Shaxsiy (Wireless Personal Area Network, wpan)

3.2. Simsiz tarmoq texnologiyalari


Simsiz shaxsiy tarmoqlariga Bluetooth, UWB, ZigBee texnologiyalari mansub.
Bluetooth texnologiyasida radioaloqa 2,4-2,48 GGs diapazonida amalga oshiriladi. Signal spektri FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum - chastotali sakrash bo’yicha keng polosali signal) usuli bo’yicha shakllantiriladi.
Universal qabul qilish/uzatish uskunalari bazasida ixtiyoriy Bluetooth-yechimlar bilan aloqa ta’minlanadi. Shu bilan birga ijroning asosan ikki varianti ishlatiladi:
- Bluetooth – kalit (Bluetooth-dongle) yoki
- Bluetooth-adapterlar.
Bluetooth shaxsiy kompyuter, noutbuk, PDA (Personal digital assisttanse), mobil telefon, printer va raqamli fotoapparat kabi qurilmalar orasida, bir-biridan 100 m doirasida va xatto turli binolarda, axborot almashinuvini ta’minlaydi (3.2 -rasm).



3.2-rasm. Turli Bluetooth-qurilmalar bilan aloqa
Bluetooth-qurilmalar notanish muhitda ishni boshqa Bluetooth-qurilmalarni qidirish bilan boshlaydi. Ushbu muolaja device discovery deb ataladi. Buning uchun so’rov jo’natiladi. So’rovga javob nafaqat aloqa doirasida faol Bluetooth-qurilmalarning mavjudligiga, balki ushbu qurilmalar mavjud bo’lgan rejimga bog’liq. Bu bosqichda uchta asosiy rejim bo’lishi mumkin:
- Discoverable mode. Ushbu rejimdagi qurilmalar olingan so’rovlarning barchasiga doim javob beradilar;
- Limited discoverable mode. Ushbu rejimdagi qurilmalar so’rovlarga faqat cheklangan vaqtda yoki ma’lum shartlarga rioya qilib javob berishlari lozim;
- Non-discoverable mode. Rejim nomidan ko’rinib turibdiki, ushbu rejimdagi mavjud qurilmalar yangi so’rovlarga javob bermaydilar.
Aniqlash, identifikatsiyalash va dastlabki sozlashning barcha muolajalaridan so’ng Bluetooth-qurilmalar foydalanuvchi axborot almashinuvini boshlashi mumkin.
Bluetooth spetsifikatsiyasi axborotni vaqtli multiplekslashli paketli uzatish usulini tavsiflaydi. FHSS ishlashi prinsipiga binoan chastotalar polosasi 1 MGs kenglikdagi qismkanallarning ma’lum soniga ajratilgan. Kanal 79, 23 yoki 22 radiochastotali kanallar bo’yicha psevdotasodifiy sakrashlarning ketma-ketligidan iborat. Har bir kanal davomligi 625 mks bo’lgan vaqtiy segmentlarga bo’linadi. Har bir segmentga ma’lum eltuvchi chastota mos keladi. Peredatchik priyomnik bilan sinxron tarzda bir eltuvchidan ikkinchisiga to’g’rilanadi. Eltuvchi chastotaning bunday o’zgarishi hopping, kanalning o’zgarishi esa hopping channel deb yuritiladi. Ushbu usul uzatishning konfidensialligini va birmuncha xalallardan himoyalanganlikni ta’minlaydi. Agar qandaydir kanal bo’yicha uzatilgan paket qabul qilinmasa, priyomnik u xususida xabar beradi va paketni uzatish endi boshqa chastotada, keyingi qismkanallarning birida qaytariladi.
Bitta Bluetooth qurilmaning bir necha boshqa qurilmalarga ulanishida, bir necha ulanishlarga xizmat qiluvchi qurilma master ("etakchi"), ulangan qurilmalar esa slave ("etaklanuvchi") deb ataladi. Bitta master ga ettitacha aktiv slave larni ulash mumkin. Aktiv slave lardan (yani, ma’lumotlarni aktiv almashadigan qurilmalardan) tashqari, barcha kanallar band bo’lganida, master bilan ma’lumotlar almasha olmaydigan, ammo u bilan sinxronlashgan aktiv bo’lmagan slave lar to’plami mavjud bo’lishi mumkin. Bunday struktura piconet deb yuritiladi. Piconet lar bir birlari bilan vaqt va chastota bo’yicha sinxronlanmagan. Ularning har biri o’zining chastota sakrashi ketma-ketligini ishlatadi. Bitta piconet doirasida barcha qurilmalar vaqt va chastota bo’yicha sinxronlangan. Har bir piconet uchun uning master qurilma adresi orqali aniqlanuvchi sakrashlarning psevdotasodifiy ketma-ketligi generatsiyalanadi.
Bitta piconet da faqat bitta master bo’lishi mumkin, ammo har bir slave bir vaqtning o’zida boshqa qurilmalar uchun master bo’lishi va o’zining piconet ini hosil qilishi mumkin. Shu tariqa birlashgan bir necha piconet scatternet ni hosil qiladi. Scatternet doirasidagi turli qurilmalar turli piconet uchun bir vaqtning o’zida nafaqat master yoki slave bo’lishi, balki turli piconet lar uchun oddiy slave bo’lishi ham mumkin. 3.3-rasmda Bluetooth-qurilmalar bog’lanishlarini tashkil etish strukturasi keltirilgan.
Zaruriyat tug’ilganida piconet dagi ixtiyoriy slave master bo’lib qolishi mumkin. Tabiiyki, bu holda eski master slave bo’lib qoladi. Shunday qilib, scatternet da qancha kerak bo’lsa, shuncha bluetooth qurilmalar birlashtirilishi mumkin, mantiqiy bog’lanishlar talab qilinganiga binoan hosil qilinishi va zaruriyat tug’ilganida xohlagancha o’zgarishi mumkin.

