蓝牙技术的现状及发展

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:根据2003年蓝牙世界大会上的信息,就目前蓝牙技术现状及发展作一探讨。 关键词:蓝牙 现状 发展 蓝牙(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。 其目标是实现最高数据传输速度1Mb/s(有效传输速度为721kb/s)、最大传输距离为10米,用户不必经过申请便可利用2.4GHz的ISM(工业、科学、医学)频带,在其上设立79个带宽为1MHz的信道,用每秒钟切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。 目前,蓝牙标准化集团Bluetooth SIG(特别兴趣小组)的成员企业数已达到2000家以上。除了原创的5家厂商之外,包括康柏(Compaq)、戴尔(Dell)、摩托罗拉(Motorola)、Qualcom、BMW及卡西欧(Casio)等均已加入,所有厂商已达成知识产权共享的协议,以推广此项技术。在技术标准方面,蓝牙协会已在1999年7月推出Bluetooth 1.0之标准。而我国亦至少有12家厂商、组织已加入Bluetooth国际联盟,同时国内也在1999年初成立国内的Bluetooth SIG,以促进技术引进、市场及技术资讯扩展、应用推广等工作。 1 目前蓝牙技术的现状 1.1 发展迅速,应用广泛 自从1998年提出蓝牙技术以来,蓝牙技术的发展异常迅速。蓝牙Bluetooth作为一种新的短距离无线通信技术标准,受到全世界越来越多工业界生产厂家和研究机构的广泛关注。成立了世界蓝牙组织Bluetooth SIG,采用技术标准公开的策略来推广蓝牙技术,现已发展成为一个相当大的工业界高新技术标准化组织,全球支持蓝牙技术的2000多家设备制造商都已经成为它的会员,一项公开的、全球统一的技术规范得到了工业界如此广泛的关注和支持在以往是罕见的。近年来,世界上一些权威的标准化组织,也都在关注蓝牙技术标准的制定和发展。例如,IEEE的标准化机构,也已经成立了802.15工作组,专门关注有关蓝牙技术标准的兼容和未来的发展等问题。IEEE 802.15.1 TG1就是讨论建立与蓝牙技术1.0版本相一致的标准;IEEE 802.15.2 TG2是探讨蓝牙如何与IEEE 802.11b无线局域网技术共存的问题;而IEEE 802.15.3 TG3则是研究未来蓝牙技术向更高速率(如10-20Mbits/s)发展的问题。国内的一些生产厂家与研究部门也准备开始组织蓝牙技术产品的开发。由来自国家主管部门、企业界、学术界以及研究生产机构的领导、专家、教授等权威人士发起成立的中国蓝牙技术发展与应用论坛,吸引了众多关注蓝牙技术的各界人士,还组织国内各界与世界蓝牙组织SIG的代表,就双方所关注的问题进行了认真的讨论。并就双方今后进一步加强联系、共享蓝牙技术信息资源、共同促进蓝牙技术在中国的推广与应用等问题达成共识。 蓝牙是取代数据电缆的短距离无线通信技术,可以支持物体与物体之间的通信,工作频段是全球开放的2.4GHz频段,可以同时进行数据和语音传输,传输速率可达到10Mb/s,使得在其范围内的各种信息化设备都能实现无缝资源共享。 蓝牙技术的应用被认为非常广泛而且极具潜力。它可以应用于无线设备(如PDA、手机、智能电话、无绳电话)、图像处理设备(照相机、打印机、扫描仪)、安全产品(智能卡、身份识别、票据管理、安全检查)、消费娱乐(耳机、MP3、游戏)汽车产品(GPS、ABS、动力系统、安全气袋)、家用电器(电视机、电冰箱、电烤箱、微波炉、音响、录像机)、医疗健身、建筑、玩具等领域。