Bluetooth, HomeRF, ZigBee, nfc ва Wireless usb алоқа технологиялари 15-маъруза Bluetooth

Bluetooth, HomeRF, ZigBee, NFC ва Wireless USB алоқа технологиялари


15-маъруза


Bluetooth
Бу тўғри кўриниш бўлмаганида симсиз телефонлар, компьютерлар ва турли периферияларнинг алоқасини таъминлашга имкон берадиган радио қисқа масофаларга маълумотларни узатиш технологияси ҳисобланади. Компьютерда ёки мобил телефонда мавжуд бўлган штатдаги интерфейснинг ишлатилиши кўп ҳолларда жуда қулай бўлади (15.1-расм).

15.1-расм. Bluetooth тизими

Мавжуд қурилмалар учун стандарт Bluetooth-боғланиш профилларини ишлатадиган унча қиммат бўлмаган ўрнатиладиган радиомодуллар таклиф этилмоқда. Масалан, симсиз гарнитураларда HeadSet профили ишлатилади, қурилмалар орасида файлларни алмашлаш учун FTP профили ишлаб чиқилган мобил телефонларда Dial-up Networking Profile профили қўлланилади. Маълумотларни тўплаш ва бошқариш тизимларида кўпинча SPP кетма-кет порти профили ишлатилади.

