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    隨著計算機、網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展，采用藍牙技術組建無線局域網(wǎng)，不僅在辦公條件不完善時能發(fā)揮作用，而且在臨時增刪辦公點和移動性辦公業(yè)務方面也有著獨特的優(yōu)勢。文中對藍牙技術做了介紹，并就組網(wǎng)體系結構做了說明，對藍牙技術的發(fā)展趨勢做了展望。

一、 前言

在現(xiàn)代企業(yè)的辦公局域網(wǎng)絡中．個人電腦要登錄單位內部的局域網(wǎng)以及Internet ，訪問網(wǎng)上資源，個人電腦之間要進行文件、資料和設備的共享。這樣一來PC 機與各種外設之間，PC 機與各種共享設備之間．以及PC 機與局域網(wǎng)插口之間，就存在許許多多的連線，給移動辦公及調度管理帶來了極大的不便。藍牙技術發(fā)展的初衷是為了用一種統(tǒng)一的無線通信技術來取代各種數(shù)字化設備之間相互連接的電纜。利用藍牙技術組建企業(yè)內部通信網(wǎng)．構建Internet 網(wǎng)絡平臺．不僅可以改善人們的辦公環(huán)境，而且可以提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平．加快現(xiàn)代企業(yè)的辦公自動化進程。

二、 藍牙技術

藍牙（Bluetooth）技術是由愛立信、諾基亞、Intel、IBM 和東芝5家公司于1998年5月共同提出開發(fā)的。藍牙技術的本質是設備間的無線聯(lián)接，主要用于通信與信息設備。近年來，在電聲行業(yè)中也開始使用。依據(jù)發(fā)射輸出電平可以有3 種距離等級，Class1 為100m 左右、Class2 約為10m 、Class3 約為2-3m。一般情況下，其正常的工作范圍是10m 半徑之內。在此范圍內，可進行多臺設備間的互聯(lián)。但對于某些產(chǎn)品，設備間的聯(lián)接距離甚至遠隔100m 也照樣能建立藍牙通信與信息傳遞。

借助采用了藍牙技術的PDA 個人數(shù)字助理，用戶可很方便地進人因特網(wǎng)。有了藍牙技術，存儲于手機中的信息可以在電視機上顯示出來，也可以將其中的聲音信息數(shù)據(jù)進行轉換，以便在PC 個人電腦上聆聽。東芝公司已開發(fā)上市了一種藍牙無線Modem 和PC 卡，將2 張卡中的一張插人Modem 的主機上，另一張插人PC 個人電腦。這樣，用戶就成功實現(xiàn)了與因特網(wǎng)的無線聯(lián)網(wǎng)。

藍牙技術的特點包括：1、采用跳頻技術，數(shù)據(jù)包短，抗信號衰減能力強；2、采用快速跳頻和前向糾錯方案以保證鏈路穩(wěn)定，減少同頻干擾和遠距離傳輸時的隨機噪聲影響；3、使用2.4GHzISM頻段，無須申請許可證；4、可同時支持數(shù)據(jù)、音頻、視頻信號；5、采用FM調制方式，降低設備的復雜性。

該技術的傳輸速率設計為1MHz，以時分方式進行全雙工通信，其基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的組合。一個跳頻頻率發(fā)送一個同步分組，每個分組占用一個時隙，使用擴頻技術也可擴展到5個時隙。同時，藍牙技術支持1個異步數(shù)據(jù)通道或3個并發(fā)的同步話音通道，或1個同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音的通道。每一個話音通道支持64kb/s的同步話音；異步通道支持最大速率為721kb/s，反向應答速率為57. 6 kb/s的非對稱連接，或者是432. 6 kb/s的對稱連接。

