Interfacce wireless

I notebook possono avere una porta IrDA, un adattatore Bluetooth e un'interfaccia Wi-Fi.

Porta IRDA comune, ma non molto comodo da usare. Quando lo si utilizza, è necessario posizionare gli "occhi" delle porte a infrarossi situate su entrambi i dispositivi collegati in linea di vista ea una piccola distanza l'uno dall'altro (non più di 10 cm, indipendentemente da quanto affermano i produttori), e assicurare anche la loro quasi completa immobilità durante l'intera sessione di comunicazione. Anche un piccolo spostamento delle porte, di norma, porta a un'interruzione della connessione. Pertanto, è praticamente impossibile utilizzare una connessione IrDA, ad esempio, nei trasporti. Inoltre, anche quando entrambi i dispositivi collegati sono fermi l'uno rispetto all'altro, la cattiva connessione a infrarossi può interrompersi senza una ragione apparente.

Più recentemente, IrDA è stata l'interfaccia wireless più comune. Tale porta era presente nella maggior parte dei laptop, in tutti i computer tascabili che consentono l'utilizzo autonomo, nelle stampanti e nella maggior parte dei telefoni cellulari. L'ultimo è il più importante perché telefono cellulareè il mezzo più comune per accedere a Internet da un computer portatile. La velocità di trasferimento dei dati attraverso la porta a infrarossi arriva fino a 115,2 Kbps.

Il laptop può avere due porte a infrarossi: una per stabilire la comunicazione con altri dispositivi digitali e l'altra per il telecomando telecomando(figura 4.5). L '"occhio" della porta destinata al telecomando si trova solitamente nella parte anteriore del laptop, ma può anche essere esterno (in questo caso è "fissato" alla porta USB). Il telecomando (nel linguaggio comune - "bradipo") è rilevante quando si utilizza un laptop come lettore di file audio e video. Per altri scopi, la porta IrDA per la console non può essere utilizzata: non consentirà la comunicazione con i dispositivi digitali.

Riso. 4.5. Puoi collegare un telecomando al tuo laptop per presentazioni facili

Bluetooth- un dispositivo che trasmette dati a velocità fino a 722 Kbps, senza dubbio, è un serio concorrente di IrDA.

L'uso di un canale radio per fornire una connessione wireless non richiede il posizionamento dei dispositivi collegati in linea di vista. Ad esempio, è possibile connettersi al telefono senza estrarre il dispositivo dalla custodia, stampare su una stampante situata nell'angolo più lontano della stanza, ecc. Inoltre, la connessione radio è più stabile di quella stabilita tramite la porta a infrarossi. Inoltre, il Bluetooth è stato utilizzato con successo per creare punti di accesso personali. Sempre più popolari sono i modelli in cui il modem - via cavo o ADSL - utilizza una connessione Bluetooth per comunicare con un laptop. A prima vista, questa soluzione sembra eccessivamente sofisticata, ma a un esame più attento risulta essere molto conveniente. D'accordo, è sciocco avere un laptop, la cui mobilità, anche nel tuo appartamento, è limitata dalle connessioni cablate.

Interfaccia senza fili Wifi, noto anche come IEEE 802.11, RadioEthernet o nella terminologia Apple, Aeroporto Extreme, utilizzato per l'accesso LAN wireless. Esistono molti standard IEEE 802.11. La velocità di trasferimento dei dati attraverso il più comune di essi - IEEE 802.11a - è di 54 Mbps. Le soluzioni appropriate sono apparse molto tempo fa, ma sono state utilizzate principalmente in reti aziendali e solo relativamente di recente è diventato disponibile per l'utente di massa.

Oggi la parola hotspot è probabilmente nota a tutti. Questo è il nome di un'area pubblica con copertura Wi-Fi, ovvero un luogo in cui puoi entrare con il tuo laptop e connetterti alle risorse della rete locale (di solito Internet, ma sono possibili altre opzioni). L'accesso può essere gratuito, a pagamento o fornito a determinate condizioni (ad esempio, i visitatori del ristorante ordinano cibo e bevande). Oggi in Occidente, tali punti esistono in tutti i principali hotel, stazioni ferroviarie, aeroporti e altri luoghi in cui si concentrano gli utenti mobili: in molti caffè, ristoranti, Internet cafè, biblioteche, centri commerciali (vedi siti www.jiwire.com, www. wifinder.com, www.totalhotspots.com, ecc.). Le zone con copertura Wi-Fi (sia a pagamento che gratuita) si stanno diffondendo anche in Russia. I siti con dati sulla posizione di tali punti in diverse città (ad esempio www.freewifi.ru, http://wifi.yandex.ru o http://wifi.ru/) stanno diventando una delle categorie più popolari di Risorse Internet. Basta uno sguardo alla loro lista per capire che la connessione Wi-Fi non è una “cosa” europea o metropolitana, visto che un punto di accesso si può trovare in una città più o meno grande di qualsiasi Paese. Ciò significa che la presenza di un adattatore appropriato in un laptop con cui prevedi di spostarti non solo all'interno del tuo appartamento o ufficio è un'esigenza urgente.

Nota

L'aumento della popolarità del Wi-Fi è in gran parte dovuto alle politiche di Intel. La società sta promuovendo attivamente questo metodo di accesso wireless alle risorse Internet e sta promuovendo la tecnologia Centrino, una parte integrante della quale è un adattatore Wi-Fi. Di conseguenza, gli adattatori Wi-Fi sono molto più comuni nei laptop rispetto ai moduli Bluetooth.

La maggior parte dei laptop prodotti oggi dispone di adattatori Wi-Fi integrati. Tuttavia, se non ne hai uno nel tuo laptop, non preoccuparti: puoi acquistare un adattatore Wi-Fi esterno per quasi tutti i laptop che si collegano a una porta USB o sono realizzati sotto forma di una scheda PC.

