Technologia Bluetooth™

Bluetooth™ jest technologią dającą klientom możliwość korzystania z rozwiązań bezprzewodowej łączności w domu i poza nim. Stworzona by umożliwić bezprzewodowe przesyłanie danych, technologia Bluetooth eliminuje potrzebę łączenia kablami i umożliwia połączenie ze sobą mnóstwa urządzeń elektronicznych. Chociaż w pierwszej kolejności pojawia się w telefonach komórkowych, notatnikach elektronicznych (PDA) i komputerach przenośnych, by umożliwić klientom biznesowym połączenie elementów ruchomego biura, technologia Bluetooth rewolucjonizuje również łączność między masowo produkowanymi urządzeniami powszechnego użytku, w tym urządzeniami audio i wideo. Zachowawcze oszacowania podają, że do 2005 roku technologia łączności bezprzewodowej Bluetooth będzie wykorzystywana w ponad 650 milionach produktów. 

Proszę sobie wyobrazić: kobieta biznesu pracuje w pociągu używając swojego notebooka. Telefon w jej walizce odgrywa melodię, a na ekranie komputera pojawia się odebrana wiadomość. Telefon dzwoni ponownie. Tym razem jest to rozmowa telefoniczna, którą kobieta odbiera używając zestawu słuchawkowego. W obydwu przypadkach odbiera ona połączenia bez otwierania walizki. Turysta na trasie narciarskiej fotografuje swoim cyfrowym aparatem fascynujący pejzaż zimowy, a telefon komórkowy przypięty do paska pobiera to zdjęcie i przesyła je rodzinie do domu. Student spaceruje sobie ulicą słuchając przez bezprzewodowe słuchawki ulubionej muzyki, którą właśnie pobrał z Internetu do swojego multimedialnego telefonu komórkowego, który trzyma w kieszeni. Przechodząc obok fast-foodu dostaje przez telefon zaproszenie by wstąpić na ulubioną przekąskę za pół ceny. Fani muzyki czekający na koncert są grzecznie upominani –wiadomościami otrzymywanymi przez telefony komórkowe – by je wyłączyć podczas koncertu. 

Philips ma zamiar oferować kompletne rozwiązania Bluetooth – urządzenia, podzespoły, moduły sprzętu i oprogramowania oraz pełen asortyment systemów domowych i przenośnych. W 2001 r. firma wprowadza sterowane głosem zestawy słuchawkowe i systemy bezprzewodowej łączności PC/PDA. Philips przoduje również w dziedzinie tworzenia aplikacji bezprzewodowej transmisji dźwięku i obrazu.
Powoli, ale zdecydowanie, będziemy obserwować w codziennym użyciu coraz więcej urządzeń wykorzystujących tę technologię, uwalniającą projektantów z ograniczeń narzucanych przez dotychczasowe technologie. Jest to proces ewolucyjny, w którym nowe technologie przewodowe i bezprzewodowe będą ze sobą współpracować by zapewnić nieograniczony dostęp, w dowolnym momencie i miejscu, do informacji, rozrywki i łączności. Znajdujące się wszędzie przenośne i stałe urządzenia będą się ze sobą inteligentnie komunikować – bez przerwy lub tylko gdy będzie to konieczne – oddzielając nas w końcu od zbędnego natłoku informacji. Wizja ta (jej demonstrację można obejrzeć na stronie www.philips.com/connected) staje się rzeczywistością dzięki technologiom łączności szerokopasmowej takim jak HAVi (Home Audio Video interoperability), bezprzewodowym sieciom lokalnym (WLAN – wireless local area networks) i technologii łączności bezprzewodowej Bluetooth.

Ilustracja 2: Niektóre z zalet z koncepcji "bez podłączania" technologii Bluetooth

Nazwana od imienia duńskiego króla z dziesiątego wieku (Haralda Blatanda – Sinozębego) technologia Bluetooth została pierwotnie pomyślana jako system radiowej łączności do łączenia komputerów przenośnych, telefonów komórkowych i innych urządzeń przenośnych z Internetem w domu i w biurach. Jednak technologia ta potrafi znacznie więcej. Na przykład: podczas ostatnich prób w Szwecji, pasażerowie pociągów wykorzystywali technologię Bluetooth by łączyć się z siecią komputerową w pociągach ekspresowych. Technologia łączności bezprzewodowej Bluetooth, mająca zunifikować branżę telekomunikacyjną i komputerową, rozszerzyła swój wpływ na wiele dziedzin, gdzie istniała potrzeba wyeliminowania przewodów. Dzięki szybkiemu wprowadzeniu na masową skalę w telefonach komórkowych, komputerach PC, komputerowych urządzeniach peryferyjnych (drukarki, kamery, itp.) oraz notatnikach elektronicznych, masowa produkcja powoduje, że technologia ta staje się również na tyle tania, że może być stosowana w telewizorach, magnetowidach, odtwarzaczach audio i grach elektronicznych – urządzeniach powszechnego użytku, gdzie wielkość produkcji często przekracza milion egzemplarzy. A przystępność nie jest jedyną przyczyną dla której technologia Bluetooth odniesie sukces w środowisku domowym.

