Технология Bluetooth во всех ее проявлениях

Елманов Олег (SpyDr@comail.ru)

Спецвыпуск Xakep, номер #034, стр. 034-016-2

Ширина канала для Bluetooth-устройств составляет 723,2 Кбит/с в асинхронном режиме или 433,9 Кбит/с в полностью синхронном режиме. Через Bluetooth-соединение можно также передавать аудиоинформацию - через 3 канала по 64 Кбит/сек каждый, в случае, если не передаются другие данные. Конечно, возможна и комбинированная передача (данные и голос).

В части организации обмена данными, Bluetooth соответствует спецификации стандарта локальных сетей IEEE 802 и использует сигналы с расширением спектра путем скачкообразной перестройки частоты (FHSS) по псевдослучайному закону. Модули Bluetooth работают тактами длительностью 625 мкс. Каждому модулю в пределах каждого такта назначается соответствующий частотный канал и режим передачи или приема. Таким образом, базовая частота может изменяться, принимая одно из 79 значений с интервалом 1 МГц, начиная от 2,400 ГГц и заканчивая 2,480 ГГц. Скорость перехода с одной частоты на другую может достигать 1600 Гц.

Выбор подобного режима работы радиоканала позволяет решить сразу несколько проблем, и прежде всего это относится к взаимным помехам с другими устройствами. Дело в том, что в данном диапазоне частот уже функционирует большое количество самых различных промышленных, медицинских и бытовых устройств, включая микроволновые печи, автомобильные сигнализации и т.п. Так как использование всех этих устройств разрешено на безлицензионной основе, а значит и без выполнения соответствующего частотного и территориального планирования их размещения, то выбор любой фиксированной частоты неизбежно рано или поздно приводил бы к "частотному конфликту" с другими устройствами и невозможности работы из-за взаимных радиопомех. Использование же метода быстрой смены частот приводит к тому, что поражение отдельных частот помехами будет приводить к потерям только небольших фрагментов данных, которые могут быть легко восстановлены путем применения помехозащищенного кодирования. Кроме этого, смена частот по псевдослучайному закону снижает влияние интерференционных замираний сигналов за счет переотражений от окружающих предметов, а также затрудняет перехват передаваемой информации.

Установление соединения

Одной из важнейших особенностей Bluetooth является автоматическая установка соединения между двумя находящимися в пределах досягаемости Bluetooth-устройствами. Весь процесс поиска и соединения очень прост. Первоначально все Bluetooth-устройства находятся в режиме Standby, в котором они каждые 1,28 с. прослушивают 32 фиксированные частоты. Устройство, оказавшись в незнакомом окружении, начинает посылать запросы на этих частотах.

При приеме запроса Bluetooth-устройство реагирует на него в соответствии с режимом, в котором оно находится. В режиме отклика (discoverable mode) устройство всегда отвечает на все полученные запросы. Режим ограниченного отклика (limited discoverable mode) подразумевает, что устройство может отвечать на запросы только ограниченное время или при других определенных условиях. Третий режим, отказа в отклике (non-discoverable mode), запрещает устройству отвечать на запрос.