蓝牙行业对于市场的持续增长感到欣慰,现在没有人再质疑它的生命力。2002年,400余种蓝牙产品的销量总共达到了3000万件;而2003年的数字是2002年的2倍。In-Stat/MDR公司预测,蓝牙市场的规模在2007年将膨胀到6亿件。爱立信技术授权公司的总裁Maria Khorsand表示:“在如此艰难的经济环境下,蓝牙是少数仍在增长的产品之一”。 1.2 技术应用问题凸现 虽然蓝牙技术发展迅速,应用广泛,市场前景良好,但蓝牙技术目前的现状,特别从2003年的蓝牙世界大会所暴露的问题来看,前景仍然不容乐观。 1.2.1 蓝牙技术目前仍未获得消费者的足够认可 虽然目前蓝牙技术在业界受到广泛的关注,但是仍未获得消费者的足够认可。菲利浦半导体公司商业线路连接部总经理Paul Marino指出:“蓝牙行业没有清楚地告诉消费者,该技术会给他们带来什么价值。”而TI公司的短距离无线业务部总经理Ari Rauch将蓝牙与IrDA红外规范相提并论:“尽管事实上基于IrDA的红外技术已被嵌入到各类产品中,但现今,没有人再使用Ir-DA。”他甚至警告说:“确实,蓝牙最后有可能不会为用户提供任何价值。”以前国内有些媒体报道存在失实现象,例如把明明是用红外技术开发的点菜机当作蓝牙技术来报道,并且以冒牌教授的名义大谈蓝牙技术的概念;另外还有一些企业把自己的其他产品也冠以“蓝牙技术”进行销售。 在进行蓝牙产品的销售过程中,没有很好地为消费者解释为什么要使用蓝牙技术,因为消费者只想使用可行的无线技术,而并不是过分关心它的类别。例如IXI移动公司的个人移动网关(PMG)技术将有助于利用蓝牙为运营商带来价值,通过将普通的电话变成无线路由,从而可以扩大其他数据设备的使用,完全可以由个人移动网关将数据通过蓝牙转移到所谓的瘦客户终端以提高其可用性,这恰恰可以解决目前由于使用数据不方便的问题。但同时IXI移动公司的技术似乎也并非专为蓝牙所设计,Wi-Fi和Zigbee等其他无线联网技术也可适用其架构。 2003年在阿姆斯特丹举行的第五届蓝牙世界大会上,业界内部的讨论已从芯片级问题,如成本、尺寸、功耗等,转向更重要的议题,如应用、系统和易用性。PalmSolutions Group新兴软件解决方案部经理Eric Klein表示:“过去蓝牙大会的焦点一直是芯片,但现在那已不是头号问题;目前应该是指出我们希望用蓝牙为消费者解决哪些问题的时候了。” 此届的蓝牙世界大会始终笼罩在一种低沉的气氛下,尽管蓝牙的实际应用仍在稳定的增长,甚至分析师们还表示了非常乐观的预测。表面的数字的确值得兴奋,近两年支持蓝牙的设备已经超过4000万件,2003年甚至将超过7500万件,但真正对蓝牙功能的使用却仍微乎其微。一项对11个欧洲国家用户调查中显示,69%的受访者没有使用蓝牙的计划,而对Wi-Fi却有超过42%的用户正在使用。 这些问题的出现,恰恰说明了消费者对蓝牙技术概念的本质还不够深入理解,蓝牙技术仍未获得消费者的足够认可。 1.2.2 蓝牙设备好卖不好用 虽然蓝牙技术的出现将会给人们的工作和生活方式带来很大变革,人机接口会更加人性化。目前蓝牙技术1.0的标准还只能传输1Mbit/s的语音和数据,但是2003年推出的蓝牙技术2.0标准的传输速率可达到12Mb,它还将采用智能跳频技术可以与1.0的标准兼容。也许在不久的将来,人们外出乘坐火车与飞机将会变得非常方便,订票、买票、检票登机等等,都会变得非常轻松自然;人们家庭中的保安系统、信息家电的遥控与使用也都会实现自动化和网络化。这些非常美好的应用前景还需要我们做很多工作,但是蓝牙技术的发展的确能够提供这种实现的可能性,提供这样一些新的概念。