藍牙技術的應用及其發展前景

1 前言 
    2000年年底公布的藍牙技術規范1.1版中，提出了13個應用規范，內容涵蓋了無繩電話（Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ）、3合1式電話（Ｉｎｔｅｒｃｏｍ）、無線耳機（Ｈｅａｄｓｅｔ）、撥號上網（Ｄｉａｌ－ｕｐ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）、傳真（Ｆａｘ）、局域網接入（ＬＡＮ Ａｃｃｅｓｓ）、文件傳輸（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）和數據同步（Ｄａｔａ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）等應用。從2000年中期到2001年上半年，具有無線耳機、撥號上網、局域網接入、文件傳輸和同步等功能的藍牙產品被陸續推出，雖然僅僅是局限于某些地區的限量銷售，而且價格比較昂貴，但從中我們可以聽出藍牙ＳＩＧ已經開始加快推廣藍牙無線技術，盡快推向市場，使之商品化的堅定腳步聲。同時，基于上述藍牙產品的試驗性應用也在無線技術相對發達的歐、美、日等國家相繼展開，隨著藍牙芯片價格的不斷下滑、性能不斷完善、功能逐步增強，藍牙無線技術低價格、低功耗和全球統一的特征日益突現，從而最終將實現藍牙產品從“昔日王榭堂前燕”到“飛入尋常百姓家”的目標。 
2 藍牙無線技術的應用 
    藍牙無線技術本身是巨大的潛在市場驅動下的產物，其最初的設想是為移動終端用戶和商務人士提供一項替代線纜（Ｃａｂｌｅ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）的技術，并能提供對等（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－Ｐｅｅｒ）的基于臨時組網（Ａｄ Ｈｏｃ Ｓｃａｔｔｅｒｎｅｔ） 的各種移動通信終端和便攜式計算終端之間的無線連接。 
    藍牙無線技術的應用大體上可以劃分為替代線纜（Ｃａｂｌｅ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）、因特網橋（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｂｒｉｄｇｅ）和臨時組網（Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）3個領域。 
    （1）替代線纜 
    1994年，Ｅｒｉｃｓｓｏｎ公司就將其作為替代設備之間線纜的一項短距離無線技術。與其他短距離無線技術不同，藍牙從一開始就定位于結合語音和數據應用的基本傳輸技術。最簡單的一種應用就是點對點（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ）的替代線纜，例如耳機和移動電話、筆記本電腦和移動電話、ＰＣ和ＰＤＡ（數據同步）、數碼相機和ＰＤＡ以及藍牙電子筆和移動電話之間的無線連接。 
    圍繞替代線纜再復雜一點的應用，就是多個設備或外設在一個簡單的“個人局域網”（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＰＡＮ）內建立通信連接，如在臺式計算機、鼠標、鍵盤、打印機、ＰＤＡ和移動電話之間建立無線連接。為了支持這種應用，藍牙還定義了“微網”（Ｐｉｃｏｎｅｔ）的概念，同一個ＰＡＮ內至多有8個數據設備（1個“主設備”（Ｍａｓｔｅｒ）和7個“從設備”（Ｓｌａｖｅ））共存。 
    （2）因特網橋 
    藍牙標準還更進一步地定義了“網絡接入點”（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）的概念，它允許一臺設備通過此網絡接入點來訪問網絡資源，如訪問ＬＡＮ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和基于ＬＡＮ的文件服務和打印設備。而且這種網絡資源不僅僅可以提供數據業務服務，還可以提供無線的語音業務服務，從而可以實現藍牙終端和無線耳機之間的移動語音通信。通過接入點和微型網的結合，可以極大地擴充網絡基礎設施，豐富網絡資源，從而最終實現不同類型和功能的多種設備依托此種網絡結構共享語音和數據業務服務。 
