蓝牙技术组网模式详解

冷川_gary

随着计算机网络及通讯技术的发展，无线网络逐渐普及，无线局域网的组建越来越受大众的欢迎。组建无线局域网的方式及技术有很多，蓝牙作为一种小范围无线连接技术，能够在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据和语音通信，是目前实现无线个域网的主流技术之一。
    蓝牙技术概述
    蓝牙（Bluetooth）技术是由爱立信、诺基亚、Intel、IBM 和东芝5家公司于1998年5月共同提出开发的，并联合成立了蓝牙特殊利益小组(SIG)，负责开发无线协议规范并设定交互操作的需求。蓝牙技术的本质是设备间的无线联接，主要用于通信与信息设备。蓝牙技术的支持者也很多，最初只有五家企业发起的SIG发展到现在已拥有了3000多个企业成员。

蓝牙标识

    蓝牙技术是一种支持点对点或点对多点的话音、数据业务的短距离无线通信技术。它支持设备短距离通信（一般是10m之内）的无线电技术。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带，带宽为1Mb/s。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。
    蓝牙技术在标准上先后推出了Bluetooth 1.0、1.1、1.2等三个版本，其规范的技术和功能也逐渐完善。随着Bluetooth 1.2的推出，在传输速度、抗干扰、安全性等方面都很很大的提高。依据其发射输出电频有3种距离等级，Class1 约为100m 左右、Class2 约为10m 、Class3 约为2-3m。一般情况下，其正常的工作范围是10m 半径之内。SIG 日前宣布正式采用蓝牙核心规范V2.0。新版本的蓝牙标准具有更高的数据传输速率，2.0版本的蓝牙标准提供的带宽将是目前蓝牙带宽的三倍，不过新版本蓝牙标准并没有增大无线传输的距离，蓝牙2.0在传输大量文件数据时耗电量只有旧版本蓝牙标准的一半。另外，新版本的蓝牙标准还具有向后兼容能力和更小的误码率。
蓝牙技术组网模式
    蓝牙系统采用一种灵活的无基站的组网方式，使得一个蓝牙设备可同时与7个其它的蓝牙设备相连接。基于蓝牙技术的无线接入简称为BLUEPAC（Bluetooth Public Access），蓝牙系统的网络结构的拓扑结构有两种形式：微微网（piconet）和分布式网络（Scatternet）。
    微微网是通过蓝牙技术以特定方式连接起来的一种微型网络，一个微微网可以只是两台相连的设备，比如一台便携式电脑和一部移动电话，也可以是8台连在一起的设备。在一个微微网中，所有设备的级别是相同的，具有相同的权限。蓝牙采用自组式组网方式（Ad-hoc），微微网由主设备（Master）单元（发起链接的设备）和从设备（Slave）单元构成，有一个主设备单元和最多7个从设备单元。主设备单元负责提供时钟同步信号和跳频序列，从设备单元一般是受控同步的设备单元，接受主设备单元的控制。


    在这种网络模式下，最简单的应用就是蓝牙手机与蓝牙耳机，在手机与耳机间组建一个简单的微微网，手机作为主设备，而耳机充当从设备。同时在两个蓝牙手机间也可以直接应用蓝牙功能，进行无线的数据传输。办公室的PC机可以是一个主设备单元，主设备单元负责提供时钟同步信号和跳频序列，从设备单元一般是受控同步的设备单元，接受主设备单元的控制，无线链盘、无线鼠标和无线打印机可以充当从设备单元的角色。在蓝牙技术组建无线局域网的时候，组网的无线终端设备都不超过7台，即是组建一个微微网。有两种方式，一种是PC对PC组网；另一种是PC对蓝牙接入点组网。
    在PC对PC组网模式中，一台PC机通过有线网络接入因特网之中，利用蓝牙适配器充当Internet共享代理服务器，另外一台PC通过蓝牙适配器与代理服务器组建蓝牙无线网络，充当一个客户端，从而实现无线连接，共享上网的目的。这种方案是在家庭蓝牙技术组网中最具有代表性和最普遍采用的方案，具有很大的便捷性。

