Материал: конспект-лекций

246

конфигурацию их параметров,

привязку приложений,

оптимизацию сети и параметров устройств,

тестирование и подтверждение правильности работы.

Кроме того, при вводе в эксплуатацию зачастую приходится решать смежные вопросы, та-

кие как наличие знающего и опытного персонала, наличие необходимого оборудования, функцио-

нальная совместимость используемых устройств, а также их совместимость с другими беспровод-

ными или проводными системами.

Инструменты ввода в эксплуатацию

В идеале устройства должны запускаться сами. Наладчик только подает на них напряжение,

включает и стоит в сторонке, наблюдая, как устройства работают вне сети, к которой они должны присоединиться, как они безопасно включаются в эту сеть, к какому устройству (или устройствам)

они присоединяются и с какими устройствами общаются.

Но чтобы достичь этого идеала наладчик сперва должен выполнить всю свою работу.

А если посмотреть на количество задач, связанных с вводом в эксплуатацию, и учесть, что многие наладчики, скорее всего, имеют ограниченное представление о применяемой технологии,

легко понять ценность наладочных инструментов.

Инструменты наладчика обычно работают на ноутбуке или КПК и разработаны, чтобы упростить наладку и ввод в эксплуатацию. Эти инструменты имеют интуитивно понятный пользо-

вательский интерфейс, скрывающий сложность базовой технологии. А главное, обеспечивают гибкую визуализацию сети и устройств, а также предоставляют средства для настройки, запуска и управления системой.

Наладочные инструменты, как правило, не предназначены для работы в составе сети при текущей эксплуатации, а просто, не являясь частью основного приложения, облегчают ввод в экс-

плуатацию и периодическое обслуживание или управление.

Пример ввода в эксплуатацию

На рисунке показан пример ввода ZigBee устройства в эксплуатацию.

247

(а) Новое распакованное устройство при включении готово к вступлению в любую сеть.

(б) Наладчик включает наладочный инструмент, который может образовывать с устрой-

ством настроечную сеть и с помощью которого устройство может быть сконфигурировано. (в) Новое устройство вступает в настроечную сеть с наладочным инструментом.

(г) Наладчик, используя инструмент, настраивает устройство таким образом, чтобы оно вступило в работающую сеть ZigBee, используя правильные атрибуты безопасности и правильные привязки. Устройство присоединяется к работающей сети ZigBee.

(д) Проверив работу устройства в работающей сети, наладчик перенастраивает устройство для работы в реальной сети, куда это устройство и вступает.

(Пунктирными стрелками показаны присоединения устройства).

248

Лекція 12 Bluetooth, DECT

1 Технологія Bluetooth

Bluetooth - це безпроводова технологія передачі даних на малі (до 10 м, з можливістю роз-

ширення до 100 м) відстані, що дозволяє здійснювати зв'язок стільникових телефонів, комп'ютерів і різної периферії з використанням різних профілів з'єднання. Bluetooth - це також зареєстрований товарний знак (рис.2.1), яким маркуються усі пристрої, що підтримують цю технологію.

Рисунок 2.1 – Товарний знак (логотип) Bluetooth

Розробку технології Bluetooth в 1994 році почала компанія Ericsson Mobile Communications.

Первісною її метою було одержання нового радіоінтерфейсу з низьким рівнем енергоспоживання

йневисокою вартістю, що дозволив би встановлювати зв'язок між стільниковими телефонами й гарнітурами.

Улютому 1998 року Ericsson разом з Intel, IBM, Toshiba й Nokia сформували спеціальну групу по розробці й просуванню технології за назвою Bluetooth SIG (Special Interest Group). Зараз до неї входить більше 3000 різних фірм, у тому числі такі великі, як 3Com, Motorola, Compaq, Dell

йLucent Technologies. Ця технологія повністю відкрита, тому будь-яка компанія, що підписала лі-

цензійну угоду, може ввійти до складу Bluetooth SIG і почати створювати продукти на її основі.

