На исходе века ускоренными темпами стали развиваться различные телекоммуникационные проекты, сулящие нам революционные прорывы как «ввысь» (проект Teledesic), так и «вглубь» — например, в проекте Bluetooth.

Судить о том, оправданны ли эти ожидания, можно лишь, подробнее ознакомившись с идеологией проектов. Давайте рассмотрим, что предлагают нам авторы Bluetooth, самой громкой разработки в области локальной связи.

Консорциум особого интереса

В мае 1998 года крупнейшие компании — производители компьютерного оборудования и средств связи, такие как Ericsson, Intel, IBM, Toshiba и Nokia, объединив не только лучшие инженерные кадры, но и самые последние достижения в области высоких технологий, объявили о создании «группы специального интереса» (SIG — Special Interest Group) под кодовым названием Bluetooth. Однако этим дело не ограничилось. В SIG на равных правах стали вливаться новые партнеры и соответственно новые наработки. Число участников стремительно росло, в их числе оказались Motorola, Sun Microsystems, Lucent, 3Com Palm Computing, Psion Dacom и многие другие. Однако всякий рост не может быть бесконечным, и с 1 июня было объявлено о прекращении приема в SIG на льготных условиях «раннего членства». Общее число партнеров к тому времени несколько превысило 800.

Вопреки ожиданиям, в консорциум (так предпочитают называть SIG в российских представительствах фирм-участников) формально не вошла Microsoft, проигнорировав таким образом возможность бесплатного использования новой технологии. Это выглядит подозрительно, тем более что согласно некоторым сведениям лидер индустрии ПО для персональных компьютеров был одним из инициаторов создания консорциума, а на Web-узле корпорации очень рано появилось огромное количество ссылок на ресурсы Bluetooth. Впрочем, спецификация проекта является открытой, и Microsoft всегда сможет воспользоваться его результатами.

Как бы то ни было, желание «обрезать провода» и посредством радиоволн обеспечить Связь-Всего-Со-Всем объединило невиданное ранее количество компаний и привело к созданию мощной научно-технической базы, гарантирующей быстрое совершенствование технологии виртуальных микросетей.

Наследник

Легендарный Гарольд I Синий Зуб, сын короля викингов Горна Старого и его жены Тиры, объединил Данию с Южной Норвегией и Южной Швецией в единое Датское Королевство. Кроме того, он крестил свое королевство примерно так же, как Владимир Красное Солнышко — Русь. Размах деяний короля-викинга, а также их идеологическая направленность настолько вдохновили благодарных потомков, что его именем был назван один их самых амбициозных телекоммуникационных проектов конца XX века.

Подобно своему коронованному предшественнику, Bluetooth решает проблему взаимопонимания. Компьютеры, мобильные телефоны и прочие устройства различного фирменного происхождения до сих пор испытывают затруднения при «общении» друг с другом. Похожие проблемы и у разработчиков: их попытки договориться между собой до недавнего времени не давали ожидаемых результатов (пример тому — история проекта ACE, сопровождавшего дебют Windows NT).

Необходимость введения универсального «языка», посредством которого устройства могли бы обмениваться информацией друг с другом и своими хозяевами, назрела давно. Авторы Bluetooth предлагают решить проблему радикально: вожделенный универсальный протокол обмена реализуется не компьютером, телефоном либо каким-то иным устройством, а компактным интеллектуальным радиоинтерфейсом, играющим роль «посредника». Радиус его действия невелик — несколько метров (можно увеличить до сотни метров, немного усложнив конструкцию и добавив усилитель мощности передатчика), но большая дальность и не требуется, ведь Bluetooth нацелен на решение именно проблемы «последних метров».

Кстати, еще до своего рождения проект сумел обрести признание: работа пятерых разработчиков Bluetooth была отмечена престижной наградой ежегодника Discover — премией Христофора Колумба, вручаемой за передовые технологические достижения. Этой же награды удостоился Билл Джой из Sun Microsystems, чей вклад в спецификацию Bluetooth трудно переоценить.

Динамическое сетевое пространство

Одна из идеологических опор Bluetooth заключена в концепции динамического сетевого пространства. В недрах корпорации Motorola, например, вызрела программная платформа Piano, способная значительно изменить технологию формирования локальных сетей, а также значительно облегчить маршрутизацию. Ее идея состоит в следующем: электронные устройства, оказавшись в непосредственной близости, автоматически обнаруживают и опознают друг друга и при необходимости обмениваются информацией. При желании этот процесс может контролировать пользователь. В принципе Piano пригодна для любых инфракрасных и радиоинтерфейсов, планируется создание устройств, работающих в различных частотных диапазонах, вплоть до 60 ГГц. Тем не менее стратеги из Motorola уделяют основное внимание Bluetooth, рассчитывая сделать открытую структуру Piano частью его спецификации.

