися ніби з острівків локальних мереж. Доступ до глобальних мереж наприклад загальноміських регіональним чи інтернет мереж забезпечується тим що або кожна базова станція або одна з них до якої череж ретранслятори чи направлені антени мають доступ всі решта базові станції, підключаються провідним зєднанням чи оптоволоконним до магістральної мережі. Таку базову стнцію називають точкою доступу до магістралі Backhaul.

Структурна схема і склад обладнання UMTS



Елементи мережі UMTS мложуть групуватися на основі підмережі, до якої вони належать, або на основі ідентичності виконуваних функцій. По своїх функціях елементи мережі групуються в мережу радіодоступу (Radio Access Network? RAN чи UMTS територіального рівня - UTRAN), що керує усіма функціями що відносяться до радіозвзку, і в базову мережу (Core Network, CN), що забезпечує комутацію і маршрутизацію викликів і каналів передачі даних у зовнішні мережі. Також визначається обладнання користувача (User Equipment, UE), яке через  новий радіоінтерфейс Uu взаємодіє з UTRAN

Система стільникового звязку UMTS

У звязку з широким поширенням мережі інтернет доволі актуальною проблемою є забезпечення підключення до мережі в будь якому місті і в будь який час. Цей ключовий фактор буде головним стимулом розвитку телекомунікаційної індустрії на анйближчі роки. Сьогодні одна з систем, що вирішує цю проблему – універсальна система мобільноо звязку (Universal Mobile Telecommunication System, UMTS) – створена для забезпечення взаємодії з інтернетом, при цьому забезпечується взаємодія з діючими мережами покоління 2,5G.
До найбільш суттєвих аспектів UMTS відноситься досягнення групової швидкості передачі даних до 2 Мбіт/с в малій зоні обслуговування. Нижче наведено основні порівняльні характеристики радіоінтерфейсів UMTS (WCDMA) і GSM

Технологія EDGE

Наступним кроком розвитку мереж пакетної передачі є технологія EDGE ( Enhanced Data Rates for GSM Evolution), що підвищує швидкість передачі даних в мережах GSM/GPRS до 384 кбіт/с. Технологія EDGE була запропонована організацією що розробляла стандарти, специфікації, технічні вимоги для стільникових мереж звязку третього покоління (Third Generation Partnership Project, 3GPP), в рамках проекту 3GPP-GERAN (GSM, EDGE, Radio Access Network). Мережі GSM що ключають в себе технології GPRS і EDGE ще називають мережами 2,5G
Зібільшення щвидкості передачі даних в технології EDGE забезпечується за рахунок застосування восьмипозиційної фазової маніпуляції 8-PSK (8 Phase shift Keying), в якій трьом бітам даних (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111) при передачі по радіоканалу відповідає один з восьми значень зсуву фаз несучої. 

Пакетна передача даних в мережах GSM технологія GPRS

Початково мережі GSM забезпечували передачу повідомлень лише в режимі з комутацією каналів. Для підвищення швидкості передачі даних в існуючих мережах GSM була озроблена технологіяпакетної передачі даних по радіоканалу (General Packet Radio Srvice, GPRS)/
По суті GPRSце накладена на GSM система пакетної передачі даних, де весь потік даних розбавається на окремі пакети і потім доставляється користувачі, де відбувається збір пакетів. При використанні пакетної передачіі даних мобільний термінал отримує і відправляє дані зі змінною швидкістю, що залежить від умов поширення радіохвиль і наявності вільних каналів звязку, виділених для GPRS в межах заданої соти. При цьому динамічне виділення каналів (теоретично абонент можу получити від лдног до восьми TDMA кадрів) відбувається часто виходячи з пріоритету голосових каналів, тобто система автоматично виділяє під пакетну передачі всі радіоканали, не зайняті передачою голосу. В останній час для GPRS ивділяються самостійні канали даних.

Структурна схема і склад обладнання стандарту GSM

Функціональні побудови і інтерфейси, прийняті в стандарті GSM, показані на рис, де зображені три основні підсистеми: підсистема базових станцій (Base Station Subsystem, BSS), підсистема комутації (Network and Switching Subsystem, NSS) і підсистема управління і обслуговування (Operation and Maintanance Subsystem, OMS). Спряження елементів системи здійснюється рядом інтерфейсів з використанням стстеми загальноканальної сигналізації № 7 (SS№7).

