Bluetooth
Wikipedia
Bluetooth är en standard som tagits fram för trådlös kommunikation mellan olika enheter, som till exempel en mikrofon eller tangentbord och en dator. Standarden har fått sitt namn efter den danske vikingakungen Harald Blåtand.
Innehåll |
[redigera] Bakgrund
Bakom standarden står bland annat företagen Ericsson, IBM, Toshiba, Nokia och Intel. Grunden till standarden var ett projekt på Ericsson Mobile Communications i Lund i slutet av 90-talet. Projektet hette i början MC Link, och utvecklades huvudsakligen av Sven Mattisson och Jaap Haartsen[1]. 1997 inleddes ett samarbete med Intel vilket ledde till bildandet av en utvecklingsgrupp för Bluetooth 1998.
Den första Bluetooth-specifikationen klarade kommunikation med en överföringshastighet på minst 721 kbit/s. Bluetooth-specifikationen har sedan dess utvecklats. 2004 godkändes en ny version som ökar den maximala datahastigheten till drygt 3 Mbit/s.
Bluetooth tillåter olika klasser av radio, indelade efter uteffekt. Räckvidden som två enheter kan kommunicera inom beror på vilken klass enheterna är av. För mobiltelefoner används oftast en klass som innebär drygt 10 meters räckvidd, medan pc-moduler brukar tillåta högre uteffekt och ha en räckvidd på 100 meter eller mer.
Bluetooth kan användas för praktiskt taget all typ av elektronik som behöver kommunicera med andra delar i ett system. Från början var det tänkt som en kommunikationslösning för mobiltelefoner, men vartefter fler och fler företag har anslutit sig har nya möjligheter visat sig.
[redigera] Kabelhärvor
Blir tillverkarnas visioner verklighet så kan det vara slut på de härvor av kabel och sladdar som de flesta pc-användare brukar ha bakom sina datorer. Speciellt om dessa är anslutna till ett lokalt nätverk eller om det finns många tillbehör inkopplade. Närmare 3000 företag har anslutit sig till standarden och mer än 200 företag har deltagit i arbetet att få fram denna nya standard. Bluetooth ska dessutom vara betydligt billigare att använda än liknande system.
[redigera] Ett chip i varje enhet
Bluetooth fungerar på det viset att det i varje enhet (telefon, mobiltelefon, pc, skrivare, tangentbord, mus, hörlurar, mikrofon etc.) monteras in ett Bluetooth-chip. Chipet, som är en kombinerad sändare och mottagare, ligger och lyssnar efter andra Bluetooth-chip, samtidigt som det sänder ut sin identitet till andra Bluetooth-chip. Så fort två chip får kontakt med varandra, så etableras en förbindelse av lämplig art mellan enheterna. Om man till exempel kommer in i ett rum med sin bärbara dator och det finns en skrivare i rummet med ett Bluetooth-chip monterat i sig, så kommer det att automatiskt ske en förhandling mellan den bärbara datorn och skrivaren om att upprätta en förbindelse emellan dem. Nästan ögonblickligen kommer därför den bärbara datorn att ha en skrivare kopplad till sig, så länge datorn är kvar i rummet. Om det dessutom finns en annan pc i rummet, så kommer en förhandling ske i mellan dessa om att upprätta en nätverksförbindelse.
[redigera] Specifikation
Bluetooth är en licensfri standard som elektronikproducenterna fritt kan infoga i sina produkter. Systemet arbetar i det oreglerade, globalt tillgängliga och licensfria 2,45 GHz ISM-nätet. Räckvidden beräknas till 10–100 meter och systemets radiolänkförbindelser ska klara en överföring på minst 1–2 Mbit/sekund. Alltså minst tjugo gånger snabbare än dagens standardmodem. Det är något som dagens GSM-nät inte går att utnyttjas till. Bluetooth utnyttjar frekvenshoppsteknik, med 1 600 hopp per sekund, för att motarbeta störningar och fadning.