    建立這樣一個安全和靈活的藍牙網絡需要以下3部分軟件和硬件設施組成：一是藍牙接入點（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ，ＢＡＰ），他們可以安裝在提供藍牙網絡服務的公共、個人或商業性建筑物上，目前大多數接入點只能在ＬＡＮ和藍牙設備之間提供數據業務服務，而少數高檔次的系統可以提供無線語音連接；二是本地網絡服務器（Ｌｏｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｅｒ），此設備是藍牙網絡的核心，它提供基本的共享式網絡服務，如接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ和連接基于ＰＢＸ的語音系統等；三是網絡管理軟件（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｏｆｔｗａｒｅ），此軟件也是網絡的核心，集中式管理的形式能夠提供諸如網絡會員管理、業務瀏覽、本地業務服務、語音呼叫路由、漫游和記費等功能。藍牙無線網絡的結構如圖1所示。 

    基于上述藍牙網絡的商業化應用已經浮出水面。在分布了多個藍牙接入點的商店，顧客可以利用帶有ＷＡＰ、藍牙和Ｗｅｂ瀏覽功能的移動電話付款、結賬和瀏覽店內提供的商品；在裝有基于藍牙的飯店客人服務系統的Ｈｏｌｉｄａｙ Ｉｎｎ中，客人使用Ｅｒｉｃｓｓｏｎ的Ｒ520ｍ具備藍牙功能的移動電話就可以進行入住登記和結賬服務，甚至可以用移動電話打開預定客房的房門。 
    在歐美國家，配備藍牙等無線因特網接入服務的設施被稱為“Ｈｏｔ Ｓｐｏｔ”，他們和日本等國都在積極探索開展Ｈｏｔ Ｓｐｏｔ業務的商業模式。 
    （3）臨時組網 
    上述的“網絡接入點”是基于網絡基礎設施（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ）的，即網絡中存在固定的、有線連接的網關。藍牙標準還定義了基于無網絡基礎設施（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－ｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）的“散型網”（Ｓｃａｔｔｅｒｎｅｔ）的概念，意在建立完全對等（Ｐ2Ｐ）的Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ。所謂的Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ是一個臨時組建的網絡，其中沒有固定的路由設備，網絡中所有的節點都可以自由移動，并以任意方式動態連接（隨時都有節點加入或離開），網絡中的一些節點客串路由器來發現和維持與網絡其他節點間的路由。Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ應用于緊急搜索和救援行動中、會議和大會進行中及參加人員希望快速共享信息的場合。 藍牙標準中微網采用主／從工作模式，若干個臨時組建的微網可以建立連接構成散型網。由主設備的藍牙地址（ＢＤ—ＡＤＤＲ）及本地時鐘（ＣＬＫＮ）決定一個微網的信道跳頻序列（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｈｏｐｐｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）及同步時鐘（ＣＬＫ），微網內的所有從設備與此跳頻序列保持同步。一個微網內的從設備可以同時作為其他微網的從設備，而一個微網的主設備在其他微網內只能作為從設備。在保證一定誤碼率及沖突限度的前提下，一個散型網可由至多10個微網構成，由此可見，在一定范圍內可支持的藍牙無線設備的密度相當高。 當前的藍牙協議并不支持完全對等的通信，如果在臨時組建的微網內充當主單元的設備突然離去，剩余的設備不會自發地組建起一個新的微網；同時，藍牙協議也不支持Ａｄ Ｈｏｃ業務的分配和管理，藍牙的業務發現協議（ＳＤＰ）為適應藍牙通信的動態特性進行了優化，但ＳＤＰ集中于對藍牙設備上可利用業務的發現，而沒有定義如何訪問這些業務的方法（包括發現和得到協議，訪問方式，驅動和使用這些業務所需的代碼），對訪問業務的控制和選擇等。