Настільки незвичайна назва (“Блакитний Зуб”) нова технологія одержала від англійського прізвиська датського короля Ґарольда (Harold Bluetooth), що об'єднав в X столітті Данію й Норве-

гію. Подібне об'єднання різних електронних пристроїв, розосереджених у будинку або офісі, ба-

чили в перспективі й розробники Bluetooth. Оскільки для встановлення з'єднання, пристрої не по-

винні бути на лінії прямого бачення, як цього вимагає технологія IrDA (Infra-Red Device Application - додаток ІК - зв’язку), безпроводові пристрої зможуть зв'язуватися один з одним і фо-

рмувати персональну мережу (PAN - Personal Area Network). Інститут IEEE ліцензував вищезгада-

ну технологію в компанії Bluetooth SIG і новий стандарт одержав ім'я IEEE 802.15.1. Таким чином, IEEE 802.15.1 сумісний зі стандартом Bluetooth.

Основними відмінними рисами, завдяки яким технологія одержала таку популярність, стали наступні:

Для роботи технології задіяний діапазон частот, який не потребує ліцензії на викори-

стання та є відкритим в більшості країн світу;

Можливість одночасно передавати мовну інформацію й дані;

Можливість встановлювати однорангові (ad-hoc) з'єднання (точка-точка);

Висока завадостійкість при роботі у відкритому діапазоні частот;

249

Компактний розмір, зручний для забезпечення інтеграції в різні пристрої;

Мале енергоспоживання, у порівнянні з іншими подібними пристроями;

Відкритий стандарт, що дозволяє розробникам випускати й розробляти нові при-

строї, що підтримують Bluetooth;

Низька вартість інтерфейсного модуля.

Як й інші безпроводові системи, Bluetooth забезпечує 2 нижніх рівні 7-рівневої моделі ВВС:

фізичний і канальний

2.1.1 Основи роботи на фізичному рівні

Частоти й умови їх використання. Стандарт Bluetooth описує пакетний спосіб передачі інформації. Для роботи стандарту виділений діапазон частот 2402…2483,5 МГц. [1].

Весь виділений для Bluetooth частотний діапазон розбитий на N частотних каналів. Смуга кожного каналу F = 1 МГц.

Сигнал являє собою стрибкоподібну зміну частоти (ППРЧ - псевдовипадкове перелашту-

вання робочої частоти, англ. FHSS - frequency hopping spread spectrum) по 79 або 23 радіочастот-

ним підканалам. За секунду відбувається 1600 частотних стрибків.

Пристрій, що ініціює з'єднання, називається провідним (master), з використанням процеду-

ри пейджингу відбувається пошук доступних пристроїв, і те з них, з яким буде встановлене з'єд-

нання, стане веденим (slave) пристроєм. При встановленні з'єднання провідний й ведений пристрої утворять пікомережу, при цьому до одного провідного пристрою може бути підключено до семи ведених. Послідовність каналів, яка буде використана для ППРЧ, формується провідним пристро-

єм і використовується всіма веденими пристроями пікомережі.

Приклад частотно-часових позицій при роботі двох близько розташованих пікомереж

Bluetooth наведений на рис. 2.2. У позиціях 1 й 2 представлені дві незалежних пікомережі. Позиція

3 показує частотну колізію, коли обидві пікомережі вибрали для роботи той самий канал. Позиція

4 показує вплив вузькосмугової перешкоди на одному з каналів. Як видно з рисунка, такий метод доступу до середовища дозволяє передати кадри даних в умовах сигнально-завадової обстановки,

що постійно змінюється. У випадку пошкодження кадру, він буде повторно переданий на іншій частоті при наступному стрибку.

250

Рисунок 2.2 – Приклад частотно-часових позицій при роботі двох Bluetooth-пристроїв

У різних країнах і регіонах діапазон частот, що виділено для Bluetooth, розрізняється. У

табл. 2.1 наведений розподіл частот у деяких державах.

Таблиця 2.1 – Розподіл смуги частот для роботи Bluetooth.

Примітка: *крім Іспанії й Франції

Організації й нормативні документи, що визначають умови використання технології

Bluetooth, наступні: у Європі - European Telecommunications Standards Institute (ETSI), стандарти

ETS 300-328, ETS 300-826.

Структура сигналів. В Bluetooth використовується двійкова частотна маніпуляція з гаусо-

вим фільтром (GFSK) зі швидкістю 1 Мбіт/с. База сигналу (параметр BT) = 0,5, де B – смуга філь-

тра, T - тривалість імпульсу. Індекс модуляції може змінюватися від 0,28 до 0,35, а девіація часто-

ти f — від 145 до 175 кГц.

Око-діаграма GFSK-сигналу наведена на рис.2.3