Connettori e porte

Tutti i laptop moderni sono dotati di Porte USB, a cui è possibile collegare quasi tutti i moderni dispositivi periferici. Interfaccia USB 2.0 offre velocità di trasferimento dati fino a 60 Mbps ed è retrocompatibile con USB 1.1. Questo termine complicato significa questo Porte USB 2.0, puoi collegare dispositivi che supportano USB 1.1 e questi dispositivi funzioneranno correttamente, sebbene la velocità di scambio dei dati non supererà i 12 Mbps (ovvero, sarà quella fornita dalla versione "più giovane" dello standard).

È buona norma equipaggiare un laptop Porte FireWire(Il nome ufficiale dell'interfaccia è IEEE 1394, noto anche come i.Link). Questa interfaccia non è necessario, ma può essere conveniente quando si collegano dispositivi periferici con cui si effettua un intenso scambio di dati: videocamere digitali, lettori di schede di memoria (Card-Reader), unità esterne(entrambe le unità CD e DVD e basate su disco rigido), fotocamere digitali con sensori di grandi dimensioni, ecc. La velocità di trasferimento dei dati tramite FireWire è fino a 400 Mbps.

Da porte di vecchi formati - LPT, COM E PS/2(sono chiamati legacy - ereditati) - i produttori di laptop si stanno gradualmente rifiutando. Questo è corretto, poiché meno persone lavorano, ad esempio, con stampanti collegate tramite LPT e con mouse che utilizzano un'interfaccia COM. Pertanto, queste porte non vengono praticamente più utilizzate e l'utente deve portare con sé un carico aggiuntivo. Lascia che siano solo poche decine di grammi, eppure ...

L'eccezione è la porta PS/2. La sua presenza nel laptop è ancora rilevante. Innanzitutto, le tastiere USB sono leggermente più costose delle tastiere PS/2. In secondo luogo, è ancora utilizzato un gran numero di mouse collegati tramite questa interfaccia e qualsiasi utente preferirà lavorare con un manipolatore familiare.

Tutti i laptop sono attrezzati Connettore VGA, che consente di collegare un monitor esterno o un proiettore ai computer (Fig. 4.6).

Riso. 4.6. Alcuni laptop (solitamente modelli progettati per uso professionale) consentono di collegare due monitor esterni contemporaneamente

Alcuni produttori equipaggiano i loro laptop interfacce proprietarie. Ad esempio, alcuni sistemi ThinkPad (precedentemente IBM e ora Lenovo) dispongono di un connettore UltraPort proprietario che consente di collegare al sistema un modulo IR, un modulo Bluetooth, una videocamera per PC e alcuni altri dispositivi. Anche altre società hanno i propri standard di interfaccia. Per esempio, Notebook Asus erano dotati di un'interfaccia Ai-Box proprietaria che consente di collegare le unità disco. Tuttavia, la gamma di dispositivi periferici collegati alle interfacce proprietarie non è numerosa, non sono molto diffusi e sono piuttosto costosi, e quindi vengono utilizzati molto raramente.

Quando si sceglie un laptop, prestare attenzione alla posizione relativa delle porte (Fig. 4.7). Se i loro connettori si trovano uno vicino all'altro, sarà scomodo lavorare: collegarne uno dispositivo esterno può praticamente bloccare l'accesso ai porti vicini. Come dimostra la pratica, non vi è alcun vantaggio dalle interfacce i cui connettori si trovano uno sopra l'altro: quando un dispositivo è collegato a uno di essi, il secondo è inaccessibile.

Riso. 4.7. La disposizione reciproca delle porte influisce in modo significativo sull'usabilità

Consiglio

Il laptop deve avere più porte USB; le porte legacy sono ridondanti, FireWire è usato raramente (tuttavia, se si dispone di una videocamera DV, è necessaria un'interfaccia di questo tipo) e le porte proprietarie sono generalmente irrilevanti.

modem fax

I modem per le linee telefoniche sono integrati in tutti i laptop moderni. Non siamo riusciti a trovare sul mercato un modello che non abbia un modem integrato a 56 Kbps.

I modem per notebook non sono diversi l'uno dall'altro, la velocità di trasferimento dei dati raggiunta quando si utilizza il russo reti telefoniche piu 'o meno lo stesso.

Certo, i modem installati nei laptop possono inviare e ricevere fax, ma oggi questa forma di comunicazione è considerata obsoleta e viene rapidamente sostituita. e-mail. Tuttavia, i fax continuano ad essere utilizzati per inviare documenti, immagini, saluti, ecc., quindi la componente fax del sottosistema di comunicazione del laptop sembra essere rilevante per un bel po' di tempo.

Va inoltre notato che la solita connessione tramite modem sta iniziando a essere attivamente sostituita da ADSL e tecnologie satellitari. Molti utenti potrebbero non aver bisogno del modem integrato nel laptop.

Scheda di rete

In qualsiasi laptop è presente un adattatore per la connessione a una rete locale. Nella maggior parte dei casi si tratta di Ethernet 10/100, ma oggi esistono computer portatili dotati di schede Ethernet che supportano connessioni da 1 Gb/s. Differenze significative per l'utente tra diversi adattatori di rete non ci sono laptop.

Tastiera

Una tastiera comoda è essenziale per lavoro comodo su un computer portatile! Tuttavia, gli utenti spesso se ne dimenticano quando scelgono computer portatile attenzione a tutto tranne che alla tastiera.

È impossibile valutare a occhio la comodità del sistema I / O, quindi prima di acquistare un laptop, dovresti digitare almeno un breve testo sulla sua tastiera per capire se sei a tuo agio nel lavorare. Non aspettarti alcun conforto speciale quando conosci per la prima volta una tastiera insolita, ma non dovrebbe esserci alcuna irritazione pronunciata dal toccare i tasti con le dita. Se la tastiera del laptop che intendi acquistare ti infastidisce, è meglio provare a trovare un altro modello: la tastiera in computer portatileè integrato e non può essere sostituito!

Attenzione!

La tastiera del laptop non deve piegarsi sotto le dita quando si premono i tasti! Un computer portatile con questa caratteristica dovrebbe essere scartato.

Ulteriori trucchi che migliorano l'ergonomia della tastiera non vengono quasi mai utilizzati nei laptop. A meno che Acer a volte non abbia file di tasti leggermente curve sui suoi modelli, ma questo non cambia molto la situazione.