3.3-rasm. Bluetooth qurilmalar bog’lanishlarini

tashkil etish strukturasi

Bluetooth texnologiyasida vaqt bo’linishi - Time Division Duplexing (TDD) asosida dupleks uzatish ko’zda tutilgan. Master paketlarni toq vaqt segmentlaridi, slave esa juft vaqt segmentlarida uzatadi (3.4-rasm).

3.4-rasm. Qisqa xabar paketlarini uzatish tartibi

Paketlar, uzunligiga bog’liq holda, beshtagacha vaqt segmentlarini egallashi mumkin. Bunda kanal chastotasi paket uzatilishi tamom bo’lmaguncha o’zgarmaydi (3.5-rasm).

O’ta keng polosali texnologiya Ultra wideband (UWB) radiokanal orqali maishiy elektron qurilmalar, shaxsiy kompyuterning tashqi qurilmalari, va unchalik katta bo’lmagan masofada mobil qurilmalar orasida eng yuqori tezlikda va energiyaning kichik sarfi bilan ma’lumotlar almashinuvini ta’minlovchi, simsiz foydalanishga alternativ texnologiya hisoblanadi. Ushbu texnologiya qamrab olinuvchi zonaning katta bo’lmagan doirasida yuqori o’tkazish qobiliyatiga ega va ideal darajada yuqori sifatli multimedia kontentini simsiz uzatishga mos.
Haqiqatan, maishiy elektronika qurilmalari uchun tezligi yuqori simsiz interfeys kerak, ammo bluetooth kabi va boshqa simsiz texnologiyalaridan foydalanish qator cheklashlar orqali amalga oshiriladi. Ushbu texnologiyalarning asosiy kamchiligi ulardagi o’tkazish polosasining nisbatan katta emasligi. Videoni etkazish uchun odatda 3 dan 24 Mbit/s gacha o’tkazish qobiliyati talab etiladi.
Ta’sir doirasi qisqa simsiz tarmoq texnologiyasi (ZigBee) boshqa WPAN-texnologiyalariga, xususan bluetooth ga nisbatan arzonroq va kam energiya sarfini talab qiluvchi yechimni ta’minlash maqsadida ishlab chiqilgan: vaqtning katta qismida qurilmalar uxlash rejimida bo’ladi va onda-sonda ularga murojaat qilinganligi tekshiriladi. Ikkita apparat orasidagi aloqa uzunligi 75 metrgacha.

3.5-rasm. Uzun xabar paketlarini uzatish tartibi

Hozirda ushbu texnologiya asosan sensor tizimlarida ishlatiladi, ammo uning tarafdorlari texnologiyaning ixtiyoriy elektron qurilmalarni ulash uchun ishlatilishi mumkin deb hisoblaydilar. Xususan Pantech-Curitel firmasi ZigBee interfeysi bilan smartfon ishlab chiqargan. Ushbu texnologiyaning "aqlli" uy qurilmalarini boshqarish uchun, signalizatsiyaning turli simsiz vositalarida (tutash, xarorat, shovqun, namlik, harakat va h.) ishlatilishi kutilmoqda.