Bluetooth протоколи нуқта-нуқта ва нуқта-кўп нуқта топологияларини қўллайди. Икки ёки ундан ортиқ ўша бир канални ишлатадиган қурилмалар пикотармоқни (piconet) ташкио этади. Бунда қурилмалардан бири асосий (Master) сифатда, қоганлари эса бўйсунувчи (Slave) қурилмалар сифатида ишлайди.
Bluetooth қабуллагич-узаткичлари 2.45 ГГц частотада ишлайди ва FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum – частотани сакрашсимон қайта созланиши) спектрни кенгайтириш усулини ишлатади.
Узаткичнинг қувватига боғлиқ равишда Bluetooth® қурилмалар учта синфларга бўлинади:
● 1-синф – 100 мВтгача (очиқ фазода масофа 100 метргача);
● 2-синф – 2,5 мВтгача (очиқ фазода масофа 15 метргача);
● 3-синф – 1 мВтгача (очиқ фазода масофа 5 метргача).
Узатиладиган маълумотлар тезлиги ишлатиладиган спецификация версияси ва Bluetooth профилига боғлиқ бўлади. Кетма-кет порт профили ишлатилганида маълумотларни узатиш тезлиги 704 кбит/c назарий чегарага эга бўлади.
SPP профили (Serial Port Profile) олдин симли кетма-кет интерфейс билан боғланган иккита қурилмалар орасида “очиқ” симсиз канални жуда оддий ташкил этишга имкон беради. Ўрнатиладиган Bluetooth-модуль симли асинхрон кетма-кет канал бўйича келадиган маълумотлар оқимини SPP (Serial Port Profile) профилига мувофиқ симсиз оқимга ўзгартиради. Олисдаги томонда Bluetooth қабуллагич-узаткичи сифатида персонал компьютернинг штатдаги Bluetooth-адаптерини ёки иккинчи ўрнатиладиган модулни ишлатиш мумкин.
Бундай Bluetooth боғланишда қурилмалардан бири етакчи (master). Бошқаси эса етакланувчи (slave) ҳисобланади. Компьютер томонида мастер жойлашади. Шунинг учун ўрнатиладиган тизимлар учун кўпинча етакланадиган сифатда конфигурацияланган Bluetooth-модуллар ишлатилади.
Кетма-кет порт профили Bluetooth қурилмалари билан қуйидаги операцияларнинг бажарилишини кўзда тутади.
● Bluetooth-қурилмаларни топиш;
● иккита Bluetooth-қурилмаларнинг боғланишини ўрнатиш; 
● “очиқ” канал режимида маълумотларни узатиш.
Етакланадиган Bluetooth модуль таъминот ёқилганида топиш учун мумкин” ҳолатда бўлади. Етакчи Bluetooth модуль таъминот ёқилганида етакланадиган қурилмаларни қидиришни бошлайди ва бўш етакланадиган қурилма топилганида унга уланишга уринади. Етакланадиган қурилма PIN-кодни сўрайди, етакчи қурилма жавоб беради. Агар PIN-кодлар мос тушса, у ҳолда қурилмалар ўз манзиллари билан алмашади, жуфтликни ташкил этади ва маълумотларни алмашлашни бажариши мумкин. Шундай қилиб, боғланишни ўрнатилиши автоматик бўлиб ўтади.
Етакланадиган ва етакчи қурилмалар олисдаги модулб сўровларга жавоб бермаганида вазиятни турлича қайта ишлайди. Етакланадиган қурилма бу ҳолда боғланиш йўқотилган ҳисоблайди ва яна топиш учун мумкин бўлади. Етакчи Bluetooth модуль олдин ўрнатилган боғланишга қоладиган бўлиб қолади. У олдинги ҳамкорини унутиши учун унга ташқи чиқишга бекор қилиши импульсини бериш керак.
Bluetooth технологияси Bluetooth Special Interest Group (SIG) тижорат уюшмаси томонидан қўллаб-қувватланади ва ривожлантирилади. У Bluetooth спецификацияларини эълон қилади, қурилмаларнинг сертификатлаштирилишини ташкил этади, Bluetooth савдо белгисини ҳимоя қилади ва технологияни тарғиб қилади.
Қуйидаги спецификациялар мавжуд:
● 2.0 + EDR (Enhanced Data Rate) версия спецификацияси бугунги кунда энг кенг тарқалган ва ишлатиладиган спецификация ҳисобланади. Бу спецификация олдинги версияларга қараганда узатиладиган маълумотлар тезлигини оширишга ва энергия истеъмолини қисқартиришга имкон берди, иккита қурилмалар орасида алоқани ўрнатилиши процедурасини соддалаштирди;
● Bluetooth 2.1 спецификациясида қурилмаларнинг характеристикаларини кенгайтирилган сўрови технологияси (уйғунлаштиришда рўйхатни қўшимча фильтрлаш учун), шунингдек битта аккумулятор зарядланишидан қурилмаларнинг ишлаш давомийликларини 3-10 мартта оширишга имкон берадиган энергияни тежаш Sniff Subrating технологияси қўшилган. Бундан ташқари, Янгиланган спецификация иккита қурилмалар орасида боғланишни ўрнатилишини сезиларли соддалаштиради ва тезлаштиради, боғланиш узилмасдан шифрлаш калитларини янгиланишини амалга оширишга имкон беради, шунингдек кўрсатилган боғланишларни Near Field Communication технологиясидан фойдаланиш туфайли ҳимояланганроқ қилади;
● 3.0 High Speed (HS) версиядаги Bluetooth спецификацияси Bluetooth SIG компаниялар гуруҳи томонидан 2009 йилнинг апрелида тасдиқланган.
Янги спецификация ҳозирда маълум Wi-Fi технология орқали ишлатиладиган IEEE 802.15.11 стандартни симсиз маълумотларни узатиш физик даражаси сифатида ишлатилишига кўрсатма беради. Бу таниш ва ишлатишда оддий бўлган интерфейс Bluetooth классик интерфейсини юқорироқ маълумтларни узатиш тезликларида ишлатилишига имкон беради. 3.0 (HS) спецификациянинг иккинчи ўзига хос хусусияти энергия истеъмолини қатъий назорат қилишни киритилиши ҳисобланади, бу олиб юриладиган аппаратуралар учун жуда муҳим ҳисобланади.