La tastiera del laptop di solito ha tasti aggiuntivi (Fig. 4.8). Spesso eseguono funzioni codificate limitate all'avvio di determinate applicazioni: un browser, un sistema di posta elettronica, un programma per stabilire la comunicazione con un provider, ecc. In alcuni laptop, è possibile programmare tasti aggiuntivi per azioni diverse da quelle impostate per impostazione predefinita .

Riso. 4.8. La tastiera del laptop di solito ha tasti aggiuntivi che possono essere configurati per avviare le applicazioni più comunemente utilizzate.

Lezione 13. Interfacce wireless di dispositivi periferici

1. Interfaccia IRDA a infrarossi

2. interfaccia radiofonicaBluetooth

1. Interfaccia IrDA a infrarossi

Le interfacce wireless (wireless) consentono di liberare i dispositivi dai cavi di interfaccia che li collegano, il che è particolarmente interessante per periferiche di piccole dimensioni, proporzionate per dimensioni e peso ai cavi. Le interfacce wireless utilizzano onde elettromagnetiche a infrarossi (IrDA) e a radiofrequenza (Blue Tooth). Oltre a queste interfacce di dispositivi periferici, esistono anche metodi wireless per la connessione a reti locali.

L'uso di emettitori e ricevitori nella gamma degli infrarossi (IR) rende possibile l'esecuzione comunicazone wireless tra una coppia di dispositivi separati da diversi metri. Infrarossi - Connessione IR (infrarossi). - sicuro per la salute, non provoca interferenze nella gamma delle radiofrequenze e garantisce la riservatezza della trasmissione. I raggi IR non passano attraverso i muri, quindi l'area di ricezione è limitata a un'area piccola e facilmente controllabile. La tecnologia a infrarossi è interessante per comunicare con i laptop computer fissi o PU. Alcuni modelli di stampanti hanno un'interfaccia a infrarossi, sono dotati di molti dispositivi moderni di piccole dimensioni: PDA, telefoni cellulari, fotocamere digitali, ecc.

Esistono sistemi a infrarossi:

Bassa (fino a 115,2 Kbps)

Medio (1.152 Mbps)

Alta velocità (4 Mbps).

I sistemi a bassa velocità vengono utilizzati per lo scambio di messaggi brevi.

Alta velocità: per lo scambio di file tra computer, la connessione a rete di computer, output su una stampante, un proiettore, ecc. Sono previsti bit rate più elevati, che consentiranno il trasferimento di "video dal vivo".

Nel 1993 è stata costituita un'associazione di sviluppatori di sistemi di trasmissione dati a infrarossi. IRDA (Associazione dati a infrarossi), progettato per garantire la compatibilità di apparecchiature di diversi produttori. La norma attuale IRDA 1.1 insieme al quale ci sono anche i sistemi di Hewlett Packard - HP-SIR(Hewlett Packard a infrarossi lenti) E Affilato - CHIEDERE (IR con chiave spostata in ampiezza). Queste interfacce forniscono le seguenti velocità di trasferimento:

IrDA SIR (infrarosso seriale), HP-SIR - 9,6-115,2 Kbps;

· in IrDA HDLC, noto anche come IrDA MIR (Middle Infra Red) - 0,576 e 1,152 Mbps;

IrDA FIR (Fast Infra .Red) - 4 Mbps;

ASKIR - 9,6-57,6 Kbps.

L'emettitore per la comunicazione IR è un LED avente una caratteristica spettrale di potenza di picco di 880 nm. Il LED fornisce un cono di radiazione efficace con un angolo di circa 30°. Come ricevitore vengono utilizzati diodi PIN, che ricevono efficacemente i raggi IR in un cono di 15 °. La specifica IrDA definisce i requisiti per la potenza del trasmettitore e la sensibilità del ricevitore, con la potenza minima e massima del raggio IR specificata per il ricevitore. Il ricevitore non "vedrà" impulsi di potenza troppo bassa e troppa potenza "acceca" il ricevitore: gli impulsi ricevuti si fonderanno in un segnale indistinguibile.

Oltre al segnale utile, il ricevitore è affetto da interferenze: esposizione alla luce solare o lampade ad incandescenza, che danno una componente costante di potenza ottica, e interferenze da lampade fluorescenti, fornendo una componente variabile (ma a bassa frequenza). Questi rumori devono essere filtrati. La specifica IrDA fornisce un tasso di errore in bit (BER - Bit Error Ratio) non superiore a 10 9 a una distanza fino a 1 me luce diurna (illuminamento - fino a 10 klux).

Specifica IRDA definisce un sistema multilivello di protocolli, che considereremo dal basso verso l'alto.

I seguenti sono opzioni possibili IRDA SU livello fisico.

· IrDA SIGNORE - per velocità di 2,4-115,2 Kbps, viene utilizzata una modalità di trasmissione asincrona standard (come nelle porte COM): start bit (zero), 8 bit di dati e stop bit (singolo). Il valore zero di un bit è codificato da un impulso con una durata di intervallo di 3/16 bit (1,63 μs a una velocità di 115,2 Kbps), un valore unitario è codificato dall'assenza di impulsi (modalità IrDA SIR-A). Pertanto, nella pausa tra gli invii, il trasmettitore non brilla e ogni invio inizia con un impulso di start-bit. La specifica 1.1 prevede un'altra modalità: IrDA SIR-B, con una durata dell'impulso fissa di 1,63 µs per tutte queste velocità.

· CHIEDI IR - per velocità di 9,6-57,6 Kbps viene utilizzata anche la modalità asincrona, ma la codifica è diversa: il bit zero viene codificato inviando impulsi con una frequenza di 500 kHz e il bit singolo viene codificato dall'assenza di impulsi.

· IRDA HDLC- per velocità di 0,576 e 1,152 Mbps, viene utilizzata una modalità di trasmissione sincrona e una codifica simile a SIR, ma con una durata dell'impulso di 1/4 di intervallo di bit. Il formato del frame corrisponde al protocollo HDLC, l'inizio e la fine del frame sono contrassegnati dai flag 01111110, all'interno del frame questa sequenza di bit è esclusa utilizzando il bit stuffing. Per il controllo della validità, il frame contiene un 16 bit CRC-codice.