目前，藍牙技術已被普遍應用在筆記本電腦上，以幫助兩臺（或多臺）筆記本電腦之間實現(xiàn)無線通信。較紅外線傳輸“必須保證傳輸信息的兩個設備正對，且中間不能有障礙物”、“幾乎無法控制信息傳輸?shù)倪M度”、“沒有成為被廣泛接受的工業(yè)標準、設備種類不多”等致命的缺陷，藍牙的優(yōu)勢顯示出了勃勃生機。全世界已有2161 家公司參加了SIG (Special Interest  Group)組織，并正在共同制定藍牙技術標準。SIG的核心公司除上述最初提出開發(fā)藍牙技術的5家公司外，還有3com、Lucent技術、微軟和摩托羅拉4 家。SIG 成員公司包括：PC個人電腦、移動電話、網(wǎng)絡相關設備、外圍輔助設備和A/ V設備、通訊設備和汽車電子、自動售貨機、醫(yī)藥器械、計時裝置等諸多領域的設備制造公司。

三、 藍牙體系結構

藍牙體系結構包括3部分，各部分的構成見圖1。下面就硬件、軟件、路由機制3方面作簡略說明。

1、硬件部分

1.1射頻模塊

將基帶模塊的數(shù)據(jù)包通過無線電信號以一定的功率和跳頻頻率發(fā)送出去，實現(xiàn)藍牙設備的無線連接。

1.2基帶模塊

采用查詢和尋呼方式，使跳頻時鐘及跳頻頻率同步，為數(shù)據(jù)分組提供對稱連接(SCO）和非對稱連接（ASL)，并完成數(shù)據(jù)包的定義、前向糾錯、循環(huán)冗余校驗、邏輯通道選擇、信號噪化、鑒權、加密、編碼和解碼等功能。它采用混合電路交換和分組交換方式，既適合語音傳送，也適合一般的數(shù)據(jù)傳送。每一個語音通道支持64kb/s同步語音，異步通道支持最大速率723.2kb/s（反向57.6kb/s）的非對稱連接或433.9kb/s的對稱連接。

2、藍牙協(xié)議（軟件）

2.1鏈路管理協(xié)議（LMP ）

通過對鏈接的發(fā)送、交換、實施身份鑒權和加密，并通過協(xié)商確定基帶數(shù)據(jù)分組的大小，控制射頻部分的電源模式、工作周期及網(wǎng)絡內藍牙設備的連接狀態(tài)。

2.2邏輯鏈路控制與應用協(xié)議（L2CAP ）

L2CAP與LMP平行工作，共同實現(xiàn)OSI的數(shù)據(jù)鏈路層的功能。它可提供對稱連接和非對稱連接的數(shù)據(jù)服務。

2.3串行電纜仿真協(xié)議（RFCOMM）

在藍牙的基帶上仿真RS-232的功能，實現(xiàn)設備串行通信。例如，在撥號網(wǎng)絡中，主機將AT命令發(fā)送到調制解調器，再傳送到局域網(wǎng)，建立連接后，應用程序就可以通過RFCOMM 提供的串口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

2.4服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SDP）

按照用戶需要，發(fā)現(xiàn)相應服務及有關設備，并給出服務與設備列表。工作過程如下：主設備廣播1條信息，從設備做出相應的反應，將收集到的地址存于主設備的內存中，然后主設備從中選擇1個地址，利用鏈路管理代理所提供的進程在物理層建立連接。一旦建立了服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議，在主從設備之間的物理層連接上就建立了一條LZCAP點對點通信層。

3、無線辦公網(wǎng)絡的路由機制

利用藍牙技術構建現(xiàn)代企業(yè)無線辦公網(wǎng)絡，實現(xiàn)的基本功能包括：1、文件、檔案、報表、設備資源的共享和互連，比如PC機之間的互連，PC 機與各種外設或智能設備的互聯(lián)和共享等；2、利用藍牙設備無線訪問單位內部局域網(wǎng)以及Internet；3、通過一定的路由機制實現(xiàn)辦公網(wǎng)絡內部的各個匹克網(wǎng)之間的互連。

根據(jù)企業(yè)的實際需要，企業(yè)無線網(wǎng)絡由多個匹克網(wǎng)（piconet）構成，而不同匹克網(wǎng)之間的通信應該只在辦公網(wǎng)絡內部進行路由，而不應通過局域網(wǎng)，這就需要建立一種特殊的路由機制，使得各匹克網(wǎng)之間的通信能夠進行正確的路由，達到方便快捷的通信、拓寬通信范圍、減輕網(wǎng)絡負載的目的。