Що таке GSM (Global System for Mobile Communications)

Система GSM (Global System for Mobile Communications) первинно розроблялася як загальноєвропейська цифрова система стільникового звязку. Сьогодні вона представляє собою глобальну і найбільш популярну в світі систему. Гловні цілі при розробці загальноєвропейського стандарту були звязані з переходом на цифрові методи передачі, забезпеченням міжмережевого і міжнародного роумінгу, а також сумісністю обладнання. Різних виробників.

Як казка про радіо втілювалася в життя

Ще в глибокій давнині людство мріяло про такий засіб зв'язку, для якого не існували б непереборні простори, за допомогою якого люди могли б миттєво ділитися своїми думками через високі гори і неозорі моря. Ця мрія знайшла своє віддзеркалення в казках всіх народів. Хто не пам'ятає казок про те, як вітер дбайливо переносить послання улюбленої дівчини її коханому, що знаходиться за тридев'ять земель! Про те, як наливне яблучко, котячись по срібному блюдечку, розповідає нудьгуючій дівиці про все, що відбувається на білому світі! Про хмари, що приносять вісті від зниклого друга! І ось в середні віки люди зробили перші спроби втілити свою мрію в дійсність. У XVI столітті багато учених цілком серйозно зайнялися дозволом питання про зносини на далеких відстанях за допомогою магнітів. У книзі одного з цих учених - дослідника магнітних явищ - італійця Іоана Порта, виданою в 1589 році, детально описується цей спосіб зв'язку.

Історія винайдення радіо, або з чого почався безпровідний радіозвязок

В лютому 1896 року, Гульельмо Марконі що подорожував з Італії до Англії щоб продемонструвати телеграфному предствництву Британії свій новий винахід в напрямі безпровідного телеграфного звязку. Його перший Британський патент був представлений 2-го червня того ж року.
Через кооперацію з В.Г. Прісом, який на той час був головним інженером з електротехніки  телеграфного відділу Британської пошти, в липні 1896 року було вперше без використання дротової лії передано сигнал на відстань однієї з чвертю милі. З того часу пішов процес розвитку радіозвязку. Найвизначнішими подіями в історії радіозвязку і безпровідних технологій були:

ГАНС КРІСТІАН ЕРСТЕД (1777-1851)

Коли сорокалітній копенгагенський професор Ганс Крастіан Ерстед розіслав колегам свій «памфлет» - чотири невагомі сторіночки на латинській мові - і учені Франції, Швейцарії, Англії і Росії змогли з ним ознайомитися, перед ними окрім наукових проблем, встали і загальнолюдські. Як віднестися до автора цих сторіночок, як оцінити його працю? Ким здався він їм, працелюбним ученим, фантазером, романтиком, щасливчиком? І взагалі - ким він був? Фізиком, хіміком, фармацевтом філософом або поетом?

У дванадцять років Ганс, роздражнений наукою і що пізнав лише малу її частину, вже був вимушений стояти за стійкою батьківської аптеки. Тут медицина надовго полонила його, потіснивши хімію, історію, літературу і ще більш укріпила в нім упевненість в його науковому призначенні. Він вирішує поступати в Копенгагенський університет, але, як і раніше, одержимий сумнівами: що вивчати?

АНДРЕ-МАРІ АМПЕР (1775-1836)

У історії науки Андре-Марі Ампер відомий головним чином як основоположник електродинаміки. Між тим він був універсальним ученим, що має заслуги і в області математики, хімії, біології, і навіть у лінгвістиці і філософії. Це був блискучий розум що приголомшував своїми енциклопедичними знаннями всіх людей, що близько знали його. Але найміцніший ім'я Ампера увійшло до історії фізики, що знайшло своє віддзеркалення в таких термінах, як «ампер» (одиниця сили струму), «закон Ампера», «сила Ампера» і так далі Сам Ампер був великим майстром винаходити нові наукові терміни. Саме він ввів в ужиток учених такі слова, як «електростатика», «электродинамика», «соленоїд». Цікаво також відзначити, що займаючись важливою проблемою наукознавства – питанням класифікації наук, Ампер висловив думку про тому, що в майбутньому, ймовірно виникне нова наука про загальні закономірності процесів управління. Він запропонував іменувати її «кібернетикою». Передбачення Ампера виправдалося.