Länken blir mer tillförlitlig än andra system i samma frekvensband som arbetar med lägre hoppfrekvens. Bluetoothsystemet använder också frekvensmodulering och tidsdelning, TDM, Time-Division Multiplex. Systemet innehåller ett länkprotokoll för att bygga upp små lokala nät, så kallade Piconet. Datahastigheten var ursprungligen 721 kbit/s, men har ökats till 2 Mbit/s i senare versioner av specifikationen. Radiosändaren har låg strömförbrukning, en nödvändig egenskap för batteridriven utrustning. Den drar mindre än 30 µA i viloläge, cirka 300 µA när man väntar på uppkopplingen och mellan 5 och 30 mA under själva samtalet.
[redigera] Effektklasser
Sammanställning av Bluetooths olika effektklasser.
| Klass | Min. sändareffekt | Max. sändareffekt | Min. räckvidd | Typisk tillämpning |
|---|---|---|---|---|
| Class 1 | 0 dBm
(1 mW) |
20 dBm
(100 mW) |
>100 m | Enheter utan strömbegränsning |
| Class 2 | -6 dBm
(0,25 mW) |
4 dBm
(2,5 mW) |
>10 m | Batteridrivna enheter |
| Class 3 | 0 dBm
(1 mW) |
0 dBm
(1 mW) |
<5 m | Batteridrivna enheter |
[redigera] Profiler
Alla Bluetoothenheter ingår i olika profiler som beskriver vad enheten stödjer för funktioner. Man måste tänka på att alla enheter man tänkt använda tillsammans stöder de profiler man tänkt använda. Alla enheter måste stödja profilen Generic Access Profile och Service Discovery Application Profile.
Här följer de profiler som är specificerade i Bluetooth SIG.
Advanced Audio Distribution Profile (A2DP)
- Innehåller de funktioner som behövs för att överföra stereoljud som till exempel musik från en MP3-spelare till ett par hörlurar. De kodekar som används är antingen MPEG-1,2 Audio, MPEG-2,4 AAC eller ATRAC. Profilen GAVDP behövs för att den här profilen ska fungera. Exempel på headset som använder profilen är Motorola HT820.
Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP)
- Profilen är utformad för att ge ett standardgränssnitt så att en fjärrkontroll (eller någon annan enhet som stödjer profilen) kan styra TV, stereo eller annan A/V-utrustning som användaren har tillgång till. AVRCP kan kombineras med A2DP eller VDP. Profilen stödjer tillverkarspecifika funktioner. GMCP är tänkt att kunna använda dessa funktioner.
Basic Imaging Profile (BIP)
- Den här profilen är utformad för att skicka bilder mellan enheter och den har möjlighet att ändra storlek och konvertera bilder så att de ska passa den mottagande enheten. Profilen delas in i dessa underkategorier:
- Image Push
- Tillåter att en enhet skickar bilder till en annan
- Image Pull
- Tillåter att en enhet hämtar bilder från en annan.
- Advanced Image Printing
- Skriver ut bilder med avancerade valmöjligheter med formatet DPOF utvecklat av Canon, Kodak, Fuji och Matsushita
- Automatic Archive
- Remote Camera
- En användare kan fjärrstyra en kamera. Som exempel kan användaren placera en kamera på ett stativ för att ta en gruppbild, kontrollera i sin telefon att alla är med i bild och då ta en bild, där användaren är med själv.
- Remote Display
- Tillåter en enhet att skicka bilder till en annan enhet som visar dessa. Ett exempel är att användaren kan visa en presentation genom att skicka bilderna till en projector.
Basic Printing Profile (BPP)
- Ger möjlighet åt enheter att skicka text, epost, vCard, och annat till skrivare med egen skrivarkö. Profilen skiljer sig från HCRP eftersom den inte behöver någon skrivarspecifik drivrutin. Det gör den här profilen lämplig för enklare enheter som till exempel mobiltelefoner och digitalkameror som inte är så enkla att uppdatera med drivrutiner för en specifik skrivare.
