Bluetooth hledá partnera. Zn: jen vážně

Bluetooth počátkem roku oslavil desáté narozeniny, což je docela slušný věk na bezdrátovou technologii. Na trhu se začal komerčně uplatňovat až v roce 2000 a k dnešnímu dni je na světě kolem 1,5 miliardy zařízení vybavených právě Bluetooth. Jako technologie vyvinutá v SIG (Special Interest Group), průmyslovém sdružení téměř desítky tisíc výrobců, a později přijatá jako mezinárodní norma IEEE 802.15.1 [PDF, 29 kB] se Bluetooth sice neustále vyvíjí, ale nemůže vykročit z vlastního stínu.

Proto se již delší dobu poohlíží po rozšíření o možnosti, které na trhu již jsou nebo se na trh chystají a mohou Bluetooth prospět. Mezi rádiovými technologiemi připadá v úvahu zejména UWB nebo WiFi. UWB (UltraWideBand) ve spojení s Bluetooth se hodně propíralo již před nějakým rokem, na technickém řešení konvergence se však stále pracuje. Slibnějšího partnera nyní Bluetooth vidí spíše u WiFi, které je ověřenou technologií (normy 802.11a/b/g/(n)), jež by uměla napomoci Bluetooth vytáhnout se zase na výsluní trhu.

Připomeňme si vlastnosti, pro které se Bluetooth stalo tak oblíbeným komunikačním nástrojem: nízkovýkonová rádiová komunikace na krátkou vzdálenost několika metrů integrovaná do nejrůznějších zařízení komunikační i spotřební elektroniky, schopnost vyhledání komunikujících uzlů v okolí (discovery), jednoduchost navazování spojení (párování) a výměny dat maximální rychlostí v řádu od stovek kbit/s do 3 Mbit/s (nejvyšší verze 2.1+ EDR, Enhanced Data Rate). Bluetooth je hlavní představitel sítí s malým dosahem do 10 m, tzv. sítí osobních (PAN, Personal Area Network).

Dnešní potřeby uživatelů a zejména jejich hlad po multimediálních aplikacích ale Bluetooth svou kapacitou nejenže neoslní, ale přímo odrazuje. Proto se jakákoli možnost zvýšení přenosové kapacity jeví jako světlo na konci tunelu pro Bluetooth, který jakoby začal viditelně pokulhávat za vývojem doby směrem ke stále vyšším rychlostem, a to nejen u pevných, ale i bezdrátových sítí.

Opatrné hrátky s UWB

S ultraširoko­pásmovou technologií UWB se začalo koketovat již hodně dávno, ale protože se jedná o značně průlomovou komunikační technologii závislou na podmínkách regulace, není partnerství s Bluetooth triviální záležitostí. O UWB se na těchto stránkách objevilo v průběhu posledních šesti let hodně informací, takže místo opakování rovnou odkáži na Související články.

První informace o potenciálním spojení Bluetooth s UWB pod záštitou WiMedia Alliance (tj. domov Wireless USB) se datují do začátku roku 2006. Protože celé prosazování UWB do povědomí trhu trvá déle, než se vzhledem ke kvalitám technologie mohlo zprvu jevit, i definování jeho využití v Bluetooth si žádá čas. Vývoj využití UWB jako velmi rychlého přenosového kanálu pro Bluetooth nadále pokračuje.

Nad UWB ale rozhodně slunce nezapadne, protože je to jediná rádiová technologie, která zatím reálně dokáže přenášet data rychlostí v řádu až desítky Gbit/s (ještě rychlejší už umí být pouze bezdrátová optika, více viz Gigabitové bezdrátové sítě přicházejí do Evropy). Navíc se UWB jeví jako dobré řešení právě pro malá mobilní zařízení díky jednoduchosti, malým nárokům na spotřebu i malým nákladům.

Pro doplnění je na tomto místě vhodné dodat, že na řešení rádiového přenosu rychlostí nejméně 1 Gbit/s, v pásmu 60 GHz, pracuje již tři roky také skupina IEEE 802.15.3c (WPAN Task Group 3c: Millimeter Wave Alternative PHY) a ve stejném spektru pracuje nedávno zveřejněná průmyslová specifikace WirelessHD (více viz článek HD video bezdrátově ještě letos?), podporující rychlosti až 5 Gbit/s. Něco podobného nabídne čip z provenience australských výzkumníků, slibující 5 Gbit/s na krátkou vzdálenost určená pro mobilní telefony.

Netrpělivý trh ale nechce na UWB déle čekat, proto si Bluetooth SIG hledá stabilnějšího partnera v podobě WiFi, které lze dnes najít rovněž v nejrůznějších zařízeních a výrobci hledají stále nové trhy.