вівторок, 4 лютого 2014 р.

Структура мережі на основі технології WiMAX

В наш час в області звязку відбувається бурхливий розвиток безпровідних технологій. Області їх застосування найрізноманітніші. В залежності від напрямку застосування зона покриття безпровідним звязком може складати одиниці метрів для безпровідного зєднання близько розміщених пристроїв що обладнані відповідними модулями для забезпечення безпровідного звязку куди належать технології Bluetooth чи десятки метрів для створення бездротових локальних мереж як то Wi-Fi. Іншим зразком можуть служити стільникові системи бездротового звязку GSM, CDMA та WCDMA що дозволяють отримувати доступ до глобальної мережі Інтернет.

Огляд і порівняння технологій безпровідних мереж

Спробуємо розібратися з типами існуючих на сьогоднішній день безпровідних мереж і технологіями безпровідного доступу, що застосовуються в цих мережах. Найчастіше приводиться наступні типи безпровідних мереж які ще можуть називатися сегментами деяких глобальних мереж:
персональні мережі (Personal Area Networks PAN) – це як правило домашні мережі для безпровідної взаємодії домашнього обладнання. Радіус дії таких мереж становить порядку 10 м;
локальні мережі (Metropolitan Area Networks, MAN) – це мережі рівня районів великого населеного пункту, усього міста чи деякого регіону. Тут можуть бути обєднані мережі різного роду і призначення. Такі мережі можуть мати радіус обслуговування від декількох сотень мерерів до 50 і більше кілометрів;

Технології стільникових мереж покоління 3G

На даний час для мереж 3-го покоління прийнята назва IMT- 2000 (International Mobile Telephone), а в європі UMTS (Universal Mobile Telecommunications Servives). Основні цілі по швидкості передачі при розробці радіоінтерфейсу для IMT-2000 були визначені як :
Повне покриття зони обслуговування і забезпечення швидкості передачі 144 Кбіт/с для мобільних абоннентів (бажана рекомендація -384 Кбіт/с);
Досягнення швидкості передачі до 2 Мбіт/с для обмежених зон і обмеженої мобільності.

Основи технології Wi-Fi

Чудовим рішенням організації безпровідних мереж рівня LAN є технологія Wi-Fi, заснована на стандарті IEEE 802.11. Відомі три основних редакції цього стандарту – 802.11a, 802.11b, 802.11g. вини використовують різні діапазони частот і різні види модуляції для отримання необхідного спектру:
802.11a –  діапазон 5 ГГц модуляція з використанням QFDM;
802.11b –  діапазон 2.4 ГГц модуляція DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), розширення спектру методом прямої послідовності;
802.11g – діапазон  2.4 ГГц модуляція з використанням ODFM.
Пристрої засновані на цих стандартах, не конфліктують один з одним, проте пристрої, засновані на стандартах 802.11a і 802.11g, сумісні один з другим а з пристроями, заснованими на стандарті 802.11.b, несумісні.Так як технологій ODFM більш адаптивна до середовища і умовам інтерференції, то вона використовується чстіше. Стандартом в цій технології передбачається використання 64 піднесучих.

Стандарти технології WiMAX

Значно більш функціональне рішення підключення до магістральної мережі з значно більшими швидкостями для утворення MAN рівня пропонує WIMAX технологія. Вона підтримує і коміркові структури і велику кількість користувачів, і володіє значно більшою продуктивністю, а головне  вирішує пробілему мобільного звязку. Технологія WiMAX в частині вирішення проблеми останньої милі  іорганізації доступу до магістралі для віддалених користувачів в багатьох аспектах схожа на технологію Wi-Fi. Неважко побачити що WiMAX є якбито природнім розвитком Wi-Fi на більш високому рівні. В цій технології також використовується модуляція OFDM, але кількість піднесучих збільшено до 256 на відміну від 64 в Wi-Fi. В умовах багатопароменевого поширення прямий і відбитий сигналипроходять в точку прийому з різними затримками.

Призначення технології WiMAX

Існуючі на даний момент системи дротового цифрового звязку вже не здатні в повній мірі задовільнити постійно ростучі вимоги високошвидкісного широкополосного доступу до інтернету. Найважливішими їх недоліками є доволі довгий час прокладання кабелю, проблеми розширення уже наявної мережі, і звичайно ж  проблеми останньої милі. З усіх перерахованих найбільший вклад дає саме так звана проблема “останньої милі”, її не знімають навіть високошвидкісні цифрові зєднувальні лінії DSL Digital Subscriber Line.