Common ISDN Access Profile (CIP)
- Ger obegränsad åtkommst till den service, data och de signaler som ISDN ger.
Cordless Telephony Profile (CTP)
- Den här profilen är till för att trådlösa telefoner ska kunna fungera via Bluetooth. Man hoppas på att mobiltelefoner ska kunna använda en Bluetooth-CTP-gateway som är ansluten till fasta telefonnätet i hemmet, och sedan använda mobilnätet när man är utanför gatewayens täckningområde.
Dial-up Networking Profile (DUN)
- Profilen ger en standard för att nå internet och annan uppringd service över Bluetooth. Det vanligaste är att nå internet från en laptop genom att ringa upp modempoolen på en mobiltelefon. Det är basserat på profilen SPP och tillhandahåller en enkel konvertering mellan tillgängliga produkter, genom de många funktioner som den har gemensamt med det kabelburna seriella gränssnittet för samma uppgift. Det inkluderar AT kommandona specifierade i ETSI 07.07 och PPP.
Fax Profile (FAX)
- Denna profil är menad att ge ett väl definierat gränssnitt mellan en mobiltelefon eller en fast telefon och en dator med Fax-programmvara installerat. Det måste finnas stöd för ITU T.31 och/eller ITU T.32 AT-kommandon definierade av ITU-T. Varken data eller röstsamtal finns med i den här profilen
File Transfer Profile (FTP)
- Inte att förknippa med File Transfer Protocol!
- Ger tillgång till filsystemet på en annan enhet. Det inkluderar stöd för att lista mappar, gå till olika mappar, hämta filer, placera filer och radera filer på enheten. Profilen använder protokollet OBEX för överföringar och är basserat på Bluetoothprofilen GOEP.
General Audio/Video Distribution Profile (GAVDP)
- Innehåller de grundläggande funktionerna för profilerna A2DP och VDP.
Generic Access Profile (GAP)
- Innehåller de grundläggande funktionerna för alla andra profilerna.
Generic Media Control Profile (GMCP)
- Grundläggande, öppen, profil för att överföra mediainehållsrelaterad information.
Generic Object Exchange Profile (GOEP)
- Innehåller de grundläggande funktionerna för alla andra dataöverföringsprofilerna och är baserad på OBEX.
Hands Free Profile (HFP)
- Den är allmänt använd för kommunikation mellan mobiltelefon och en bilmonterad handsfree. Den använder SCO för att bära en mono PCM-kanal.
Hard Copy Cable Replacement Profile (HCRP)
- Ger ett enkelt trådlöst alternativ till kabelanslutningen mellan en enhet och en skrivare. Tyvärr så ger profilen ingen standard för själva kommunikationen till skrivaren, så skrivarspecifika drivrutiner är ett måste. Det gör profilen ganska oanvändbar för enkla enheter som mobiltelefoner, handdatorer och digitalkameror, eftersom det kan vara svårt att uppdatera drivrutiner, men på laptops och vanliga datorer så är den fullt användbar.
Headset Profile (HSP)
- Detta är nog den aldra vanligaste profilen, den används för kommunikation mellan Bluetooth headset och till exempel en mobiltelefon. Den använder SCO för att bära ljudet och en delmängd av AT-kommandon från GSM 07.07 för några få funktioner såsom att ringa, svara, lägga på och ändra volymen.
Human Interface Device Profile (HID)
- Ger stöd för enheter som till exempel mus, joystick, tangentbord osv. Den är utformad för att ge en länk med lägsta möjliga fördröjning och låg stömförbrukning. Exempel på populära produkter som använder den här profilen är Logitech diNovo Media Desktop 2.0, Microsoft Optical Desktop Elite, även PlayStation 3 kommer att använda Bluetooth HID till sina kontroller.