3.1藍牙網(wǎng)關

用于辦公網(wǎng)絡內部的藍牙移動終端通過無線方式訪問局域網(wǎng)以及Internet；跟蹤、定位辦公網(wǎng)絡內的所有藍牙設備，在兩個屬于不同匹克網(wǎng)的藍牙設備之間建立路由連接，并在設備之間交換路由信息。

主要功能包括：

① 實現(xiàn)藍牙協(xié)議與TCP/IP協(xié)議的轉換，完成辦公網(wǎng)絡內部藍牙移動終端的無線上網(wǎng)功能。
② 在安全的基礎上實現(xiàn)藍牙地址與IP地址之間的地址解析，它利用自身的IP 地址和TCP端口來唯一地標識辦公網(wǎng)絡內部沒有IP地址的藍牙移動終端，比如藍牙打印機等。
③ 通過路由表來對網(wǎng)絡內部的藍牙移動終端進行跟蹤、定位，使得辦公網(wǎng)絡內部的藍牙移動終端可以通過正確的路由，訪問局域網(wǎng)或者另一個匹克網(wǎng)中的藍牙移動終端。
④ 在兩個屬于不同匹克網(wǎng)的藍牙移動終端之間交換路由信息，從而完成藍牙移動終端通信的漫游與切換。在這種通信方式中，藍牙網(wǎng)關在數(shù)據(jù)包路由過程中充當中繼作用，相當于藍牙網(wǎng)橋。

3.2藍牙移動終端（MT)

藍牙移動終端是普通的藍牙設備，能夠與藍牙網(wǎng)關以及其他藍牙設備進行通信，從而實現(xiàn)辦公網(wǎng)絡內部移動終端的無線上網(wǎng)以及網(wǎng)絡內部文件、資源的共享。各個功能模塊關系如圖2 所示。

    如果目的端位于單位內部的局域網(wǎng)或者Internet，則需要通過藍牙網(wǎng)關進行藍牙協(xié)議與TCP/IP協(xié)議的轉換，如果該MT沒有IP地址，則由藍牙網(wǎng)關來提供，其通信方式為MT-BG –MT。如果目的端位于辦公網(wǎng)絡內部的另一個匹克網(wǎng)，則通過藍牙網(wǎng)關來建立路由連接，從而完成整個通信過程的漫游．其通信方式為MT-BG-M_MT(為主移動終端)-MT。采用藍牙技術也可使辦公室的每個數(shù)據(jù)終端互相連通。例如多臺終端共用1 臺打印機，可按照一定的算法登陸打印機的等待隊列，依次執(zhí)行。

    四、 藍牙技術的發(fā)展前景

     藍牙技術是一種新興的技術，尚未投入廣泛應用，目前許多藍牙設備還處于實驗室試驗階段，還有待于實際使用的嚴格檢驗。2002年下半年起，藍牙產(chǎn)品的生產(chǎn)量將明顯增加，市場進一步擴大。除日本外，韓國的LG、三星、大宇以及***諸多公司已著手開始步人藍牙技術與產(chǎn)品的開發(fā)行列，有的已推出成品。如LG公司的LG-P610B，一種用于PCS個人通信服務的蜂窩式電話。由于在PC個人電腦開發(fā)制造上的成功與經(jīng)驗，***制造業(yè)界期望2005 年藍牙工業(yè)在***能占***無線通信工業(yè)的15％，產(chǎn)值達到6.5億美元。2002年夏季開始，***的一些制造廠商已開始在天線、濾波器、模塊、筆記本電腦、PDA、鍵盤和鼠標器等信息設備中采用藍牙技術，并將推出用于dongle（一種保護軟件被拷貝的設備）、PCMCIA卡和LAN 局域網(wǎng)間聯(lián)絡的藍牙通信中轉裝置。至今，日本已有7 家公司在筆記本電腦中采用了藍牙技術。