Комплементарный Piano проект Jini, предложенный специалистами Sun Microsystems во главе с Джоем, призван существенно расширить диапазон приложений их любимого детища — технологии Java. Как и Piano, он должен предоставить возможность различным устройствам спонтанно связываться друг с другом.

Упомянутые технологии способны поддерживать связь как между отдельными устройствами, так и между локальными микросетями. При этом в случае работы с радиоинтерфейсами, работающими по технологии Bluetooth, каждое новое устройство, включающееся в микросеть, синхронизируется с ПСП (ПсевдоСлучайная Последовательность) частот связи, общей для всех узлов сети (используется FHS, Frequency Hopping System — «прыгающая» частота связи). Подразумевается, что ПСП одновременно является кодом, позволяющим «новичку» определиться с тем, что за микросеть его окружает и где он в данный момент находится. Появляется уникальная возможность привязать структуру сетевого пространства к структуре пространства реального. Благодаря мобильности пользовательского узла перемещения физические легко согласовать с виртуальными, что «развязывает руки» интеллектуальным программам. Возвращение с работы домой может сопровождаться автоматической, без участия владельца, перезагрузкой карманного компьютера через радиоинтерфейс. При этом решаются сразу две задачи: упрощается эксплуатация портативной техники и уменьшаются требования к ресурсам ее памяти. Разумеется, это лишь один из многих примеров использования возможностей динамической организации сетевого пространства.

Обреченный на успех

Приведем примеры возможного применения плодов коллективного труда SIG Bluetooth.

  • Беспроводная связь мобильного телефона с компактной гарнитурой. Смежная «специальность» — всевозможные радиомикрофоны и радионаушники. Если передавать аудиосигнал по каналам данных, можно достичь профессионального уровня качества, что и привело в SIG известного производителя аудиотехники hi-fi — компанию Bang&Olufsen.
  • Управление из любой точки земного шара бытовой электроникой, расположенной дома. Например, можно включить холодильник на разморозку или зажарить в гриле курицу, еще не успев выйти из самолета, на котором возвращаешься из командировки. Разумеется, один из модулей Bluetooth вместе с управляющими силовыми элементами должен быть вмонтирован в упомянутую бытовую технику.
  • Беспроводная передача данных в пределах «карманного офиса». Несколько устройств Bluetooth позволяют организовать локальную сеть радиусом несколько метров и увязать в нее карманный компьютер, принтер, цифровую камеру и сотовый телефон с возможностью доступа в Internet.
  • PDA размером с наручные часы, а по сути устройство, представляющее собой что-то вроде компактного терминала, связанного собственно с PDA радиоканалом. Дополнительные возможности возникают, если несколько радиоинтерфейсов увязаны в локальную сеть. Все вместе напоминает концепцию сетевого компьютера, только в миниатюре. Только вот удастся ли найти покупателя, согласного портить зрение, вглядываясь в миниатюрный ЖК-дисплей? Хотя сама идея создания виртуальной офисной сети, похоже, привлечет многих.

Можно предложить множество иных примеров применения Bluetooth. Однако лучше оставить это занятие инженерам, тем более что для них созданы неплохие условия: использование технологии Bluetooth для участников SIG бесплатно, а работа устройств в диапазоне 2,45 ГГц позволяет избежать конфликтов с Государственным комитетом по радиочастотам в России либо аналогичными организациями за рубежом.

Немаловажное обстоятельство — низкая стоимость. Пока еще рано говорить о расценках, но, по всей видимости, первоначально цена не превысит 30 долл. за устройство, а затем постепенно снизится примерно до 10 долл. Маленькие габариты, эфирная «бесконфликтность» и низкая стоимость позволят без труда интегрировать интерфейсы Bluetooth в самые разные электронные приборы, от компьютера до холодильника, включая тем самым бытовую технику в подвластное пользователю виртуальное пространство.

Маленький, но сложный

Каковы технические особенности этой компактной, размером не более радиомикрофона-«жучка», конструкции?