Technologia łączności bezprzewodowej Bluetooth jest standardem de facto oraz specyfikacją tanich łączy radiowych krótkiego zasięgu. Obecnie technologia ta oferuje szybkość przesyłu danych do jednego megabita na sekundę, przesyłanie głosu i danych punkt-wielopunkt, pracując w paśmie 2,4 GHz przeznaczonym do zastosowań przemysłowych, naukowych i medycznych (Industrial, Scientific and Medical – ISM). Pasmo to jest wolne na całym świecie, co oznacza, że produkty wykorzystujące tę technologię nie muszą być modyfikowane by spełniać przepisy regulujące wykorzystanie częstotliwości poszczególnych krajów.

Większość krajów zwolniło to pasmo częstotliwości dla technologii Bluetooth. Bluetooth oferuje zasięg do 10 metrów, ale moc nadajnika może zostać niskim kosztem zwiększona, rozszerzając zasięg do 100 metrów. Ponadto, w przeciwieństwie do łącz IrDA (podczerwonych), Bluetooth łączy przez przeszkody – na przykład przez ściany – a łączność może zostać nawiązana natychmiast gdy dwa urządzenia znajdą się w swoim zasięgu, niezależnie od kierunku ustawienia. Co więcej, połączenie Bluetooth może zostać zabezpieczone. Oprócz mechanizmów szyfrowania i weryfikacji tożsamości, Bluetooth wykorzystuje technikę ‘przeskakiwania częstotliwości’ co znacznie utrudnia podsłuchiwanie.

Bezpieczeństwo i inne szczegóły techniczne 
Bluetooth wykorzystuje sygnał radiowy z przeskakiwaniem częstotliwości o widmie rozproszonym (frequency-hopping spread-spectrum – FHSS), zmieniający częstotliwość losowo 1600 razy na sekundę między 79 kanałami, w paśmie częstotliwości tuż powyżej 2,4 GHz. Technika ta pozwala na na pracę w pobliżu siebie wielu innych urządzeń korzystających z tego samego pasma. Technologia umożliwia obsługę do ośmiu urządzeń Bluetooth w pikosieci (dwa lub więcej urządzeń Bluetooth używających tego samego kanału) i oferuje wbudowane mechanizmy zabezpieczające obejmujące weryfikację tożsamości i 128-bitowe szyfrowanie. Wszystko to w połączeniu z automatyczną redukcją mocy by dokładnie odpowiadała potrzebom dla danego połączenia, czyni ten system wyjątkowo trudnym do podsłuchiwania. 

Inne zalety obejmują:

• Natychmiastową synchronizację gdy urządzenia znajdą się w swoim zasięgu, dzięki transmisji we wszystkich kierunkach 

• Wsparcie dla usług izochronicznych (równoczesnych) i asynchronicznych (niezależnych) – łatwa integracja protokołów TCP/IP do łączności sieciowej 

• Prawne uregulowanie wytycznych na całym świecie, gwarantujące brak zakłócania przez inne sygnały 

Słuchawka Bluetooth - Philips 

Powszechne wsparcie branży

Bluetooth Special Interest Group (SIG), złożona z liderów branży telekomunikacyjnej, komputerowej i sieciowej, kieruje rozwojem tej technologii i jej wprowadzaniem na rynek. Bluetooth SIG liczy obecnie ponad 2000 firm-członków. Philips, zaangażowany we wprowadzanie technologii Bluetooth do świata sprzętu A /V, jest również członkiem SIG i odgrywa istotną rolę w opracowywaniu technologii i standardów Bluetooth oraz aktywnie uczestniczy w tworzeniu innowacyjnych koncepcji sieci dla technologii Bluetooth.
Bluetooth SIG ma wiele grup roboczych pracujących nad rozwojem technologii w kluczowych obszarach zastosowań. Grupa robocza Audio/Video, kierowana przez Ruuda van Bokhorsta (Philips) i Markusa Zumkellera (Sony), opracowuje nowe protokoły i profile, opierając się na udanej specyfikacji Bluetooth 1.0. Jako tani, wykorzystujący małe moce, ogólnoświatowy standard łączności bezprzewodowej dla sprzętu audio i wideo powszechnego użytku, technologia Bluetooth w zastosowaniach do sprzętu audio i wideo wymaga znalezienia kompromisu między wydajnością (jakość i zasięg) i zapewnieniem współpracy sprzętu różnych producentów i różnego typu. Grupa pracuje nad tym przygotowując zasady licencjonowania i wykorzystywania. Obecnie prace skupiają się na urządzeniach i zastosowaniach takich jak:

• Słuchawki, głośniki i mikrofony o jakości dźwięku CD 

• Bezprzewodowe wyświetlacze wideo bliskiego zasięgu 

• Transmisja głosu o jakości zapewniającej zrozumienie 

• Bezprzewodowe kamery wideo 

• Obsługa systemów wideokonferencyjnych 

• Szerokopasmowa transmisja głosu 

Grupa pracuje również nad zwiększeniem szybkości transmisji danych by zapewnić pełną rozdzielczość VGA przy transmisji wideo i równoległość z transmisją IP w ramach prac nad protokołami i profilami A /V. Inne prace obejmują poszukiwanie sposobów budowy infrastruktury IP z wykorzystaniem technologii Bluetooth, transmisję strumieniową przez IP, obsługę wymiany i transportu protokołów oraz zawartości różnych konkurujących systemów ochrony zawartości. 