неділя, 2 лютого 2014 р.

Що таке мережі HOMERF

Ще однією безпровідною технологією, яка використовує діапазон, що не ліцензується, ISM 2.4 ГГц, є технологія HOMERF. Ця технологія підтримується більш ніж 100 компаніями, які відносяться до консорціуму HOMERF (http://www.homerf.org/). Багато хто з цих компаній входить також до спеціальної робочої групи Bluetooth SIG. Технологія HOMERF націлена на побудову безпровідних мереж в приватних будинках і малих офісах.
Специфікація HOMERF заснована на протоколі спільного безпровідного доступу (Shared Wireless Access Protocol - SWAP), який визначає загальний інтерфейс, що підтримує безпровідних мереж для передачі голосу і даних в межах будинку.
Протокол SWAP забезпечує взаємодію різних призначених для користувача електронних пристроїв від різних виробників, пропонуючи користувачам закінчене мережеве рішення, яке підтримує як інформаційні, так і голосові потоки даних, а також взаємодію з комутованою телефонною мережею загального користування і мережею Інтернет.

Типи зв'язку інтерфейсу Bluetooth

У технічних вимогах Bluetooth визначено два типи зв'язку для передачі голосу і даних: асинхронний зв'язок без встановлення з'єднання (Asynchronous Connectionless - ACL) і синхронний, орієнтований на з'єднання (Synchronous Connection-Oriented - SCO). ACL зв'язок підтримує потоки даних на основі «максимальних зусиль» (best effort). Це означає, що мережеві ресурси виділяються «по можливості», тобто лише ті, які вільні в даний момент часу. Передавана інформація може бути даними користувача або керівниками даними. SCO зв'язок підтримує голосові і мультимедійні потоки даних в реальному часі, використовуючи відведену смугу частот. І дані, і голос передаються у формі пакетів. Технічні вимоги Bluetooth передбачають одночасну підтримку ACL і SCO зв'язку.

Технологія Bluetooth в безпровідних локальни мережах

Іншим варіантом безпровідного зв'язку є локальна мережа (LAN), що працює за стандартом 802.11Ь. Цей стандарт створений інститутом інженерів по електротехніці і електроніці (IEEE). Безпровідні локальні мережі стандарту 802.11b і Bluetooth призначені для різних застосувань. Як було сказано, пристрої Bluetooth вимагають малої потужності і призначені для передачі малого об'єму даних з швидкістю до 1 Мбіт/сек на відстань 10-100 метрів. Швидкість передачі даних в стандарті 802.1 lb може вагатися від 1-2 Мбіт/сек до 11 Мбіт/сек, при дальності дії до декількох сотень метрів, що дозволяє будувати корпоративні мережі в будівлях, де прокладка дротів недоцільна або неекономічна, або де потрібна гнучкість конфігурації. У звичайній конфігурації безпровідної локальної мережі, одна або декілька точок доступу підключаються до концентратора Ethernet, створюючи з'єднання з дротяною мережею. Точки доступу є мостами (bridge), оснащеними приймачами, які забезпечують інтерфейс між дротяними і безпровідними мережами. Точки доступу отримують, буферизують і передають дані між безпровідною локальною мережею і інфраструктурою дротяної мережі.

Персональні і офісні компютерні мережі на основі Bluetooth

Одній із загальних цілей, яку переслідує інститут інженерів по електротехніці і електроніці (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) і спеціальна робоча група Bluetooth SIG, є глобальне використання безпровідних персональних мереж (Personal Area Network - PAN). Робоча група IEEE 802.15 створює стандарти, які забезпечать фундамент для широкого впровадження взаємодіючих пристроїв, шляхом встановлення загальних правил для безпровідних цифрових комунікацій. Метою робочої групи IEEE 802.15 є створення єдиного стандарту, який ефективно співіснуватиме з іншими безпровідними мережами, оскільки технології LAN IEEE 802.11b, PAN IEEE 802.15 і безпровідна технологія Bluetooth спеціально спроектовані для пристроїв, використовуваних в будинку або офісі. 