· IrDA ABETE (IrDA4PPM)- Per 4 Mbps viene applicata anche la modalità sincrona, ma la codifica è leggermente più complicata. Qui ogni coppia di bit adiacenti è codificata con un codice di impulso di posizione: 00 - 1000, 01 - 0100, 10 - 0010, 11 - 0001 (in quadrupli di caratteri, si intende inviare un impulso nel corrispondente quarto di due- intervallo di bit). Questo metodo di codifica consente di dimezzare la frequenza di accensione del LED rispetto al precedente. La costanza della frequenza media degli impulsi ricevuti facilita l'adattamento al livello di illuminazione esterna. Per migliorare l'affidabilità, viene utilizzato un codice CRC a 32 bit.

Sopra il livello fisico protocollo di accesso IrLAP (Irda Protocollo di accesso al collegamento a infrarossi)- modifica del protocollo HDLC, che riflette le esigenze della comunicazione IR. Converte i dati in frame e previene i conflitti tra dispositivi; se ci sono più di due dispositivi che si "vedono", uno di essi viene assegnato come primario e il resto come secondario. La comunicazione è sempre half duplex. IrLAP descrive la procedura per stabilire, numerare e chiudere le connessioni. La connessione viene stabilita ad una velocità di 9600 bps, dopodiché viene negoziato il tasso di cambio al massimo tra quelli disponibili per entrambi (9.6, 19.2, 38.4, 57.6 o 115.2 Kbps) e vengono stabiliti i canali logici (ciascun canale controllato da un master ).

Sopra IrLAP situato protocollo di controllo della connessione IrLMP (Protocollo di gestione del collegamento a infrarossi IrDA). Con il suo aiuto, il dispositivo informa gli altri della sua presenza nell'area di copertura (configurazione del dispositivo IRDA può cambiare dinamicamente: per cambiarlo basta portare un nuovo dispositivo o portarlo via). Protocollo IrLMP consente di scoprire i servizi forniti da un dispositivo, ispezionare i flussi di dati e fungere da multiplexer per le configurazioni con molti dispositivi disponibili. Le applicazioni possono utilizzare IrLMP per scoprire se il dispositivo desiderato è nel raggio d'azione. Tuttavia, questo protocollo non fornisce la consegna dei dati garantita.

strato di trasporto prevista dal protocollo Piccolo TP (protocolli di trasporto IrDA)- i canali virtuali tra i dispositivi vengono serviti qui, gli errori vengono elaborati (pacchetti persi, errori di dati, ecc.), i dati vengono impacchettati in pacchetti e i dati iniziali vengono assemblati dai pacchetti (il protocollo assomiglia a TCP). Il protocollo può funzionare anche a livello di trasporto IrTP.

Protocollo IrCOMM consente di emulare una connessione cablata convenzionale tramite comunicazione IR:

· 3 fili su RS-232C (TXD, RXD e GND);

· 9 fili via RS-232C (l'intero set di segnali della porta COM);

· Centronics (emulazione interfaccia parallela).

Protocollo IrLAN fornisce l'accesso alle reti locali; consente la trasmissione di frame di rete ethernetEanello simbolico. La connessione IR LAN richiede un fornitore di dispositivi con un'interfaccia IRDA, connesso nel solito modo (cablato) alla rete locale, e il supporto software corrispondente nel dispositivo client (che deve entrare nella rete).

Protocollo di scambio di oggetti IROBEX (protocollo di scambio di oggetti)- un semplice protocollo che definisce i comandi PUT e GET per lo scambio di dati binari "utili" tra dispositivi. Questo protocollo si trova sopra il protocollo MinuscoloTR. Al protocollo IROBEX esiste un'estensione per le comunicazioni mobili che definisce la trasmissione di informazioni relative alle reti GSM (notebook, agenda, controllo chiamate, trasmissione digitale voci, ecc.), tra il tuo telefono e computer di diverse dimensioni (dal desktop al PDA).

Questi protocolli non esauriscono l'intero elenco dei protocolli relativi alle comunicazioni IR. Si noti che per il controllo remoto degli elettrodomestici (televisori, videoregistratori, ecc.) viene utilizzata la stessa gamma di 880 nm, ma frequenze e metodi di codifica fisica diversi.

Ricetrasmettitore IRDA può essere collegato al computer in vari modi; in direzione unità di sistema può essere interno (posizionato sul pannello frontale) o esterno, posizionato ovunque. Il ricetrasmettitore deve essere posizionato tenendo conto dell'angolo di "visione" (30° al trasmettitore e 15° al ricevitore) e della distanza dal dispositivo richiesto (fino a 1 m).

Ricetrasmettitori interni a velocità fino a 115,2 Kbps (IrDA SIR, HP-SIR, ASK-IR) sono collegati tramite chip UART convenzionali compatibili con 16450/16550 attraverso circuiti modulatore-demodulatore relativamente semplici. In un certo numero di moderni schede madri la porta COM2 può essere configurata per utilizzare l'infrarosso (fino a 115,2 Kbps) Per fare ciò, oltre all'UART, il chipset contiene circuiti modulatori e demodulatori che forniscono uno o più protocolli di comunicazione a infrarossi. Per utilizzare la porta COM2 per la comunicazione a infrarossi, Configurazione CMOSè necessario selezionare la modalità appropriata (infrarossi vietati significa uso normale COM2). Esistono adattatori interni sotto forma di schede di espansione (per pneumatici ISA, PCI, scheda PC), per il sistema sembrano aggiuntivi COM- porti.

A tassi di cambio medi e alti, vengono utilizzati chip controller specializzati IRDA, incentrato sullo scambio intensivo di programmi (PIO) O DMA, con controllo bus diretto. Qui, il chip UART convenzionale non è adatto perché non supporta la modalità sincrona e l'alta velocità. Controllore IRDA ABETE eseguito sotto forma di scheda di espansione o integrato nella scheda di sistema; di norma, tale controller supporta anche le modalità SIGNORE.