Bluetooth технологияси ривожланишда давом этмоқда. Батараеялардан бир неча йиллар ишлай оладиган ультра паст энергия истеъмолили Bluetooth қурилмаларини ишлаб чиқишга имкон берадиган "Bluetooth Low Energy" спецификациянинг тасдиқланиши кутилмоқда.
Санаб ўтиганлардан ташқари, Bluetooth SIG ишчи гуруҳи кўплаб бошқа стандарт профилларни аниқлади:
• Generic Access Profile (умумий фойдаланишдаги профил) – қурилмалар орасидаги алоқани таъминлаш, бошқа мумкин профилларни аниқлаш, шунинг хавфсизликка жавоб берадиган асосий Bluetooth® профили ҳисобланади;
• Service Discover Application Profile (хизматларни топиш иловалари профили) – қандай Bluetooth® хизматлари бу қурилма билан ишлашда мумкин бўлишини аниқлаш имкониятини беради;
• Serial Port Profile (кетма-кет порт профили) – Bluetooth® қурилмаларга ПК кетма-кет портини эмуляциялашга имкон беради ва юқорироқ даражадаги кўплаб профиллар орқали ишлатилади;
• Dial-up Networking Profile (сисиз телефония профили) – Bluetooth®ли сотали телефонларга мўлжалланган ва телефонни симсиз "гўшак" сифатидаишлатилишига имкон беради. Bluetooth® уланиш нуқтаси орқали уйда, офисда, жамоат жойларида ва бошқаларда телефон тармоғи билан боғланишини таъминлайди;
• Fax Profile (факс профили) – кўп томондан олдинги профилга ўхшайди, факсни қўллайдиган дастурий таъминотга эга бўлган қурилма билан Bluetooth® орқали боғланишда факс-модемни эмуляциялашга имкон беради;
• Generic Object Exchange Profile (объектлар билан умумий алмашлаш профили) – иловаларга IРдан фойдаланмасдан маълумотлар билан тўғридан-тўғри алмашлашга имкон беради;
• File Transfer Profile (файлни узатиш профили) – қурилмага ftpда амалга оширилишидагига ўхшаш бошқа қурилмада сақланадиган маълумотларга уланишни олишга имкон беради;
• Headset Profile (гарнитура профили) – динамик ва микрофон билан жиҳозланган гарнитура билан қурилмаларнинг симсиз боғланишини таъминлайди.
• LAN Access Profile (локал тармоққа уланиш профили) – IP-тармоқларни қуриш учун мўлжалланган ва унча катта бўлмаган Intranet тармоқларини қуришга имкон беради, шунингдек локал тармоқ ёки Internet тармоғи бўлсин, кабелли тармоқлар билан алоқа учун уланиш нуқталари сифатида ишлатилади;
• Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) – радиоканал бўйича аудио стерео оқим қандай узатилишини тавсифлайди;
• Audio / Video Control Transport Protocol (AVRCP) – hi-fi синфдаги телевизион ва овоз аппаратураларини симсиз ўзаро таъсирлашиш стандарт интерфейсини, шунингдек бу аппаратураларни симсиз бошқарилишини аниқлайди
Хулосада таъкидлаш керакки, Bluetooth технологиясига жуда катта қизиқиш номоён бўлмоқда. Саноат ва халқ ҳўжалигининг кўп сонли бир вақтда ўлчанадиган параметрларини тўплаш ва қайта ишлаш талаб қилинадиган соҳалари, масалан, нефть маҳсулотларини қайта ишлаш, металлургия заводлари, турар-жой коммунал ҳўжаликлари ва бошқа соҳалар энг истиқболли ҳисобланади.
HomeRF
2001 йилнинг мартида пайдо бўлган ва HomeRF 2.0 стандарти ҳисобланадиган лицензион бўлмган 2.4 ГГц ISM диапазонни ишлатадиган технология ҳисобланади. Бу технологияни 100 дан ортиқ компаниялар, шу жумладан HomeRF (http://www.homerf.org/) консорциуми қўллаб-қувватлайди. Бу компаниялардан кўплари Bluetooth SIG маъсус ишчи гуруҳига ҳам киради. HomeRF спецификацияси қўшма симсиз уланиш (Shared Wireless Access Protocol — SWAP) протоколига асосланган, у уй чегараларида овоз ва маълумотларни узатиш учун симсиз тармоқларни қўллайдиган умумий интерфейсни аниқлайди.
SWAP протоколи фойдаланувчиларга ҳам ахборот, ҳам овозли оқимларни қўллайдиган тармоқ тугал ечимларини тақдим этиш билан турли ишлаб чиқарувчилардан фойдаланувчилар электрон қурилмаларининг ўзаро таъсирлашишини, шунингдек умумий фойдаланишдаги коммутацияланадиган телефон тармоғи ва Интернет тармоғи билан ўзаро таъсирлашишни таъминлайди.
HomeRF технологиясида частотани сакрашсимон қайта созлашли спектрни кенгайтириш усули (FHSS) ҳам ишлатилади. Овозни узатишда узатиш муҳитига уланиш усули сифатида каналлар вақт бўйича ажратиладиган кўп томонлама уланиш усули, маълумотларни узатилишида эса ташувчи назорат қилинадиган ва конфликтларни олди олинадиган кўп томонлама уланиш усули (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance — CSMA/CA) ишлатилади. Максимал узатиш тезлиги 20 Мбит/секундгача.
15.1-жадвалда HomeRF 2.0 технологиянинг асосий техник параметрлари келтирилган.
15.1-жадвал