Передача голосу (звук) по Bluetooth

Технічні вимоги Bluetooth дозволяють організовувати телефонні з'єднання трьома різними способами.
Перший - коли телефони в будинку або офісі працюють як безпровідні телефони, з'єднуючись з комутованою телефонною мережею загального користування. Цей сценарій включає дзвінки через базову станцію, прямі дзвінки між двома терміналами через базову станцію і діставання доступу до додаткових послуг, які надані зовнішньою мережею.
Другий - коли телефони, що використовують безпровідну технологію Bluetooth, безпосередньо сполучають з іншими телефонами, працюючи як переносні радіостанції («walkie-talkie») або гарнітури. При такому сценарії організації двостороннього внутрішнього зв'язку, не доведеться платити за з'єднання.
Третій - коли телефони працюють як мобільні телефони, сполучені із стільниковою інфраструктурою. При цьому оплата розмов виробляється за тарифом оператора стільникового зв'язку.

Передача відео (зображення) по Bluetooth

Технологія Bluetooth підтримує передачу відеоінформації між пристроями. Інтегральні схеми, розроблені компанією Toshiba, одним із співзасновників Bluetooth SIG, підтримують кодування і декодування відео сигналів у формат MPEG-4. Ця система включає передачу зображень, знятих портативною цифровою відеокамерою, їх стискування з використанням формату MPEG-4 і передачу по безпровідному радіоканалу Bluetooth на інший пристрій, наприклад, на робочу станцію, де вони потім можуть редагуватися.

Переваги технології Bluetooth

В даний час існує потреба в економічній безпровідній технології зв'язку, який буде зручним, надійним, простій у використанні, не вимагатиме прямої видимості і в той же час дешевої. З багатьох безпровідних рішень, що з'являються, для комп'ютерного і комунікаційного ринку, лише безпровідна технологія Bluetooth задовольняє всім цим вимогам.
Технічні вимоги Bluetooth є специфікацією глобальної технології для безпровідного зв'язку з низькою вартістю. По суті, технологія Bluetooth призначена для усунення кабельних з'єднань між комп'ютерами, периферійними пристроями і іншими електронними пристроями. Наприклад, для передачі даних між портативним комп'ютером і ПК, зазвичай потрібний відповідний кабель. Усунення дротів за допомогою безпровідної технології Bluetooth робить робоче середовище безпечнішим. За відсутності дротів робочий простір виглядає і відчувається зручнішим і привабливішим.

Захист інформації в Bluetooth пристроях

Захист інформації є важливим чинником будь-якої технології зв'язку. Технічні вимоги Bluetooth визначають декілька можливостей захисту інформації. Окрім обмеженого радіусу дії і використання стрибкоподібної перебудови частоти, що надзвичайно утрудняє перехват сигналу, технічні вимоги Bluetooth визначають також функції аутентифікації і кодування. Аутентифікація запобігає небажаному доступу до важливих даних і функцій, і виключає доступ хакерам, які спробують видавати себе за зареєстрованих користувачів. Кодування скремблює дані в процесі передачі для запобігання підслуховуванню і для підтримки конфіденційності зв'язку.
Крім того, технічні вимоги Bluetooth визначають формування сеансового ключа, що діє лише в одному сеансі передачі повідомлень, який може бути змінений у будь-який час протягом з'єднання.

Впровадження технології Bluetooth проблеми та перспективи

Для того, щоб скористатися перевагами безпровідної технології Bluetooth, необов'язково купувати нові пристрої. Всілякі адаптери безпровідного зв'язку зі вбудованими модулями Bluetooth дозволяють зв'язувати між собою найрізноманітніші електронні пристрої.

Не дивлячись на те, що багато моделей пристроїв PDA мають вбудовані можливості Bluetooth, широкого поширення набули адаптери для кишенькових комп'ютерів. Спеціальні адаптери Bluetooth для принтерів дозволяють здійснювати безпровідний друк. Такі адаптери випускаються фірмами-виробниками принтерів, такими як Hewlett-Packard, Epson, NEC і ін.
Можна оснастити ноутбук безпровідною технологією Bluetooth, просто купивши відповідний Bluetooth-адаптер, який може бути виконаний у вигляді додаткового зовнішнього пристрою, що підключається через USB-порт або у вигляді РС-карты. Подібні рішення дозволяють здійснювати безпровідне з'єднання декількох пристроїв.