Il ricetrasmettitore è collegato al connettore Connettore IR scheda di sistema, direttamente (se è installata sul pannello frontale del computer) o tramite un connettore intermedio (mini-DIN) situato sulla staffa cieca sul retro del case. Sfortunatamente, non esiste un singolo layout del circuito sul connettore interno e, per una maggiore flessibilità, il ricetrasmettitore (o connettore intermedio) viene fornito con un cavo con pin del connettore separati.

Per uso applicativo IRDA oltre alla connessione fisica dell'adattatore e del ricetrasmettitore, è richiesta l'installazione e la configurazione dei driver appropriati.

Nel controller Windows 9x/ME/2000 IRDA entra nel "Network Neighbourhood". Il software configurato lo consente

Stabilire una connessione alla rete locale (per accedere a Internet, utilizzare le risorse di rete);

Trasferire file tra una coppia di computer;

Stampa dati;

Sincronizzare i dati di PDA, telefono cellulare e computer desktop;

Carica le immagini acquisite dalla fotocamera su un computer ed esegui una serie di altre azioni utili senza preoccuparti della gestione dei cavi.

2. Interfaccia radioBluetooth

Bluetooth (blue tooth) è lo standard de facto per mezzi miniaturizzati ed economici per la trasmissione di informazioni a brevi distanze tramite comunicazione radio tra computer mobili (e desktop), telefoni cellulari e qualsiasi altro dispositivi portatili.

La specifica è sviluppata da un gruppo di aziende leader nei settori delle telecomunicazioni, dei computer e delle reti: 3Com, Agere Systems, Ericsson, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba. Questo gruppo, che ha formato il Bluetooth Special Interest Group, ha portato la tecnologia sul mercato. La specifica Bluetooth è liberamente disponibile sul Web (www.blueto6th.com), sebbene sia piuttosto voluminosa (circa 15 MB di file PDF). L'apertura del disciplinare dovrebbe contribuire alla sua rapida diffusione, che è già osservata nella pratica. Qui ci permettiamo di abbreviare il nome della tecnologia in "BT" (questa è un'abbreviazione non ufficiale). Il nome stesso deriva dal soprannome del re danese che unì Danimarca e Norvegia: questo è un accenno al ruolo unificante universale della tecnologia.

Ogni dispositivo BT dispone di un trasmettitore e ricevitore radio operanti nella banda di frequenza a 2,4 GHz. Questa gamma nella maggior parte dei paesi è riservata alle apparecchiature industriali, scientifiche e mediche e non richiede licenze, il che garantisce l'applicabilità onnipresente dei dispositivi. Per VT vengono utilizzati canali radio con modulazione di frequenza discreta (binaria), la frequenza portante dei canali è F = 2402 + k (MHz), dove k è 0,...,78. Per diversi paesi (ad esempio, la Francia, dove l'esercito opera in questo intervallo), è possibile una versione abbreviata con F = 2454 + k (k = 0,...,22). La codifica è semplice: una deviazione di frequenza positiva corrisponde a un'unità logica, una deviazione di frequenza negativa corrisponde a zero. I trasmettitori possono essere di tre classi di potenza, con una potenza massima di 1, 2,5 e 100 MW, e deve essere possibile ridurre la potenza per risparmiare energia.

La trasmissione viene effettuata con il salto della frequenza portante da un canale radio all'altro, il che aiuta nella lotta contro le interferenze e l'attenuazione del segnale. Il canale fisico di comunicazione è rappresentato da una certa sequenza pseudo-casuale di canali radio utilizzati (79 o 23 possibili frequenze).

Un gruppo di dispositivi che condividono lo stesso canale (cioè che conoscono la stessa sequenza di hopping) costituisce il cosiddetto piconet (piconet), che può includere da 2 a 8 dispositivi.

Ogni piconet ha un master e fino a 7 slave attivi. Inoltre, i dispositivi slave “parcheggiati” possono trovarsi all'interno dell'area di copertura del dispositivo master nella propria piconet: anch'essi “conoscono” la sequenza degli hop e sono sincronizzati (tramite hop) con il master, ma non possono scambiare dati finché il maestro permette loro di fare attività. Ogni piconet slave attivo ha il proprio numero temporaneo (1-7); quando il dispositivo slave è disattivato (parcheggiato), dà il suo numero agli altri. Alla successiva attivazione potrebbe già ricevere un numero diverso (ecco perché è temporaneo).

I piconet possono sovrapporsi alle aree di copertura, formando una rete "sparsa" (scatternet). Allo stesso tempo, c'è solo un master in ogni piconet, ma i dispositivi slave possono essere inclusi in più piconet attraverso la condivisione del tempo (parte del tempo in cui il dispositivo funziona in una piconet, parte in un'altra). Inoltre, il master di una piconet può essere lo slave di un'altra piconet. Queste piconet non sono sincronizzate in alcun modo, ognuna di esse utilizza il proprio canale (sequenza di salti).

Il canale è suddiviso in time slot della durata di 625 µs, gli slot sono numerati progressivamente con un ciclo di 2 27 . Ogni fascia oraria corrisponde a una frequenza portante in una sequenza hop (1600 hop al secondo). La sequenza di frequenza è determinata dall'indirizzo del dispositivo master piconet. Le trasmissioni vengono effettuate a pacchetti, ogni pacchetto può occupare da 1 a 5 fasce orarie. Se il pacchetto è lungo, viene trasmesso tutto alla stessa frequenza portante, ma il conteggio degli slot di 625 µs continua e, dopo un pacchetto lungo, la frequenza successiva corrisponderà al numero di slot successivo (ovvero, vengono saltato). Il master e gli slave trasmettono alternativamente: negli slot pari, il master trasmette, e negli slot dispari, il dispositivo slave a lui indirizzato (se ha qualcosa da “dire”).

È possibile stabilire due tipi di collegamenti fisici tra i dispositivi master e slave: sincroni e asincroni.