    藍牙的發(fā)展軌跡符合當今新技術發(fā)展的理想模式即競爭前合作。據(jù)ABI ( Allied Business Intelligence）的一項調查顯示，盡管最近藍牙市場有點遲滯，但其發(fā)展沒有減緩的趨勢。ABI 的官員說，越來越多的人考慮給自己的設備增加無線連接，他們也逐步意識到藍牙技術的低功耗和低成本解決方案是理想的。藍牙的使用范圍已不僅僅局限于筆記本電腦和蜂窩電話，藍牙收發(fā)器（即藍牙卡）已經(jīng)越來越多地嵌人到從PC機到工業(yè)設備的各種設備中，藍牙不僅僅是電纜替代品。不過，ABI同時提醒到，在Bluetooth成功的道路還存在著一定的障礙，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面： ( l）因硅半導體價格的昂貴，藍牙芯片過于昂貴以致一時難以普及。( 2）藍牙協(xié)議的實現(xiàn)與標準不一致,使硬件的互操作性、軟件的互操作性以及軟硬件之間的互操作性不佳。 ( 3）軟件開發(fā)還難以為藍牙應用提供完整的解決方案，跨平臺移植難以實現(xiàn)。

    盡管這些問題正在減緩藍牙設備投放市場的速度，但隨著SIG 新標準的制定，預計這種統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳送方式會被廣泛應用，到那時，全球將有數(shù)以億計的計算機和通信設備使用藍牙技術，它將帶來一個無線通信的新時代。

五、 具體組網(wǎng)方案

根據(jù)前述藍牙路由機制，圖3 給出了一種無線辦公網(wǎng)絡具體應用的原理圖。藍牙網(wǎng)關通過RJ45 插頭與局域網(wǎng)接入接口相連；圖中的個人電腦及各種設備均需安裝有藍牙通用模塊或藍牙網(wǎng)卡，以使其藍牙化。藍牙網(wǎng)關與各終端的最大直線不能大于100m，且一個藍牙網(wǎng)關最多可連接7個帶通用外界模塊的設備。

組網(wǎng)方案中，主要部件功能如下：

1、藍牙網(wǎng)關（金歐公司LLTR-1S）
* 采用時分多址技術，支持異步數(shù)據(jù)，支持點對點、點對多點的藍牙數(shù)據(jù)通信；
* 具有同時與有線網(wǎng)絡和藍牙設備通信的接口及能力；
* 在安全的基礎上實現(xiàn)藍牙地址與IP 地址間的地址解釋；
* 實現(xiàn)IP 網(wǎng)際協(xié)議以及TCP 傳輸控制協(xié)議，從而能夠完成藍牙協(xié)議與TCP / IP 的協(xié)議轉換；
* 在底層協(xié)議棧的基礎上，通過實行特定的藍牙路由機制解決匹克網(wǎng)間的路由問題，以最終解決藍牙不同匹克網(wǎng)間不同單元的通信問題。

2、網(wǎng)絡適配器（BlueBerry 藍牙USB）

安裝在網(wǎng)絡內部的PC機、筆記本電腦上，使設備藍牙化。

3、為了使得辦公室內部的打印機、投影儀、掃描儀等辦公設備具有藍牙功能，選用金歐公司的通用藍牙模塊，該通用藍牙模塊具有串口、USB 和并口可供選擇。

六、結束語

采用藍牙技術組建辦公網(wǎng)，不僅在辦公條件不完善時能發(fā)揮作用，而且在臨時增刪辦公點和移動性辦公業(yè)務方面也有著獨特的優(yōu)勢。目前，藍牙技術應用還存在不足，比如信道兼容性、可靠性和安全性欠缺，無法實現(xiàn)真正的“漫游”，這在分存網(wǎng)應用時更為突出。不過，隨著藍牙技術的發(fā)展，組建辦公室無線近距離網(wǎng)會越來越經(jīng)濟實用。
本文提出了一種藍牙無線辦公網(wǎng)絡解決方案，利用該解決方案可以實現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)的無線辦公，網(wǎng)絡內部的設備可以通過無線方式登錄單位內部的局域網(wǎng)或者Internet ，各個設備也可以通過無線方式進行文件、資源的共享，省去了設備之間紛繁復雜的連線，大大改善了人們的辦公環(huán)境，提高了現(xiàn)代企業(yè)的辦公自動化程度，同時在企業(yè)管理、生產(chǎn)經(jīng)營等各個環(huán)節(jié)都能為決策者帶來極大方便，使調度決策更加準確、規(guī)范、及時