Bluetooth spolu s WiFi: sázka na jistotu

Slibnou možností, jak povýšit kapacitní možnosti Bluetooth, je občas využít WiFi pro přenos většího objemu dat (např. hudba, video, fotky). Proto se do architektury Bluetooth má přidat nová alternativní vrstva MAC/PHY umožňující využít chvilkově stávající 802.11 pro podstatně rychlejší přenos dat na krátkou vzdálenost mezi zařízeními: od reálných 5 Mbit/s u 802.11b, přes 30 Mbit/s u 802.11g až po minimálně 100 Mbit/s u 8­02.11n. Jakmile by taková přenosová kapacita nebyla potřeba, vrátilo by se vše do čistě Bluetooth kolejí – pro zachování optimálního managementu spotřeby a výkonnosti rádiového zařízení.

Protokoly, profily, zabezpečení a párování, to vše by mělo s Alternate MAC/PHY zůstat při starém, pouze by se mělo využít WiFi rádiového přenosu. Jinými slovy: Bluetooth nad 802.11. Ale takový princip obnáší celou plejádu problémů, zejména pokud se jedná o prostředí rádiových signálů. V první řadě zatím není vyřešena možnost používat simultánně bezdrátovou LAN a PAN: zatímco WiFi patří do kategorie sítí se středním dosahem (typicky desítek až stovek metrů), Bluetooth je bezdrátová osobní síť (WPAN). Navíc 802.11b/g/(n) pracují ve stejném pásmu jako Bluetooth (2,4 GHz), což z hlediska konvergence může být na jednu stranu dobře, z hlediska potenciálního rušení ale nikoliv. Další otazníky visí nad hledáním zlaté střední cesty mezi propustností, návrhem antén a energetickou spotřebou. Nemluvě o problematice potenciálního rušení s dalšími rádiovými technologiemi jako třeba WiMAX.

Základ nové specifikace by měl být podle plánů představen členům Bluetooth SIG v polovině příštího roku, přičemž oficiální oznámení vývoje tímto směrem oznámila skupina nedávno, počátkem února na výročním Mobile World Congress v Barceloně. Toto prohlášení mělo právem největší odezvu, protože bylo adresováno zástupcům mobilního trhu, ale podobné zprávy zazněly již dříve v užším plénu (např. na loňské konferenci Bluetooth Evolution). Zatím je tedy vše spíše v náznacích, práce hotová není a navíc se nevyjádřili k tomuto nápadu (prosazenému v Bluetooth SIG nejspíše také díky novému předsedovi) všichni zainteresovaní, zejména IEEE, které má na rozvoj 802.11 WiFi a Bluetooth/802­.15.3 největší vliv.

Opačný extrém

Starý dobrý Bluetooth hledá možnosti dalšího rozvoje nejen směrem k vyšším přenosovým kapacitám, ale také s ohledem na širší uplatnění ve stále menších bezdrátových zařízeních. V tomto případě se Bluetooth SIG rozhodla přijmout pod svá křídla dosud velmi malý klub výrobců pod vedením Nokia, který před pár měsíci oznámil svoji bezdrátovou specifikaci s názvem WiBree (viz článek Nová bezdrátová řešení mají zahýbat světem (1)), na níž pracuje od roku 2001.

Svým charakterem je WiBree velmi blízká Bluetooth – s rychlostí pouze kolem 1 Mbit/s do vzdálenosti 10 m v pásmu 2,4 GHz, ale má výrazně nižší nároky na napájení, proto je vhodná pro menší koncová zařízení prohrávající boj s potřebou energie pro současný Bluetooth (např. hračky, hodinky). Se změnou „sponzora“ ztratila technologie své původní označení a označuje se prostě jako ULP (Ultra Low Power) Bluetooth.

Bluetooth/WiFi/UW­B…ULP/WiBree

Jakkoli se chová Bluetooth (SIG) tak pragmaticky, až téměř promiskuitně, z globálního pohledu se zdá, že to ani dnes jinak ve světě bezdrátových komunikací nejde. I když zůstávají dnes existující desítky rádiových technologií v principu konkurenty, stále častěji hledají spíše možnosti spolupráce než krvavého boje na život a na smrt. Vítěz zde prostě nebere vše, protože nebude jen jeden, a trh už si musel zvyknout na (z technických důvodů nevyhnutelnou) variabilitu technologií, která sice koncovým uživatelům mnohdy motá hlavu, ale možnosti integrace podpory více technologiím v jednotlivých zařízeních, založená právě na spolupráci výrobců a vývojářů, jim situaci trochu usnadňuje.