盡管如此，藍牙的ＳＤＰ可以與其他的業務發現協議共存，也可以通過藍牙定義的其他協議來訪問這些業務。 為部分解決上述問題，北歐一家產品工作平臺開發商，藍牙ＳＩＧ成員之一的Ｐｏｃｉｔ Ｌａｂ開發出了自發的短距離Ｐ2Ｐ業務平臺——ＢｌｕｅＴａｌｋ，以及智能的無線對等網絡——ＢｌｕｅＴａｌｋＮｅｔ。他們的工作平臺在基于ＰＤＡ的游戲上得到了應用，并且獲得了Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ 2001 的“最具創新產品獎”（Ｍｏｓｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔ）。 
3 藍牙無線技術的發展前景 
    2001年，對藍牙工業來說是一個重要的轉折點，藍牙特殊興趣小組公布了較為穩定的技術規范1.1版，許多開發商發布了他們的第一代藍牙產品，而藍牙最初的商業化應用也浮出水面，針對廣大消費者的大范圍市場推廣即將被啟動。 
    (1)藍牙已不再是一項虛擬的技術，也不再停留在理論的標準規范上。 
    在ＣｅＢＩＴ 2001上，有470家公司展示了與藍牙有關的產品，這些產品不再是概念性的設計，而是實實在在可以使用和購買的商品，有超過25家公司對其產品和應用進行了現場演示。 
    (2)一旦藍牙芯片的性價比達到一定的水平，同時找到有利于市場推廣的突破點及適當的商業運行模式，其普及的速度將如水庫中積滿的池水一樣傾瀉而出，洶涌而至。因為藍牙技術的基本應用都是基于現在正在迅速普及的移動設備，例如手機、ＰＤＡ和筆記本電腦等。美國Ｃａｈｎｅｒｓ Ｉｎ－Ｓｔａｔ Ｇｒｏｕｐ發布的一項預測顯示，到2003年，具備藍牙功能的設備將超過2億部，到2005年，這個數字將達到9.55億部。 
    (3)藍牙無線接入技術如主干網絡的神經末梢將通信技術滲透到各行各業。藍牙無線通信技術的出現之所以引起企業界如此廣泛的關注，就是因為它為其他領域的技術發展注入了鮮活的生命力。例如，瑞典ＡＢＢ公司將藍牙技術、網絡技術及智能技術相結合應用在工業環境中。美國的Ｃｒｏｓｓｂｏｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 公司在2000年推出了ＣｒｏｓｓＮｅｔ，首次將無線傳感器的數據通過藍牙無線傳輸到因特網上作遠距離的數據查詢、檢測、管理和控制等，他們還將此系統具體應用到了化學氣體泄漏的監測中。 
    (4)除了與傳統工業的結合，藍牙無線技術還被稱為“爆發性技術”（Ｄｉｓｒｕｐｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），即它能夠激發各組織和團體去開拓新的商業模式，從而徹底改變他們的經濟和競爭基礎，甚至孕育出全新的產業領域。例如，ＩＴＳ （Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）是一種智能運輸系統，致力于為汽車提供公共安全、私人無線應用以及商業性無線業務等全方位的服務。利用藍牙無線技術在位置信息（Ｌｏｃａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）方面的應用，有可能產生一種Ｐ－Ｃｏｍｍｅｒｃｅ的全新商業模式，即汽車在行駛過程中，周圍的地形、交通、商業、服務、收費或交易信息會被源源不斷地提供給駕駛人員和乘客，徹底改變人們的消費方式。 
    (5)為適應市場的需求和技術的發展，藍牙ＳＩＧ正在制定下一代的藍牙標準。目前有12個工作組（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）、3個研究小組以及2個專家小組（Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）正在以藍牙的正式標準“Ｖｅｒｓｉｏｎ 1.1”為基礎開始工作。 
    藍牙無線技術對我國的信息化建設來說，既是挑戰也是機遇。我們衷心希望具有我國自主知識產權的藍牙產品早日投入市場，也希望有更多的有識之士關注和支持我國藍牙技術的成長與發展，也許在不久的將來，人們會驚奇地發現我們的工作與生活都在逐步變“藍”。

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