Bluetooth: сравнение с другими технологиями

Сравнение Bluetooth и Wi-Fi

Сравним Bluetooth с другим не менее известным интерфейсом беспроводной связи - WiFi (IEEE 802.11). Основные различия между ними (табл. 1) можно свести к следующему:

Табл.1 Сравнение Bluetooth и Wi-Fi

 

IEEE 802.11 (WiFi)

Bluetooth

1. Назначение

Беспроводные домашние/офисные сети

Замена кабельных соединений для компактных коммуникационных средств

2. Рабочая частота

2.4 ГГц

2.4 ГГц

3. Максимальная скорость передачи данных

11 Мбит/сек (IEEE 802.11b), 2Мбит/сек (IEEE 802.11)

721 Кбит/сек

4. Дальность действия

100 м

10 м или 100 м

5. Максимальное количество узлов

128 устройств на сеть

8 устройств на одну пикосеть, макс. 10 пикосетей, т.е. до 71 устройства на один scatternet

6. Голосовые каналы

Нет (опционально)

3 канала

7. Доступность

Сейчас

Сейчас

8. Цена

$100-$400 за узел

Около $5 за узел

Как легко заметить, интерфейс Bluetooth намного лучше приспособлен для использования в тех беспроводных устройствах связи, где требуется достаточно низкая цена, и нет необходимости в высоких скоростях и желательно низкое энергопотребление. Однако, возможно создание комбинированных сетей, тем более что IEEE 802.11 работает совершенно по другому принципу кодирования передаваемых данных, следовательно, находясь на одной и той же рабочей частоте, оба стандарта будут слышать друг друга физически, но чужие сигналы будут расценены каждым из них как посторонний шум.

ZigBee

Сети ZigBee, в отличие от других беспроводных сетей передачи данных, полностью удовлетворяют требованиям компактности, низкого энергопотребления и стоимости, а также простоте использования и эксплуатации.

Связь в сети ZigBee осуществляется путем последовательной ретрансляции пакетов от узла источника до узла адресата. В сети ZigBee предусмотрено несколько альтернативных алгоритмов маршрутизации, выбор которых происходит автоматически.
Стандарт предусматривает возможность использования каналов в нескольких частотных диапазонах. Наибольшая скорость передачи и наилучшая помехоустойчивость достигается в диапазоне от 2,4 до 2,48 ГГц. В этом диапазоне предусмотрено 16 каналов по 5 МГц.
Цена, которую пришлось заплатить в сетях ZigBee за минимизацию энергопотребления, компактность и дешевизну – относительно низкая скорость передачи данных.
Средняя скорость передачи полезных данных, в зависимости от загрузки сети и числа ретрансляций, составляет от 5 до 40 кбит/с.
Расстояние между рабочими станциями сети составляет десятки метров внутри помещений и сотни метров на открытом воздухе. За счет ретрансляций покрываемая сетью зона может быть весьма значительной: до нескольких тысяч квадратных метров в помещении и до нескольких гектар на открытом пространстве. Более того, сеть ZigBee в любой момент может быть расширена добавлением новых элементов или наоборот разбита на несколько зон простым назначением соответствующего числа новых конфигураторов сети. Это бывает полезно для снижения нагрузки и соответственно повышения скорости передачи данных.

Сети ZigBee строятся из базовых станций трех основных типов: координаторов, маршрутизаторов и конечных устройств.
Координатор запускает сеть и управляет ею. Он формирует сеть, выполняет функции центра управления сетью и доверительного центра – устанавливает политику безопасности.
Маршрутизатор транслирует пакеты, осуществляет динамическую маршрутизацию, восстанавливает маршруты при перегрузках в сети или отказе какого-либо устройства. Маршрутизаторы работают в непрерывном режиме, имеют стационарное питание и могут обслуживать до 32 спящих устройств.
Конечное устройство может принимать и отправлять пакеты, но не занимается их трансляцией и маршрутизацией.  Конечные устройства могут переводиться в спящий режим для экономии заряда аккумуляторов.

Более подробно о технологии ZigBee можно прочитать здесь

UWB

UWB (Ultra-WideBand, IEEE 802.15.3a) получила свое название «сверхширокополосная связь» из-за того, что в этом стандарте для связи используется самый широкий из распространенных сегодня технологий диапазон частот — от 3 до 10 ГГц.  Эта технология способна достигать скорости 110 Мбит/с. На расстоянии, не превышающем 10м (480 Мбит\с на расстоянии 3 метра).

Распределение частотных диапазонов между технологиями беспроводной связи

Рис. 1 Распределение частотных диапазонов между технологиями беспроводной связи

Основная проблема этой технологии: пропускная способность резко падает с увеличением расстояния. Это связано с тем, что дисперсия электромагнитного излучения в воздухе приводит к значительным искажениям широкополосного сигнала по сравнению с узкополосным. Искажение накапливается с расстоянием и, в конце концов, приводит к тому, что сигнал на входе приемника уже не имеет ничего общего с тем, что было излучено передатчиком.