Intercom Profile (ICP)
- Ofta förknippad som walkie-talkie-profilen. Den är TCS-basserad och använder SCO för att bära ljudet. Profilen ska ge möjlighet till röstsamtalsamtal mellan två Bluetoothenheter.
Object Push Profile (OPP)
- En grundläggande profil för att skicka "objekt" som till exempel bilder, vCard osv. Den kallas för "Push" för att överföringen alltid startas av sändaren (klienten), inte av mottagaren (servern), man "pressar" filen till mottagaren.
Personal Area Networking Profile (PAN)
- Den här profilen är menad att tillåta användandet av Bluetooth Network Encapsulation Protocol som lager 3 för transport över en Bluetoothlänk.
Serial Port Profile (SPP)
- Den här profilen är baserad på ETSI TS07.10 secifikationerna och använder RFCOMM-protokollet. Den emulerar en seriel kabel för att ge en enkel trådlös ersättare för existerande RS232 baserade seriellkommunikationsapplikationer, inkuderat bekanta kontrollsignaler. Den ger grunderna för profilerna DUN, FAX HSP och LAN.
Service Discovery Application Profile (SDAP)
- Obligatorisk profil som används till att identifiera vilka profiler som finns tillgängliga på enheten.
SIM Access Profile (SAP)
- Den här tillåter enheter som till exempel en bils telefon med inbyggd GSM-mottagare att ansluta till ett SIM-kort i en telefon med Bluetooth, så behövs inget separat SIM-kort till bilen.
Synchronisation Profile (SYNCH)
- Profilen används för synkronisering av Personal Informaion Manager (PIM) objekt, till exempel kalender och adressbok. Den här profilen härstammar från IrDA-specifikationerna, men har konverterats av Bluetooth SIG så att den ska passa Bluetooth standarden, den är också förknippad med IrMC-synkronicering.
Video Distribution Profile (VDP)
- Denna profil tillåter överföring av en videoström. Den kan användas för strömmning av inspelad video från en dator till en portabel spelare, eller från en digital videokamera till en TV. Stöd för 263 horisontella linjer är ett krav. Stöd för MPEG-4 Visual Simple Profile samt H.263 profil 3 och 8 är frivilligt.
Följande profiler är inte klara än, men tänkta att gå under Bluetooth SIG: Handsfree profile 1.5 (HFP 1.5) Unrestricted Digital Information (UDI) Wireless Application Protocoll over Bluetooth (WAP) Extended Service Discovery Profile (ESDP) Local Position Profile (LPP) Video Conferencing Profile (VCP) Device ID (DID) : Tillåter en enhet att bli identifierad utifrån secifikationerna version, tillverkare, produkt, produktversion osv. Den ger liknande möjligheter som Plug and Play ger.
Man kan kontrollera kompatibiliteten mellan produkter på Bluetooth Qualifications hemsida.
[redigera] Egenskaper
- Bluetooth använder det licensfria frekvensområdet på 2,4 GHz.
- Räckvidden är i runda tal 10 meter.
- Upp till 7 samtidiga anslutningar kan göras.
- Låg bandbredd – runt 720 kbps max.
- Bluetooth-tekniken är billig
- Låg strömförbrukning – 0,3 mA i viloläge och 30 mA maximalt under dataöverförning.
- Begränsat interferensproblem – snabb frekvensöverhoppning mellan 1 MHz-band (1 600 gånger/s)
- Säker dataöverförning med kryptering
- Även om Bluetooth använder samma frekvensband som Wi-Fi (802.11b) stör dessa inte varandra eftersom Bluetooth använder frekvenshopp.
[redigera] Vad kan Bluetooth göra?
Med Bluetooth kan man alltså skapa små trådlösa noder för elektronisk kommunikation. Enheter kan prata med varandra och dela resurser. Exempel på sådana enheter är mobiltelefoner, skrivare, USB-donglar, headset, digitala kameror och handdatorer.