Bluetooth jest jedną z kilku inicjatyw związanych z łączeniem urządzeń (powszechnego użytku) w sieć. Inną z takich inicjatyw jest HAVi, czyli Home Audio Video interoperability – współpraca domowych urządzeń A /V, kierowana przez osiem firm produkujących sprzęt elektroniczny powszechnego użytku. Ta technologia inteligentnej sieci o wysokiej przepustowości (możliwa jest transmisja wielu strumieni A /V) umożliwia łączenie ze sobą domowych urządzeń audio i wideo. Co więcej – i co ważniejsze – HAVi umożliwia współpracę różnych urządzeń w sposób inteligentny i wygodny dla użytkownika, rozpoznając, na przykład, cechy szczególne innych urządzeń i automatycznie rozpoznając czy do sieci podłączone zostało nowe urządzenie lub czy inne urządzenie zostało usunięte. 

Obecnie, aktywny marketing i postępy technologiczne mogą spowodować wejście w inny obszar definicji i zastosowań. Tym niemniej należy podkreślić, że główne techniczne i funkcjonalne różnice między tymi dwiema technologiami stawiają je zdecydowanie w różnych zastosowaniach i na różnych rynkach. HAVi jest początkowo technologią przewodową, zapewniającą szerokopasmową łączność i mechanizmy współpracy w wysokiej jakości sieci urządzeń domowej rozrywki. Z kolei Bluetooth jest technologią bezprzewodową wykorzystującą niskie moce do łączenia małych urządzeń przenośnych, w tym zestawów słuchawkowych i przenośnych urządzeń audio, które znajdują się blisko siebie. 

Bateria z modułem Bluetooth 

Zestaw słuchawkowy z modułem Bluetooth w baterii 

Prace prowadzone w firmie Philips 
W 2001 r., Philips wprowadza wiele nowych urządzeń wykorzystujących technologię Bluetooth, w tym bezprzewodowe zestawy słuchawkowe sterowane głosem i systemy bezprzewodowej transmisji danych.
Dział Philips Consumer Electronics zaprezentował już transmisję sygnału audio o jakości CD z wykorzystaniem technologii Bluetooth i pracuje nad kolejnymi zastosowaniami, takimi jak bezprzewodowe odtwarzacze MP3, zestawy głośnikowe dźwięku dookólnego oraz słuchawki, a także uniwersalne piloty zdalnego sterowania i bezprzewodowe konsole gier. Dla producentów OEM i integratorów systemów dział Philips Semiconductors jako pierwszy producent półprzewodników zaoferował komercyjne układy zgodne z Bluetooth 1.0, a obecnie ma już cały asortyment rozwiązań Bluetooth o wysokim stopniu scalenia. Równocześnie dział Philips Components dostarcza kompletne moduły do szybkiego projektowania nowych produktów. W dziedzinie komunikacji (ludzi) Philips Consumer Communications wprowadził w lutym 2000 r. program ‘Connected Pl@net’. Ten strategiczny długoterminowy projekt obejmuje operatorów, detalistów, media i konsumentów, skupiając się na aspektach społecznych, kulturowych i technologicznych, by przewidzieć przyszłe drogi i środki łączności między ludźmi i między urządzeniami oraz aby tworzyć odpowiednie produkty i usługi, z których część będzie wykorzystywać technologię Bluetooth. Wreszcie, są jeszcze usługi oparte na lokalizacji. Laboratoria badawcze Philipsa badają możliwości wykorzystania technologii Bluetooth i radiowych systemów lokalizacyjnych do kontaktowania się z użytkownikami urządzeń przenośnych (takich jak telefony komórkowe) znajdujących się w określonych miejscach, co stwarza możliwości tworzenia wyspecjalizowanych, opartych na lokalizacji usług informacyjnych (takich jak reklamy), handlowych i komunikacyjnych.

Kolejna granica 
Wraz z szybkim rozwojem zastosowań technologii łączności bezprzewodowej Bluetooth, coraz silniejszy będzie nacisk na rozszerzenie jej możliwości by jak najlepiej funkcjonowała w nowych zastosowaniach. Do technologii Bluetooth trzeba będzie wprowadzić, na przykład, mechanizmy współpracy różnorodnych systemów (taki jak HAVi, patrz „Gdzie tkwią różnice”). Oznacza to zwiększenie funkcjonalności i inteligencji, nie tylko by umożliwić technologii Bluetooth kontaktowanie się i porozumiewanie z innymi podobnymi urządzeniami, ale również by umożliwić interaktywne wykonywanie aplikacji.