Рис.2 Зависимость скорости передачи данных в технологии UWB от расстояния

NFC

Формальные характеристики интерфейса следующие: работа на расстоянии нескольких сантиметров, максимальная скорость обмена информацией около 400 Кбит/с, поддерживается полнодуплексный обмен данными, рабочая частота 13,56 МГц, время установления соединения не превышает 0,1 с, режим работы — точка–точка.  Эти параметры кардинально отличают NFC от других популярных беспроводных интерфейсов. Одна из идей этой технологии — упростить процесс покупки и избавить потенциальных покупателей от множества банковских карт, а точнее сделать их виртуальными, что исключает надобность носить их везде с собой. После «привязки» банковской карты к смартфону с чипом NFC для оплаты покупки необходимо будет всего лишь коснуться телефоном NFC-считывателя.

Существует уязвимость технологии NFC как виртуального кошелька. Если телефон, к которому привязана банковская карта, будет утерян или его попросту украдут, у «нового владельца» появится непосредственный доступ к вашим деньгам.

В конце июня 2014 года компания Yota заявила о разработке специальной SIM-карты с поддержкой NFC. Эту новость вы можете прочитать на нашем портале.

InfraredDataAssociation

IrDA, ИК-порт, Инфракрасный порт — группа стандартов, описывающая протоколы физического и логического уровня передачи данных с использованием инфракрасного диапазона световых волн в качестве среды передачи.

Была особо популярна в конце 1990-х начале 2000-х годов. В данное время практически вытеснена более современными способами связи, такими как Wi-Fi и Bluetooth. Основные причины отказа от IrDA были:

1) Усложнение сборки корпусов устройств.

2) Ограниченная дальность действия и требования прямой видимости пары приемник-передатчик.

3) Относительно низкая скорость передачи данных первых реализаций стандарта. В последующих ревизиях стандарта этот недостаток исправили, однако широкого распространения скоростные варианты IrDA получить уже не успели.

Табл. 2. Сравнительная таблица персональных технологий беспроводной связи

 

Bluetooth

ZigBee

UWB

NFC

IrDA

Рабочая частота

2,4-2,48 ГГц

2,4ГГц

915МГц

868МГц

3-10ГГц

13.56МГц

3.4*10^(14)Гц

Длина волны

12.5 см

12.5 см

5 см

3-10 см

22 м

880 нм

Год создания

1998

2004

2000-е

2004

1994

Дальность действия

До 100м

До 100м

Около 10м

До 20см

До 1м

Максимальная скорость передачи

721

Кбит\с

250

Кбит\с

480

Мбит\с

424

Кбит\с

От

2,4Кбит\с

До

16Мбит\с

 

Перспективы развития технологии bluetooth 

Ожидается, что технология bluetooth будет совместима с очень многими протоколами и системами. Низкая стоимость, высокая степень защиты, удобство и простота в использовании — очень весомые преимущества стандарта. Использование частоты 2,4 ГГц не требует лицензирования. Помимо общедоступности, данная технология обещает стать и общепринятой. Такое единство вызвано тем, что гораздо проще и дешевле снабжать все устройства стандартными чипами, нежели разрабатывать компьютеры под разные интерфейсные карты. Дешевизна сетевых адаптеров позволит их встраивать буквально во все средства связи, бытовые приборы, компьютеры и другую оргтехнику.

Удобства для пользователей, которые сулит внедрение технологии, крайне заманчивы и наверняка будут иметь огромную популярность. Скажем, когда вы приходите в офис, ваш карманный компьютер тут же автоматически синхронизируется с настольным ПК, передаются новые контакты на ваш мобильный телефон. Технология позволит объединять любые электронные устройства, вплоть до холодильников, стиральных машин, микроволновых печей и дверных замков.

Подведем итоги

Использование технологии Bluetooth – один из самых простых способов соединения двух устройств. Для организации связи между устройствами необходимо лишь наличие у них Bluetooth-адаптера. Для соединения персональных компьютеров придется приобрести Bluetooth-адаптер и подключить его к компьютеру. Как правило, используются USB-адаптеры, подключаемые к USB-порту.

Одним из преимуществ Bluetooth является то, что для связи устройств совершенно не требуется прямой видимости — устройства начинают «видеть» друг друга будучи сближенными на определенное расстояние. Этому стандарту нипочем даже стены и с его помощью возможно создавать небольшие сети в условиях квартиры, а например, соединение карманного компьютера с мобильным телефоном может быть осуществлено вообще без извлечения последнего скажем, из кармана.

Также к преимуществам следует отнести низкое энергопотребление и стоимость и относительную универсальность (при соединении не важен тип устройства, определяющим является лишь поддерживаемый профиль).

Одним из главных недостатков сетей Bluetooth является обеспечиваемый уровень безопасности. Слабости защиты bluetooth, в частности, вызваны тем, что эта технология делает сильный упор на опознание устройств  для безопасного обслуживания, а также на контроль, которым обладает пользователь над устройствами bluetooth и их конфигурацией. Современная bluetooth-технология не предлагает никакого средства опознания пользователя, что делает bluetooth-устройства уязвимыми. Особенно слабым аспектом bluetooth является процесс «спаривания» (pairing) устройств, при котором происходит обмен ключами в незакодированных каналах. Если нападающий перехватит передачу процесса спаривания, то он сможет получить ключ инициализации путем калькуляции этих ключей для любого возможного варианта пароля и сравнения результатов с перехваченной передачей.

Также к недостаткам Bluetooth можно добавить относительно невысокую скорость передачи данных.

Скачков Максим Константинович

 Читайте также:

Что такое Bluetooth и как он работает?

Общие сведения о WiFi

Безопасность в WiFi

Общие сведения о ZigBee

WiMAX. Стандарт IEEE 802.16

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Яндекс.Метрика