Comunicazioni sincrone (sono isocroni) con creazione del collegamento, Collegamento SCO (orientato alla connessione sincrona), vengono utilizzati per trasmettere un grafico isocrono (ad esempio, audio digitalizzato). Questi collegamenti punto-punto sono prestabiliti dal master con gli slave selezionati e ad ogni collegamento viene assegnato un periodo (in slot) dopo il quale gli slot vengono riservati. I collegamenti sono bidirezionali simmetrici. Non sono previste ritrasmissioni di pacchetti in caso di errori di ricezione. Il master può stabilire fino a tre collegamenti SCO con gli stessi o diversi slave. Uno slave può avere fino a tre collegamenti a un master o un collegamento SCO a due diversi master. Secondo la classificazione della rete, le comunicazioni SCO sono classificate come commutazione di circuito.

Comunicazioni asincrone senza connessione , Collegamento ACL (senza connessione asincrona), strumento commutazione di pacchetto punto-multipunto tra il master e tutti gli slave nella piconet. Il master può comunicare con uno qualsiasi degli slave piconet negli slot non occupati da SCO inviandogli un pacchetto e richiedendo una risposta.

5.12 Interfacce wireless

5.12.1 Interfaccia a infrarossi IrDA

L'utilizzo di emettitori e ricevitori nella gamma degli infrarossi (IR) consente la comunicazione wireless tra una coppia di dispositivi remoti a una distanza fino a diversi metri. Infrarossi -IR ( infra Rosso) connessione - sicuro per la salute, non provoca interferenze nella gamma delle radiofrequenze e garantisce la riservatezza della trasmissione. I raggi IR non passano attraverso i muri, quindi l'area di ricezione è limitata a un'area piccola e facilmente controllabile. Alcuni modelli di stampanti hanno un'interfaccia a infrarossi, sono dotati di molti dispositivi moderni di piccole dimensioni: computer tascabili ( PDA ), telefoni cellulari, fotocamere digitali, ecc.

Esistono sistemi a infrarossi con velocità bassa (fino a 115,2 Kbps), media (1,152 Mbps) e alta (4 Mbps). Nel 1993 è stata creata un'associazione di sviluppatori di sistemi di trasmissione dati a infrarossi.IRDA(Associazione dati infrarossi ). La norma attuale IRDA 1.1.

Le opzioni disponibili a livello fisico IrDA sono elencate di seguito:

1. IRDA SIGNORE - per velocità di 2,4-115,2 Kbps, viene utilizzata una modalità di trasmissione asincrona standard (come nelle porte COM).

2. CHIEDERE IR- Pervelocità di 9,6-57,6 Kbps, viene utilizzata anche la modalità asincrona.

3. IRDA HDLC - per velocità di 0,576 e 1,152 Mbps, vengono utilizzate la modalità di trasmissione sincrona e la codifica simile al protocollo SIGNORE.

4. IRDA ABETE- Per 4 Mbps viene applicata anche la modalità sincrona.

Il ricetrasmettitore IrDA può essere collegato a un computer in vari modi; in relazione all'unità di sistema, può essere interno (posizionato sul pannello frontale) o esterno, collocato in un luogo arbitrario. Il ricetrasmettitore deve essere posizionato tenendo conto dell'angolo di "visione" (30° al trasmettitore e 15° al ricevitore) e della distanza dal dispositivo richiesto (fino a 1 m).

Ricetrasmettitori interni a velocità fino a 115,2 Kbps ( IrDA SIR , CHIEDI IR ) sono collegati tramite microcircuiti convenzionali di ricetrasmettitori asincroni UART compatibile con 16450/16550 tramite circuiti modulatore/demodulatore IR relativamente semplici. In numerose schede madri moderne, la porta COM2 può essere configurata per utilizzare la comunicazione a infrarossi (fino a 115,2 Kbps).

Esistere adattatori IR esterni con interfaccia RS-232C (per il collegamento alla porta COM) e con interfaccia USB . Larghezza di banda USB anche abbastanza per ABETE , La porta COM è adatta solo per SIGNORE.

5.12.2 Infrarosso seriale SIGNORE

Interfaccia SIR (porta seriale a infrarossi). - porta seriale a infrarossi) è stato sviluppato dall'associazione IrDA (Associazione dati a infrarossi) ). Le prime versioni di questo standard sono state pubblicate nel 1994.

In base alle sue proprietà, l'interfaccia SIGNORE vicino all'interfaccia standard RS-232C . La velocità di trasmissione a infrarossi è fino a 115 Kbps (fino a 4 Mbps nelle specifiche più recenti). Lo scambio di dati è asincrono (senza sincronizzazione), ovvero sequenziale. Gli algoritmi per il controllo del checksum dei pacchetti di dati vengono utilizzati per rilevare ed eliminare gli errori di trasmissione.

Uno svantaggio significativo porta a infrarossiè un intervallo limitato (la velocità di trasferimento di 4 Mbps viene raggiunta a una distanza di circa 1 m). Inoltre, non dovrebbero esserci corpi estranei tra il ricevitore e il trasmettitore.

5.12.3 Interfaccia radio Bluetooth

Bluetooth (blue tooth) è lo standard de facto per mezzi a basso costo in miniatura per la trasmissione di informazioni via radio tra computer mobili (e desktop), cellulari e qualsiasi altro dispositivo portatile su brevi distanze.

Ogni dispositivo Bluetooth dispone di un trasmettitore e ricevitore radio operanti nella banda di frequenza 2,4 GHz. Per Bluetooth vengono utilizzati canali radio con modulazione di frequenza discreta (binaria). La codifica è semplice: una deviazione di frequenza positiva corrisponde a un'unità logica, una deviazione di frequenza negativa corrisponde a zero. I trasmettitori sono disponibili in tre classi di potenza, con una potenza massima di 1, 2,5 e 100 MW.

All'interno delle specifiche Bluetooth sono definiti diversi protocolli.

Protocollo di scoperta del servizio SDP(protocollo di rilevamento del servizio) ) che consente al dispositivo di utilizzare le funzionalità dell'hardware circostante.