在近几年的业界共同努力下,蓝牙产品发展迅速,销售状况良好,但是大部分用户在设置和连接蓝牙设备时面临许多困难。 目前,购买了蓝牙设备的顾客首先要花几个小时的时间来研究菜单、配对蓝牙设备和设置规则,然后才能连接两个蓝牙系统,使用起来极不方便。蓝牙业界正在探索一条新的途径,以确保消费者在购买蓝牙设备后,能够迅速地建立起蓝牙连接。这方面,索尼公司走在了前列。索尼公司在2003年蓝牙世界大会上推出的FEEL专有蓝牙应用技术将能实现为索尼公司的产品之间提供蓝牙的快速方便连接,FEEL能在当手机及PDA接近个人电脑等时,在其间进行用户认证及内容传输,这大大提高了蓝牙产品的可用性。但目前仅仅只能使用在部分索尼公司的蓝牙设备之间,要想大面积使用,尚需业界的多年努力。总的来说,蓝牙好卖不好用是目前蓝牙设备存在的一大难题。 1.2.3 互操作性 互操作性是所有通信设备的重要特性,蓝牙产品也不例外。从理论上说只要通过了产品的一致性和互连性测试,互操作性问题就可以得到解决。目前蓝牙协议许多互连测试规范尚未推出,即使推出了,其测试的完备性有个过程。国际SIG对蓝牙互操作非常重视,因为它涉及到蓝牙产品的进一步应用,各大公司接连不断开会,进行沟通、测试、实验,目的就是使其产品相互可操作。 使用蓝牙技术的产品, 由于历史和技术的原因,各自采用的CPU、操作系统、通信协议可能差别很大。协议是在基于某一特定的操作系统(如Windows)开发出来的,开发出来后用于某一专用设备(如PDA、移动电话)时,由于这些设备使用的操作系统不是开发时基于的操作系统,必须做操作系统移植,而经过移植的协议栈应当保持原有的稳定性和效率。这些问题对蓝牙特殊兴趣小组(SIC)来说,可能已经考虑到。但有些问题的存在也可能SIG有自己的考虑,比如不采用某领域最先进的技术,是因为采用最先进技术会使成本太高,而且局部最优并不等于整体最优。 在本届蓝牙世界大会上,种类繁多的“协议子集”也是蓝牙业界内部讨论最多的话题之一。对许多OEM来说,为他们的每种设备选择合适的协议子集是头等重要的任务。业界还没有就哪类产品必须支持哪些协议达成一致意见,所以要由设备制造商自己来决定。如果一款蜂窝电话支持某种协议子集,而另PDA支持另一种协议子集,那么两者将无法进行互操作。例如:Plam的Klein指出,Plam支持蓝牙的20个有效子集中的3个,包括串行、目标互换和拨号网络,它们基本上都是为特定功能而度身定做的高层协议软件包。 1.2.4 蓝牙的生存 在目前充满竞争的无线标准市场,要指明蓝牙的未来并不是一件容易的事。一方面,蓝牙技术需要不断改进,以适应医疗电子工业控制和家电自动化领域的潜在应用,另一方面,许多人警告,随着数据率的增高,蓝牙的市场定位更变得令人困惑。在本届蓝牙世界大会上召开的研讨会揭示,蓝牙的生存将取决于它能否与其他技术共存在庞大的无线技术家族中。本届是最后一次独立的蓝牙世界大会,2004年,蓝牙技术将被并人一个名为“无线连接世界”的新展会,该展会还将涵盖WLAN和若干其它技术。 2 蓝牙技术的发展 当然,蓝牙仍然是一项发展中的技术,其应用目前应该说仍处于起步阶段,要真正达到大规模进入商用市场并在用户中普及,还有大量应用技术细节需要解决。 2.1 增加消费者的认知度 作为一种近距离的无线通信技术,蓝牙技术并不是唯一的。但是与其他相应的无线通信技术比较起来,蓝牙技术的优势就在于它的全球统一的、开放的技术标准,技术先进与成本低廉的折衷统一考虑,以及世界蓝牙组织SIG知识产权共享的巨大诱惑力。近年来,世界上一些权威的标准化组织,也都在关注蓝牙技术标准的制定和发展。销售蓝牙时要告诉消费者为什么要使用蓝牙技术?蓝牙技术能给他们带来什么? 