Використання технології Bluetooth для дому та автомобіля

Радіус дії пристроїв, що використовують безпровідну технологію Bluetooth, дозволяє ефективно використовувати їх в межах квартири або приватного будинку.
Компанією ClipComm розроблено вирішення BlueStation-A100. BlueStation-АЮО - це функціональний телефон з додатковими можливостями Bluetooth-точки доступу до LAN і PSTN. BS-A100 дозволяє стільниковому телефону або PDA, оснащеному Bluetooth, працювати як PSTN телефон. Базова станція BS-A100 також надає мобільним пристроям, що знаходяться в зоні дії, простій, конфіденційний і високошвидкісний доступ до домашньої локальної мережі і глобальної мережі Інтернет.

Використання технології Bluetooth в побутових пристроях

Пристрої Bluetooth можуть виконувати відправку повідомлень на пристрої, які вимкнені або знаходяться в сплячому режимі. Наприклад, коли стільниковий телефон отримує повідомлення, воно може бути відправлене на портативний комп'ютер, навіть якщо він вимкнений і упакований в чохол. Таким чином, технологія Bluetooth може використовуватися для синхронізації даних між різними портативними пристроями.
При відвідинах виставки або презентації необов'язково відносити в руках велику кількість друкарських матеріалів (прайс-листів, прес-релізів і т.п). Досить переписати собі на мобільний пристрій з підтримкою Bluetooth будь-яку інформацію, що цікавить, аби потім удома з нею розібратися. Так само може вироблятися і обмін електронними візитними картками між ноутбуками або PDA користувачів.

Використання технології Bluetooth в медицині

Такі характеристики технології Bluetooth, як економічність, малогабаритність компонентів, гнучкість і простота інтеграції дозволяють розробляти широкий спектр додатків для медицини.
Фахівці шведського технологічного університету в р. Лулео сконструювали датчики для виміру артеріального тиску і частоти пульсу. Для передачі результатів вимірів використовується технологія Bluetooth. Сигнали датчиків передаються на комп'ютер, де відбувається обробка даних і звідки, у разі потреби, посилається сигнал медсестрі або лікареві. Така система застосована для хворих, що потребують постійного спостереження. Цей спосіб догляду за хворими дозволяє впоратися з виникаючими проблемами на ранній стадії їх виникнення.

Використання радіолінії в технології Bluetooth

Радіолінія Bluetooth, що використовує технологію розширення спектру із стрибкоподібною перебудовою частоти, стійка до інтерференції і завмирань. Як відомо, розширення спектру є методом цифрового кодування, в якому вихідний сигнал перетвориться таким чином, що для випадкового слухача він стає більше схожим на шум. Операція кодування збільшує кількість передаваних бітів і розширює використовувану смугу пропускання.
Використовуючи такий же розширяльний код як і в передавачі, приймач стискує розширений сигнал назад до вихідної форми. Сигнал, передаваний в розширеній смузі частот, стійкіший до різних перешкод, що підвищує надійність передачі даних і голосу. При псевдовипадковій стрибкоподібній перебудові частоти, тобто перескоках сигналу з однієї частоти на іншу за законом псевдошумової послідовності, безпровідні системи стають більш конфіденційними, тобто захищеними від підслуховування.

Infrared (інфрачервоний) інтерфейс в технологіях Bluetooth

Багато пристроїв можуть з'єднуватися по оптичних лініях зв'язку, таким як Infrared. Цей метод зв'язку для передачі голосу і даних між пристроями використовує інфрачервоний діапазон хвиль. При цьому типові зв'язку сигнал повинен мати вільну, пряму траєкторію поширення від одного пристрою до іншого, а відстань між пристроями не повинна перевищувати одного метра. Технологія зв'язку Infrared призначена для передачі даних або синхронізації файлів лише для з'єднань point-to-point. Безпровідна технологія Bluetooth спочатку була розроблена для організації мереж передачі даних і голосу на відстані до 100 метрів.
Ключовим завданням технологій Infrared і Bluetooth є обмін даними між пристроями, наприклад, передача електронної візитної картки з мобільного телефону на портативний комп'ютер або передача інформації між портативним комп'ютером і настільним ПК. Фактично обоє технології підтримують багато однакових застосувань.