ProtocolloRFCOMMfornisce l'emulazione di una porta seriale (9-wire RS -232). Con il suo aiuto, le tradizionali connessioni via cavo dei dispositivi possono essere facilmente sostituite con comunicazioni radio, senza alcuna modifica al software di livello superiore.

Interfaccia del controller host HCI(Interfaccia controller host ) è un metodo uniforme per accedere al firmware di livello inferiore Bluetooth . Fornisce una serie di comandi per il controllo radio, le informazioni sullo stato e l'effettiva trasmissione dei dati. Hardware fisico Bluetooth può essere collegato a varie interfacce: bus di espansione (ad esempio, scheda PC ), bus USB , porta COM. Per ciascuna di queste connessioni esiste un protocollo di livello di trasporto corrispondente. HCI - uno strato che garantisce l'indipendenza di HCI dal metodo di connessione.

Bluetooth (blue tooth) è lo standard de facto per mezzi in miniatura ea basso costo per la trasmissione di informazioni via radio tra computer mobili (e desktop), telefoni cellulari e qualsiasi altro dispositivo portatile su brevi distanze. La specifica è sviluppata da un gruppo di aziende leader nei settori delle telecomunicazioni, dei computer e delle reti: 3Com, Agere Systems, Ericsson, IBM, Intel, Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba. Questo gruppo, che ha formato il Bluetooth Special Interest Group, ha portato questa tecnologia Al mercato. La specifica Bluetooth è disponibile gratuitamente sul Web (www.bluetooth.com), sebbene sia piuttosto grande (file PDF di circa 15 MB). L'apertura del disciplinare dovrebbe contribuire alla sua rapida diffusione, che è già osservata nella pratica. Qui ci permettiamo di abbreviare il nome della tecnologia in "BT" (questa non è un'abbreviazione ufficiale). Il nome stesso è un soprannome del re danese che ha unito Danimarca e Norvegia, un accenno al ruolo unificante universale della tecnologia.
Ogni dispositivo BT dispone di un trasmettitore e ricevitore radio operanti nella banda di frequenza a 2,4 GHz. Questa gamma nella maggior parte dei paesi è riservata alle apparecchiature industriali, scientifiche e mediche e non richiede licenze, il che garantisce l'applicabilità onnipresente dei dispositivi. Per VT vengono utilizzati canali radio con modulazione di frequenza discreta (binaria), la frequenza portante dei canali è F = 2402 + k (MHz), dove k = 0, ..., 78. Per diversi paesi (ad esempio, Francia , dove i militari operano in questo intervallo), è possibile una versione abbreviata con F=2454+k (k=0,..., 22). La codifica è semplice: una deviazione di frequenza positiva corrisponde a un'unità logica, una negativa corrisponde a zero. I trasmettitori possono essere di tre classi di potenza, con una potenza massima di 1, 2,5 e 100 MW, e deve essere possibile ridurre la potenza per risparmiare energia.
La trasmissione viene effettuata con il salto della frequenza portante da un canale radio all'altro, il che aiuta nella lotta contro le interferenze e l'attenuazione del segnale. Fisico canale la comunicazione è rappresentata da una certa sequenza pseudo-casuale di canali radio utilizzati (79 o 23 possibili frequenze). Un gruppo di dispositivi che condividono un canale (cioè "conoscono" la stessa sequenza di salti) forma una cosiddetta piconet, che può includere da 2 a 8 dispositivi. Ogni piconet ha un master e fino a 7 slave attivi. Inoltre, i dispositivi slave “parcheggiati” possono trovarsi all'interno dell'area di copertura del dispositivo master nella propria piconet: anch'essi “conoscono” la sequenza degli hop e sono sincronizzati (tramite hop) con il dispositivo master, ma non possono scambiare dati fino a quando il dispositivo principale non consentirà la loro attività. Ogni piconet slave attivo ha il proprio numero temporaneo (1-7); quando il dispositivo slave è disattivato (parcheggiato), fornisce il suo numero per essere utilizzato da altri. Con la successiva attivazione, potrebbe già ricevere un numero diverso (ecco perché è temporaneo). I piconet possono sovrapporsi alle aree di copertura, formando una rete "sparsa" (scatternet). Allo stesso tempo, c'è un solo dispositivo master in ogni piconet, ma i dispositivi slave possono essere inclusi in più piconet utilizzando la condivisione del tempo (parte del tempo funziona in una, parte in un'altra piconet. Inoltre, il dispositivo master di una piconet può essere un dispositivo slave di un'altra piconet Queste piconet non sono sincronizzate in alcun modo, ognuna di esse utilizza il proprio canale (sequenza di hop).
Il canale è suddiviso in time slot della durata di 625 μs, gli slot sono numerati sequenzialmente con un ciclo di 2". Ad ogni time slot corrisponde una frequenza, la portante nella sequenza degli hop (1600 hop al secondo). La frequenza la sequenza è determinata dall'indirizzo del master della piconet.Le trasmissioni vengono effettuate a pacchetti, ogni pacchetto può occupare da 1 a 5 time slot.Se il pacchetto è lungo, allora viene trasmesso tutto sulla stessa frequenza portante, ma il conteggio di slot di 625 µs continua e, dopo un lungo pacchetto, la frequenza successiva corrisponderà al numero di slot successivo (ovvero, verranno saltati diversi hop I dispositivi master e slave trasmettono alternativamente: negli slot pari, il dispositivo master trasmette e negli slot dispari, il dispositivo slave ad esso indirizzato (se ha qualcosa da “dire”).
È possibile stabilire due tipi di collegamenti fisici tra dispositivi master e slave: sincroni e asincroni.
Comunicazioni sincrone(sono anche isocroni) con una connessione, collegamento SCO (Synchronous Connection-Oriented), sono utilizzati per trasmettere traffico isocrono (ad esempio audio digitalizzato). Questi collegamenti punto-punto sono prestabiliti dal master con gli slave selezionati e ogni collegamento è definito per un periodo (in slot) dopo il quale gli slot sono riservati. I collegamenti sono bidirezionali simmetrici. Le ritrasmissioni di pacchetti in caso di errori di ricezione non vengono utilizzate. Il master può stabilire fino a tre collegamenti SCO con gli stessi o diversi slave. Uno slave può avere fino a tre collegamenti a un master o un collegamento SCO a due diversi master. Secondo la classificazione della rete, le comunicazioni SCO sono classificate come commutazione di circuito.