2.2 产品应具有互操作性 如上所述,蓝牙产品的互操作性是目前蓝牙发展的一大问题,虽然当前产品一致性测试都已经没问题,但是无法互通。而只有互通,蓝牙系统才有意义。SIG已经召集制造商开了两次会议来测试各自蓝牙产品基础组件间的兼容情况,测试中发现的不兼容情况正在解决之中,相信通过世界蓝牙组织和业界的共同努力,标准的完善,产品的认证,可以使不同厂家的产品实现互联互通。这也是蓝牙发展中必须要解决的技术问题。 2.3 产品应使用方便 在电子工业把蓝牙发展成消费类和计算机产品必备的一项无线功能之前,必须解决其易用性问题,而不像目前的产品使用极不方便,在这方面东芝公司已领先一步。经过业界相关各方的创新和努力,应该相信经过多年发展的蓝牙技术将可能在未来的市场中找到自己的位置。 2.4 与其它技术的共存 蓝牙只是WLAN中一项重要的技术,本身有其局限性,WLAN网的实现需要几种技术的结合。 如IEEE802.15委员会采纳了可使蓝牙和IEEE802.11b共存的技术提案。 Intersil公司和Silicon Wave公司宣布合作开发兼容蓝牙和IEEE802.11b标准的WLAN解决方案。 Ashvattha半导体公司最近宣称已经开发出RF单芯片系统,利用该系统可以同时接收和发送GSM、蓝牙和GPS信号。 2.5 争取众多操作系统支持蓝牙 微软公司于2001年上市的Windows操作系统——Whistler也支持蓝牙。以IBM为首的众多计算机厂商正在努力达成协议,为PC平台制定蓝牙标准,以解决不同设备之间的兼容性。 2.6 芯片越来越小巧 蓝牙的技术界面是专用半导体集成电路芯片,用于嵌入电子器件内部。而与用户直接见面的产品界面则是各种时尚电子产品。因此,蓝牙技术要嵌入到电子器件内就要考虑蓝牙的芯片尺寸,它必须具有小巧、廉价、结构紧凑和功能强大的特点才能放进蜂窝电话中。 2.7 向单芯片方向发展 目前已经有所突破,法国Alcatel Microelectronics等公司在ISSCC2001上发表了用于蓝牙的单芯片LSI,CSR公司也推出了嵌入电池中的单芯片蓝牙IC BlueCore01。 2.8 芯片价格持续下降 英国CSR生产的主要蓝牙芯片产品,目前售价约为7美元~8美元每颗。随着公司陆续推出新产品,预计秋季时将降价至5美元、而年底时降至3美元左右。 2.9 干扰问题的解决 美国Mobilian公司推出了兼具无线LAN和Bluetooth功能的芯片组。这个由两个芯片构成的芯片组具备无线LAN的标准方式IEEE802。11b的无线收发功能和蓝牙功能。由于IEEE802.11b和蓝牙的载波频带都使用2.4GHz频带,当同时收发这两种规格的数据时,有可能引起数据包冲突等电波干扰,一直无法同时应用。Mobilian公司此次开发的芯片组中,通过采用消除电波干扰的方法,实现了两种规格数据通信的同时进行。 2.10 支持漫游功能 蓝牙技术可以在微网络或扩大网之间切换,但每次切换都必须断开与当前PAN的连接。为解决此问题,Commil技术公司设计了一种系统,即使在蓝牙模式不同入口点之间漫游,仍可以维持连续的、不中断的数据和声音交流。这种蓝牙网络技术提供很好的连接,其中一个连接是从一个蓝牙入口点出发,在运作中保证不断开。 一项新技术的出现,人们对它抱的期望值往往很高,往往短期内不能令人满意,这是因为任何新技术的发展都需要有一个过程,蓝牙技术也不例外;技术标准统一,知识产权共享的优势是非常明显的,相信通过业界的共同努力,它未来的发展是不可限量的,从长远来看可能会超出人们的想象。

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