電腦網路與連結技術：第十六章 藍芽網路    下一頁

第十六章 Bluetooth 網路

由藍牙技術的應用領域到運作原理，本章都有詳細解說。

16-1  藍芽網路簡介

內容：

16-1-1 藍芽網路緣由

『藍芽』（Bluetooth）技術最早是由 Ericsson 及 Nokia 兩家公司為連結行動電話及其它可攜式裝置，而共同發展的短距離無線通訊技術。為了使一般產品也能互通，在 1998 年 5 月，由 Ericsson、Nokia、Intel、Toshiba 及 IBM 等五家公司共同成立 Bluetooth SIG（Special Interest Group），之後又有 3COM、Lucent、Microsoft 及 Motorola 等公司相繼加入，共謀藍芽大業，希望共同建立新一代的短程無線通訊標準。基本上 Bluetooth Specification是公開的，有意學習 Bluetooth 技術的讀者，甚至可將規格書下載下來，Bluetooth 官方網站為：

http://www.bluetooth.org/specifications.htm

        『Bluetooth』名稱係取自西元 10 世紀丹麥國王 Harald II 的名字，紀念他統一丹麥和瑞典的貢獻。在藍芽的早期發展過程中，是由 Ericsson 負責無線射頻及基頻技術的研發，Nokia 則發展無線技術與行動電話之間所使用的軟體；另一方面，由 Intel 負責半導體晶片及傳輸軟體的開發，Toshiba 及 IBM 負責開發攜帶式電腦介面規格。經過這幾年的努力及推廣，全球大部份的資訊、通訊、半導體、消費性電子、網路及汽車等製造廠商，也都相繼加入為 Bluetooth SIG 會員，Bluetooth 儼然成為目前消費性產品最主要的通訊技術。另一方面，雖然 Bluetooth 也提出區域網路規範，但主要訴求是短距離之間的通訊，與 IEEE 802.11 系列有所區別；再者，若能將 Bluetooth 及 IEEE 802.11 網路連結起來，網路功能便能更深入到一般性消費產品，進而使網路應用更加廣闊。

藍芽技術到底能提供哪些服務，這是許多初學者迫切希望知道的答案，我們就以下幾個簡單的消費性產品，來介紹 Bluetooth 所能提供的服務：

● 三合一手機：如果手機內有 Bluetooth 裝置，那麼它不僅能隨時提供行動電話的功能，回到家後只要與桌上電話機座（也有 Bluetooth 裝置）連線，還可成為一般有線電話的無線話機；另外，它也能當成無線對講機，直接和另一個較近距離的手機彼此通訊。因此，透過 Bluetooth 技術，便可將行動電話、有線電話、以及無線對講機結合成一體，幫您節省許多電話費用。

● 無線耳機：如果隨身聽、手機、汽車音響、以及耳機都有 Bluetooth 裝置，該耳機就可成為無線耳機，來選擇聽取不同裝置的音響，不但可以節省許多不必要的連線，在開車時更成為最理想的免持聽筒。

● 互動式會議：如果每部手提電腦上都有安裝 Bluetooth 裝置的話，便能構成一個最簡單的『對等網路』（Ad Hoc Network），開會時可用來做互動式的資料傳輸。

● 整合電腦連線：如果電腦主機、滑鼠、鍵盤、喇叭等等都有裝設 Bluetooth 技術，便可省去許多連接線，所有訊號皆利用無線 Bluetooth 通訊來完成。

● 數位化家電：假設住家中的電冰箱、冷氣機、電視、以及防盜系統等設備都有 Bluetooth 裝置，出門在外時便可透過手機來觀察及控制家中的設備。

        以上只是簡單介紹幾個與生活應用有關的範例，我們不難發現，雖然這些通訊都著重於短距離之間的連線，但確可提升許多便利性。然而 Bluetooth 的野心並不侷限於這些地方，它還可以連結一般網路，成為網路系統的前端使用設備。我們可將 Bluetooth 技術所能提供的功能區分為下列三大項：

(1) 資料與聲音的存取點（Data and Voice Access Point）：Bluetooth 裝置可即時（Real-time）收集聲音與資料，再以無線傳遞方式傳送給其它無線裝置或有線設備。也可反向成為其它固定裝置的資料與聲音輸出端點，成為一個理想的資料與聲音存取點。

(2) 取代連線（Cable Replacement）：透過無線 Bluetooth 裝置，可省略許多不必要的連線。

(3) 對等網路（Ad Hoc Network）：各種裝置（電腦、冰箱、等等）之間都可透過無線 Bluetooth 來互相通訊，成為對等網路。

16-1-2 藍芽網路特性

        由上一節的介紹，大略可以瞭解 Bluetooth 的應用範圍，也可以發現 Bluetooth 技術是整合所有電子裝置的最佳利器；但由於它的應用範圍廣闊，各種應用環境對 Bluetooth 技術都有不同的解說，在此我們以網路的觀點來敘述 Bluetooth 的特性如下：

● 傳輸速率：1 Mbps（同一個 Piconet 網路內所有裝置共享）。

● 網路範圍：大約10 公尺左右，室外加裝功率放大器可達 100 公尺。

● 網路環境：一個 Bluetooth Radio 最多可包含十個 Piconet 網路，一個 Piconet 最多可包含 8 個活動的 Bluetooth 裝置（有安裝 Bluetooth 技術的設備稱之）。

● 通訊頻段：2.4 GHz ISM 免授權頻段。

● 跳頻技術：採用 FHSS 展頻技術，將 2.4 GHz 頻段劃分為 79 頻道（其中 32 個頻道另做控制使用），每秒跳越 1600 次。

● 媒介存取：採用主從式的集中處理，在一個 Piconet 網路中，由 Bluetooth 裝置中自由競爭選擇一個 Master 設備，由 Master 來分配其它 Slave 的媒介使用權，且 Master 和 Slave 之間的角色可隨時互換。

● 傳輸訊息：可同時傳遞語音與資料的訊息。

● 編碼技巧：語音訊號採用 CVSD（Continuous Variable Slope Delta），傳輸速率為 64 Kbps。數據資料採用 GFSK（Gaussian Frequency Shift Keying）調變技術。

● 多工技術：採用『分時雙工』（Time Division Duplex）機制。

● 連線方式：提供兩種連接方式，一者為『同步連結導向』（Synchronous Connection-Oriented, SCO）鏈路，是針對語音通訊使用；另一則是針對資料傳輸的『非同步非連接』（Asynchronous Connectionless Link, ACL）鏈路。

 

翻轉工作室：粘添壽

 

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