. Comunicazioni asincrone senza connessione, ACLlink (Asynchronous Connection-Less), implementare commutazione di pacchetto punto-multipunto tra il master e tutti gli slave nella piconet. Il master può comunicare con uno qualsiasi degli slave piconet negli slot non occupati da SCO inviandogli un pacchetto e richiedendo una risposta. Il dispositivo slave ha il diritto di trasmettere solo dopo aver ricevuto una richiesta dal dispositivo master ad esso indirizzato (avendo correttamente decodificato il suo indirizzo). Per la maggior parte dei tipi di pacchetti, viene fornita la ritrasmissione se viene rilevato un errore di ricezione. Il dispositivo master può anche inviare pacchetti broadcast non indirizzati a tutti i dispositivi slave nella sua piconet. Il master può stabilire solo una connessione ACL con ciascuno dei suoi slave.
Le informazioni vengono trasmesse in pacchetti, in cui il campo dati può essere lungo 0-2745 bit. Per i collegamenti ACL esistono diversi tipi di pacchetti con protezione del codice CRC (se viene rilevato un errore, viene fornita la ritrasmissione) e 1 non protetto (nessuna ritrasmissione). Per connessioni SCO i dati non sono protetti da un codice CRC e quindi non sono previste ritrasmissioni su errore di ricezione.
La protezione dei dati dalla distorsione e il controllo dell'affidabilità vengono effettuati in diversi modi. I dati di alcuni tipi di pacchetti sono protetti da un codice CRC e il destinatario delle informazioni deve confermare la ricezione del pacchetto corretto o segnalare un errore di ricezione. La codifica ridondante FEC (Forward Error Correction code) viene utilizzata per ridurre il numero di ripetizioni. Nello schema EEC 1/3, ogni bit utile viene trasmesso tre volte, il che consente di scegliere l'opzione più plausibile per maggiorazione. Lo schema FEC 2/3 è un po' più complesso, utilizza un codice di Hamming, che consente di correggere tutti i singoli errori e rilevare tutti i doppi errori in ogni blocco di 10 bit.
Ogni canale vocale fornisce una velocità di 64 Kbps in entrambe le direzioni. Il canale può essere codificato in formato PCM (pulse code modulation) o CVSD (Continuous Variable Slope Delta Modulation). La codifica PCM consente la compressione G.711; fornisce solo una qualità del segnale puramente "telefonica" (ovvero telefonia digitale, campioni a 8 bit con una frequenza di 8 Kbit/s). L'encoder CVSD offre di più alta qualità- impacca il segnale PCM in ingresso con una frequenza di campionamento di 64 kbps, tuttavia, anche in questo caso, la densità spettrale del segnale nella banda di frequenza 4-32 kHz dovrebbe essere trascurabile. I canali vocali (parlato) del VT non sono adatti per trasmettere un segnale audio di alta qualità, tuttavia, un segnale compresso (ad esempio un flusso MP3) può essere trasmesso completamente su un canale di trasmissione dati asincrono.
Canale asincrono può fornire una velocità massima di 723,2 Kbps in una configurazione asimmetrica (lasciando canale di ritorno larghezza di banda 57,6 Kbps) o 433,9 Kbps a tratta in una configurazione simmetrica.
Per garantire la sicurezza in BT, viene utilizzato autenticazione e crittografia dei dati al livello di collegamento, che, ovviamente, può essere integrato mediante livelli di protocollo superiori.
Una parte importante di BT è Protocollo di rilevamento del servizio SDP(Service Discovery Protocol), che consente al dispositivo di trovare un "interlocutore interessante". In futuro, stabilendo una connessione con esso, il dispositivo sarà in grado di utilizzare i servizi richiesti (ad esempio stampare documenti, connettersi al Web, ecc.).
Protocollo RFCOM fornisce l'emulazione della porta seriale (RS-232 a 9 fili) tramite L2CAP. Con il suo aiuto, le tradizionali connessioni via cavo dei dispositivi (compresi quelli null-modem) possono essere facilmente sostituite dalla comunicazione radio, senza alcuna modifica al software di livello superiore. Il protocollo consente connessioni multiple (da un dispositivo a più) e la comunicazione radio sostituirà multiplexer e cavi ingombranti e costosi. Attraverso il protocollo RFCOMM, può funzionare il protocollo OBEX utilizzato nelle connessioni wireless a infrarossi (nella gerarchia del protocollo IrDA). Il protocollo PPP, su cui stanno sopra i protocolli dello stack TCP / IP, può funzionare anche tramite RFCOMM: questo apre la strada a tutte le applicazioni per Internet. I comandi AT che controllano le connessioni telefoniche ei servizi fax funzionano anche tramite RFCOMM (gli stessi comandi sono usati nei modem per le linee dial-up).
Speciale bit-oriented protocollo telefonico TCS BIN (Telephony Control protocol - Binary), che definisce la segnalazione di chiamata per la comunicazione del dispositivo BT (comunicazione vocale e dati), funziona anche tramite L2CAP. Il protocollo fornisce anche mezzi per la gestione di gruppi di dispositivi TCS.
Interfaccia host HCI Coimmeter(Host Controller Interface) è un metodo uniforme per accedere all'hardware e al software dei livelli inferiori del BT. Fornisce una serie di comandi per il controllo radio, le informazioni sullo stato e l'effettiva trasmissione dei dati. Attraverso questa interfaccia, il protocollo L2CAP interagisce con l'apparecchiatura BT. Fisicamente, le apparecchiature VT possono essere collegate a varie interfacce: bus di espansione (ad esempio, PC Card), bus USB, porta CQM. Per ciascuna di queste connessioni, esiste un protocollo di livello di trasporto HCI corrispondente, un livello che rende HCI indipendente dal metodo di connessione.