Во-первых, небольшой радиус действия (а много ли нужно, например, для связи расположенных на одном столе компьютера и мобильного телефона?) означает малую мощность передатчика и соответственно малую потребляемую мощность. Если верить производителям, устройству необходимо не более 30 мкА в режиме hold и 8-30 мА при работе передатчика. Заряда батарей, даже миниатюрных, хватит на несколько часов непрерывной работы.

Кроме того, в присутствии счастливого владельца устройства Bluetooth не будут сходить с ума телевизоры и прочая непрофессиональная техника, порой потрясающе чувствительная к «инородному» излучению. Даже если в одном помещении вдруг соберется человек 50 обладателей устройства Bluetooth (ситуация отнюдь не фантастическая: вспомним условия труда на бирже), они не будут мешать друг другу за счет интермодуляционных помех.

Правда, легкость такого сотрудничества электронных близнецов имеет и более веское объяснение: широкая полоса излучения. Сняв сливки инженерной мысли со всех действующих стандартов сотовой телефонии, Bluetooth использует высокочастотный (2,402-2,480 ГГц) диапазон, разбитый на 79 полос шириной 1 МГц каждая. Из них для связи 1600 раз в секунду, согласно заданной ПСП, выбирается очередная полоса, причем прием и передача информации разнесены во времени. Кроме того, цифровой сигнал кодируется. В результате уже на аппаратном уровне достигается значительная устойчивость к взлому, а также хорошая помехозащищенность в городских условиях.

С точки зрения пропускной способности радиотракта «малыш» выгодно отличается от сотовых телефонов. Если речь идет о передаче голоса, то есть собственно телефонии, Bluetooth предполагает скорость обмена 64 Кбит/с, при этом возможна одновременная поддержка до трех идентичных синхронных каналов. Применение дельта-модуляции в голосовом тракте позволяет добиться неплохой устойчивости к ошибкам приема. Рост уровня интерференции субъективно воспринимается как повышение уровня шума, и ошибочный прием даже 4% бит не приводит к существенному ухудшению разборчивости, несмотря на то что повторная передача пакетов голосовой информации невозможна. Максимальная скорость асинхронного обмена данными достигает 432,6 Кбит/с для симметричного двунаправленного канала, однако возможна иная организация взаимодействия: 721 Кбит/с для передачи данных и 57,6 Кбит/с для их приема.

Введение радиоинтерфейсов, особенно таких «продвинутых», как Bluetooth, в повседневный обиход, позволит интегрировать информационное пространство. Все те электронные приборы, что составляют современный офис, — компьютеры (в том числе и карманные), принтеры, телефоны, факс и прочие — получат возможность постоянно «общаться» друг с другом, а организовать офисную локальную сеть сумеет любая секретарша. Что может быть проще: не нужно путаться в проводах, загружать драйверы — достаточно, чтобы разные устройства просто находились не далее 10 метров друг от друга!

Коллеги или конкуренты?

Предполагалось, что благодаря некоторым своим особенностям технология Bluetooth сможет всерьез потеснить на рынке разработки IrDA, ассоциации инфракрасной передачи данных. В числе преимуществ назывались небольшая стоимость и высокая пропускная способность. Кроме того, радиоинтерфейсу не требуется прямая видимость, а повышение дальности связи не связано с существенными затратами. Однако сегодня значительные различия в себестоимости (центы у инфракрасных устройств против долларов Bluetooth) не позволяют говорить о прямой конкуренции. Более того, IrDA вошла в SIG Bluetooth, внеся в качестве своего вклада новые разработки. Так что не исключено такое «распределение обязанностей» — устройства IrDA будут реализовывать беспроводной обмен данными в пределах десятков сантиметров, а расстояния в единицы и десятки метров будут покрывать радиоинтерфейсы.

Надежды и планы

Рассмотренные нововведения ничуть не изменяют концептуальную основу развития Internet — его фрактальность. Наращивание структуры происходит в основном по интенсивному пути: расширять Всемирную паутину, по сути, некуда; стратегическое значение приобретает расширение трансконтинентальных каналов, а также увеличение плотности узлов сети. Воплощение виртуальной реальности — Intertnet стремится к тому, чтобы окружить собой каждого человека и вобрать все виртуальные функции, от игр и пересылки сообщений до перевода платежей и дистанционного управления бытовыми приборами. Качественно новый этап — реализация проекта Bluetooth. Ожидается, что первые основанные на этой технологии устройства попадут на российский рынок уже в конце этого года. Кибернетический мир сможет проникнуть в каждый дом, обрести десятки миллионов новых клиентов. Главное — сохранить к этому времени способность отличать виртуальное от реального, настоящее от игры воображения…

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями