Bluetooth

• Sergej Berišaj :: 15. jul 2002

Kupili ste si nov tiskalnik, na katerem je pisalo, da omogoča brezžično tiskanje. Malo čudno pogledate, zastrižete z ušesi, si rečete »okej« ter tiskalnik kupite. Seveda nato čarobno kartonsko škatlico odprete, gizma namestite na že vnaprej očiščeno mesto na mizi ter ven potegnete pravi mali gozd kablov. Po tem, ko se začnete spraševati, kako za vraga priključiti ta tiskalnik brezžično, ter ugotovite, da za to ni možnosti, se vdate v usodo ter priključite tiskalnik na računalnik preko kabla – bodisi širokega LPT bodisi USB. A še vedno vas globoko v podzavesti žge, saj, vraga, niste ugotovili, kako usposobiti tiskalnik v neožičenem načinu. Kaj je to modri zob? Ali ta zob pomaga pri priključitvi? Kako se sploh sporazumeva z drugimi napravami? Slišal sem, da so zob pognali tudi mobiteli, PDAji, osebni računalniki ter da imajo potencial zoba tudi nove gospodinjske naprave. Kaj je na tem?

Kaj je Bluetooth?

Vsi računalniški poznavalci, ki ste se ob branju uvoda le prisrčno nasmehnili ter vedeli, kam piha veter, ste s tehnologijo najbrž že seznanjeni, zato bi vam svetoval da to poglavje preskočite, ker bo napisano malce laično – s podrobnostmi se bomo ukvarjali kasneje. Bluetooth, v materi Kokoški znan tudi kot modri zob, je standard, ki ga je razvila skupina korporacij (natančneje 3com, Ericsson, IBM, Intel, Motorola, Nokia, Toshiba in še nekatere). Bluetooth omogoča brezžično povezovanje med katerimikoli električnimi napravami, ki podpirajo ta standard. Tako lahko takoj odmislimo kakršno koli uporabo žic, kablov ter posredovanj uporabnikov za delovanje opreme. Možnosti, ki jih ponuja Bluetooth, so domala neskončne, saj lahko ob dobri nastavitvi programske opreme preko mobitela, ki je v bližini hladilnika, le-temu naročite, naj nastavi drugačno temperaturo, preveri, kaj mora v e-trgovini še nakupiti, in tako naprej. Nato lahko bluetooth-pečki ukažete, naj ob 18:00 začne s peko peciva na 250 stopinjah Celzija za uro in pol, ukažete bluetooth-banji, naj se napolni z vodo pri 38 stopinjah Celzija, in tako naprej. Možnosti je resnično veliko, a žal primernih izvedb še vedno nismo imeli čast ugledati. Bluetooth je do sedaj doživel največji razmah prav v mobilnih telefonih, saj je slušalka, ki se je preko tega protokola povezala s telefonom, postala pravi mali modni hit. Seveda, cena je bila (in še vedno je) visoka, okoli 50.000 SIT, a je tudi uporabnost visoka. Kakor veste, je v avtomobilu z zakonom prepovedano telefoniranje brez uporabe sistema za prostoročno izvedbo le-tega. Možnosti je več – v avtomobil si lahko namestite hand-free sistem, ki vas obere za zajeten kupček denarja, a ima veliko pomanjkljivosti: sistem je zaklenjen na avto ter na proizvajalca mobilnega telefona, saj je znano, da se hand-free sistemi Nokie in Ericssona ne marajo :). Naslednja rešitev je cenejša, saj lahko za relativno nizek strošek treh (in kusur) tisočakov kupite žično slušalko za telefon. Ta rešitev vas reši vseh kazni s strani policije, a je žica med mobitelom ter slušalko še vedno omejevalen faktor. No, bluetooth vas tega kabla reši, je prenosljiv med avtomobili ter prenosnimi telefoni, tako da lahko rečemo, da je to univerzalna rešitev. Poskus predstavitve v Flash animaciji so naredili tudi na domači strani standarda, oglejte si jo pa na tem naslovu. Zdaj, ko veste, čemu vsemu lahko tehnologija služi, se ji posvetimo še malo bolj podrobno.

Kaj točno je Bluetooth?

Pa pojdimo iz praktičnega v teoretično teoretiziranje :). Bluetooth komunicira z drugimi napravami na frekvenčnem pasu okoli 2.45 gigaherca. Ta frekvenca je bila z mednarodno pogodbo zasedena za uporabo industrijskih, znanstvenih in zdravstvenih naprav. Na tem pasu delujejo naprave, kot so brezžični domači telefoni, radijski daljinski upravljalniki, srčni vzpodbujevalniki (hec :)) ter ostale naprave, ki se med sabo morajo sporazumevati, a niso del neke večje mreže rezerviranega frekvenčnega pasu, katere primerek je vsak mobilni aparatus, ki deluje na rezerviranem frekvenčnem območju 900 ter po novem tudi 1800 MHz.

Interferenca?

Če pogledate na situacijo iz druge strani, vidite, da oddajajo v ISM (Industry, Scientific and Medical) pas tudi naprave, ki jih uporabljamo v hiši. Če Bluetooth ne bi deloval tako, kot bom razložil v naslednjih stavkih, ter bi nesmiselno vztrajal na eni sami frekvenci, in če bi imeli ravno to srečo, da bi kupili radijske brezžične slušalke, ki oddajajo z "malenkost" preveliko močjo, bi vam Bluetooth omrežje v vaši hiši preprosto nehalo delovati. Bluetooth se temu izogne s zaporednim menjavanjem frekvenc na razširjenem frekvenčnem pasu (spread-spectrum frequency hopping). Po standardu bi morala naprava skakati med 79 naključnimi frekvencami v vnaprej določenem časovnem zaporedju, v našem primeru kar 1.600 krat v sekundi. Tako se izognemo interferenci pri oddajanju na isti frekvenci, saj bo tudi v primeru trenutne interference le-ta traja samo 1/1600 sekunde. Ni panike, torej :).

Kaj pa obratna možnost? Da, po načelih fizike je tudi možno, da bi Bluetooth naprava motila ostale okoli sebe. V stanju pripravljenosti porabi Bluetooth naprava en sam milivat, kar je v primerjavi z ostalimi radijskimi napravami zanemarljivo. No, v stanju delovanja v mobilnikih, kjer je rang dosega 10 metrov, se poraba poveča na 2.5 milivata, največjo moč oddajanja pa dosežejo naprave s stalnim napajanjem (katerega primer je tudi Bluetake USB Dongle), ki imajo doseg kar 100 metrov, oddajajo pa s 100 milivati.

Prepoznavanje ter rokovanje

Če imate v sobi, recimo, tri naprave s podporo standardu, ki imajo omogočeno iskanje drugih naprav ter avtomatično povezovanje, se bo zgodilo to: naprave bodo skočile iz stanja pripravljenosti v stanje delovanja ter ustvarila PAN (Personal Area Network), ljubkovalno Piconet, ter med sabo začele izmenjevati potrebne podatke. Da do tega pride, se naprave med sabo frekvenčno uskladijo, kar pomeni, da 1600x v sekundi zamenjajo frekvenco na enako vrednost, kar omogoča dvoje: naprave lahko med sabo prenašajo podatke ter hkrati ne morejo motiti ostalih možnih postavljenih piconetov v ožjem območju. V primeru, da imate v sobi, recimo, tri različne piconete, bodo vsak zase skakali sinhrono ter tako ne motili drug drugega. Pa hitrosti piconetov?

Spidiranje

Možnosti sta dve - pakete lahko izmenjujete simetrično ali asimetrično. Bluetooth podpira sedem različnih hitrosti prenosa, zato je najbolje, da jih preberete iz tabele, razlaga sledi spodaj:

Tip paketa	Največja simetrična hitrost	Največja asimetrična hitrost	Največja povratno-asimetrična hitrost
DM1	108.8	108.8	108.8
DH1	172.8	172.8	172.8
DM3	258.1	387.2	54.4
DH3	390.4	585.6	86.4
DM5	286.7	477.8	36.3
DH5	433.9	723.2	57.6
AUX1	185.6	185.6	185.6

Vsi podatki v tabeli so podani v kilobitih v sekundi. Tako, preko teh kanalov lahko Bluetooth podpira bodisi en asinhron podatkovni kanal bodisi do tri simultane glasovne kanale pasovne širine 64 kb/s ali pa kar kombinacijo obojega, kanal, ki vsebuje tako podatkovni kot glasovni kanal. Če potrebujete vzpostavitev sinhrone povezave, kar pomeni, da kanita obe napravi tako prejemati kot pošiljati podatke, glejte levi del tabele. Kot vidite, v najboljših pogojih hitrost doseže 433.9 kilobitov v sekundi za vsako napravo. Primer asinhrone povezave je bolj zanimiv, saj ga potrebujemo v primeru, da naprava na drugi strani vrača samo kontrolne podatke o delovanju in ne večje količine podatkov (primer: bluetooth tiskalnik). V tem primeru se hitrost povezave poveča v najboljšem primeru na 723.2 kilobita v sekundi (srednji stolpec) v eno smer, za potrditev sprejema podatkov pa si naprava za povratno informacijo rezervira 57.6 kilobitov v sekundi (desni stolpec).

Varnost

Okej, si pravite, kaj pa "hekanje" v piconete? Ne bom rekel, da je nemogoče, ker bi si potem nase nakopal cele "bluetooth hacker" skupine :). Vdreti se da v katerikoli, pa najsibo še tako zavarovan. Vse kar potrebujete, je čas in denar. Vseeno - v Bluetooth piconet ne morete kar tako vdreti. Če vam že uspe najti vseh 29 frekvenc v pravem zaporedju ter ujeti tisočšeststotinko sekunde ter to ponavljati, vam je uspelo dobiti vse podatke, ki se po piconetu pretakajo. Čestitam, sedaj jih morate le še dekodirati :). Enostavneje je enostavno uporabiti podatkovno napravo, ki podpira bluetooth, se vključiti v njen piconet ter ugotoviti geslo, pa imate zastonj internet :). No, tukaj pride v poštev element človeške neumnosti, saj je popolnoma enostavno na Bluetooth strežniku izključiti zaščito z geslom.

Pa izven Evrope?

Če je Bluetooth mišljen kot standard, ki bi zmogel povezovanja tako raznovrstnih naprav, bi človek pričakoval, da bi bile naprave med seboj združljive. Trditev je skoraj točna, zatakne se le na Japonskem. Zaradi prezasedenega ICM pasu lahko tam Bluetooth skače samo po 23 različnih frekvencah in ne po 79, kot je v navadi za ostali svet. Spekter v Evropi obsega torej 79 enomegaherčnih pasov (2.402 - 2.480 MHz), na Japonskem pa le 23 le-teh (2.472 - 2.497 MHz). Združljivostnih težav vseeno ne bi smeli srečevati.

Zakaj Bluetooth?

Čudno, zakaj se tehnologija imenuje Bluetooth, in ne kako bolj maksimalistično, kot na primer "Wire Less Two Kay Plus One" ali pa "Portable Plus"? Harald Bluetooth je bil danski kralj na prelomu v drugo tisočletje. Uspelo mu je združiti Dansko ter del Norveške v skupno kraljestvo ter ta narod pokristjaniti. Zanimivo - poimenovanje se mi zdi v času raznih WAPov, LANov, USBjev ter IEEEjev še najbolj posrečeno.

Zaključek

Upam, da sem vam s tem člankom razširil obzorja glede te tehnologije. Če bi si radi na to temo prebrali še kaj, vam priporočam tole bazo znanja. Zakaj sem napisal ta članek? Zato, ker bo v roku treh dni objavljen še test PC-vmesnika za Bluetooth. Pa saj ne bi radi brali testa naprave, za katero ne veste, kaj počne, ane :)?