PC对PC蓝牙组网

    在PC对蓝牙接入点的组网模式中，蓝牙接入点，即蓝牙网关，通过与MODEM等宽带接入设备相连接入Internet网络。以蓝牙网关来发射无线信号，与各个带有蓝牙适配器的终端设备相连接，从而组建一个无线网络，实现所有终端设备的共享上网。终端设备可以是PC、笔记本电脑、PDA等，但它们都必须带有蓝牙无线功能，且不能超过7台终端。这种方案适用于公司企业组建无线办公系统，具有很到的便捷性和实用性。

PC对蓝牙接入点组网

    分布式网络是由多个独立的非同步的微微网组成的，以特定的方式连接在一起。一个微微网中的主设备单元同时也可以作为另一个微微网中的从设备单元，这种设备单元又称为复合设备单元。蓝牙独特的组网方式赋予了它无线接入的强大生命力，同时可以有7个移动蓝牙用户通过一个网络节点与因特网相连。它靠跳频顺序识别每个微微网。同一微微网所有用户都与这个跳频顺序同步。
    蓝牙分布式网络是自组网（ad hoc networks）的一种特例。其最大特点是可以无基站支持，每个移动终端的地位是平等的，并可独立进行分组转发的决策，其建网灵活性，多跳性、拓扑结构动态变化和分布式控制等特点是构建蓝牙分布式网络的基础。
网络组建
    以上介绍了蓝牙技术下无线网络的组网方式，在组建网络的时候，我们需要根据使用要求及终端设备的数量，来确定以何种方式组网。现在的手机等大多数移动通讯设备上装上了蓝牙芯片，支持蓝牙无线网络技术，在设置和联机上的操作相当简单，只需将手机上此功能打开，设置主从设备关系，在可辐射的范围内，即可实现微微网，用以连接耳机和手机或手机与手机间的数据传输。
    在组建有电脑终端的蓝牙无线网络时，各个微微网的终端连接设备都需要有蓝牙适配器。终端上可选择USB蓝牙适配器，而如今的市场上也基本上都是USB接口的蓝牙适配器了，方便适用，插入电脑，通过光盘等装上驱动程序，就拥有了蓝牙功能。而如今的Windows XP SP2系统能自动识别与安装，而不需要单独安装驱动程序。
    安装了蓝牙设备的驱动程序后还要进行设备间的配对设置，两个蓝牙设备在首次进行互通使用时，要身份识别的设置，才能实现设备之间的通讯。当然，第一次使用的时候需要设置，而以后设备间的连接与通讯就不需要再进行设置了。蓝牙设备必须能够彼此识别，并通过安装合适的软件识别出彼此支持的高层功能。蓝牙的软件系统其实一个独立的操作系统，不与其他操作系统捆绑。在进行蓝牙设备的配对设置时，要根据网络及网络设备的具体情况设置一些相应的参数，为蓝牙接入点设置相应的IP，DNS参数，电脑本身也要相应设置IP段的IP，网关（蓝牙接入点）IP和DNS等。考虑设备的主从关系，确保设备间顺利实现通讯。
    蓝牙的发射输出电频的等级也不一致，导致它所覆盖的范围也并不一样，通常我们所用的蓝牙设备都时在10m半径的范围之内，所以在组建网络时候要考虑信号的有效范围。一个微微网只能支持7台从属终端设备，如果终端设备过多，就需要建立多个微微网，采用蓝牙分布式网络来实现组网需要。
    写在最后
    蓝牙技术的应用范围相当广泛，可适用于局域网络中各类数据及语音设备，如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等，蓝牙的无线组网方式可将上述设备连成一个微微网，多个微微网之间也可以进行互连接，组建蓝牙分布式网络，从而实现各类设备之间随时随地进行通信。其典型环境有无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备以及学校教育和工厂自动控制等，尤其是在移动通讯设备手机等间的应用。
    随着蓝牙技术的日益成熟，使蓝牙技术的实用性及安全性都越来越高。蓝牙的目标是让网络无处不在，最终连接任何东西。目前，蓝牙技术应用还存在一些不足，如信道兼容性、可靠性和安全性欠缺，无法实现真正的“漫游”，这在分存网应用时更为突出。不过，随着蓝牙技术的发展，蓝牙标准2.0版本的推出，组建办公室无线近距离网会越来越经济实用，蓝牙发展的前景也值得我们期待。
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