Bluetooth для офісу і презентацій

За допомогою безпровідної технології Bluetooth можна організувати мобільний офіс, в якому всі комп'ютери і периферійні пристрої, від клавіатури і «миші» до принтерів, сканерів і факсів, з'єднуються між собою без дротів. Для цього необов'язково купувати нові пристрої, досить придбати відповідний Bluetooth-адаптер.
Доступ до існуючої дротяної локальної мережі, а також до мережі Інтернет може здійснюватися через точки доступу Bluetooth.

Bluetooth для відеоконференцій

При використанні безпровідної технології Bluetooth організація відеоконференцій сильно спрощується, оскільки відпадає потреба в установці і комутації спеціального устаткування. Пристрої Bluetooth автоматично виявляють один одного і встановлюють безпровідне з'єднання.
Терміналом для проведення відеоконференцій може служити ноутбук, оснащений вбудованою відеокамерою і безпровідною технологією Bluetooth, на якому встановлена програма NetMeeting.
NetMeeting - це інструмент для відеоконференцзв'язку, який дозволяє організовувати аудіо і відео контакти між учасниками конференції в режимі реального часу. Крім того, програма NetMeeting володіє наступними можливостями:

Bluetooth для галузей промисловості

Сучасні програмні і апаратні засоби для систем контролю і управління надають нові можливості для автоматизації на фабриках, заводах по виробництву матеріалів, переробці відходів і т.д. У різних галузях промисловості технологія Bluetooth може ефективно використовуватися для збору, зберігання і обробки даних, що характеризують основні аспекти діяльності підприємства, забезпечуючи їх оперативне надання провідним співробітникам. Такими даними можуть бути, зокрема, зведення про стан виробничих процесів, диспетчерські зведення, планові і фінансові показники.

Bluetooth технології безпровідного зв'язку третього покоління (3G)

Безпровідна технологія Bluetooth - це одна з технологій, яка розроблялася для оптимізації використання мобільних мультимедійних систем зв'язку третього покоління (3G), розроблених міжнародним союзом телекомунікацій (International Telecommunications Union - ITU) і регіональними організаціями по стандартах. Різні безпровідні технології об'єдналися для надання користувачам постійного глобального роумінгу і конвергенції голосу і даних, що приведе до розширення послуг і появи нових мультимедійних застосувань. Цей проект, названий IMT-2000 (International Mobile Communications 2000 - міжнародні мобільні комунікації 2000), реалізує як супутникові, так і наземні системи для обслуговування фіксованих і мобільних користувачів в суспільних і приватних    мережах.

Переваги технології Bluetooth

В даний час існує потреба в економічній безпровідній технології зв'язку, який буде зручним, надійним, простій у використанні, не вимагатиме прямої видимості і в той же час дешевої. З багатьох безпровідних рішень, що з'являються, для комп'ютерного і комунікаційного ринку, лише безпровідна технологія Bluetooth задовольняє всім цим вимогам.
Технічні вимоги Bluetooth є специфікацією глобальної технології для безпровідного зв'язку з низькою вартістю. По суті, технологія Bluetooth призначена для усунення кабельних з'єднань між комп'ютерами, периферійними пристроями і іншими електронними пристроями. Наприклад, для передачі даних між портативним комп'ютером і ПК, зазвичай потрібний відповідний кабель. Усунення дротів за допомогою безпровідної технології Bluetooth робить робоче середовище безпечнішим. За відсутності дротів робочий простір виглядає і відчувається зручнішим і привабливішим.

Що таке Bluetooth, історія розвитку.

У 1994 році Ericsson Mobile Communications, всесвітня телекомунікаційна компанія, заснована в Швеції, приступила до дослідження здійсненності малопотужного, дешевого радіо інтерфейсу між мобільними телефонами і їх аксесуарами. Метою дослідження було знаходження способу усунення дротяних з'єднань мобільними телефонами і РС картами, телефонними гарнітурами, настільними комп'ютерами і іншими пристроями. Дослідження були частиною великого проекту, направленого на розробку радіоінтерфейсу, що дозволяє різним пристроям зв'язку підключатися до стільникової мережі за допомогою мобільних телефонів. Фахівці компанії прийшли до виводу, що зв'язок в такому з'єднанні має бути радіо лінією ближньої дії. У міру розвитку проекту стало ясно, що застосування для радіо лінії ближньої дії фактично безмежні.

р4