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藍(lán)牙技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展
摘要：根據(jù)2003年藍(lán)牙世界大會上的信息，就目前藍(lán)牙技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展作一探討。關(guān)鍵詞：藍(lán)牙 現(xiàn)狀 發(fā)展
藍(lán)牙(Bluetooth)是由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線數(shù)字通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 其目標(biāo)是實現(xiàn)最高數(shù)據(jù)傳輸速度1Mb／s(有效傳輸速度為721kb／s)、最大傳輸距離為10米，用戶不必經(jīng)過申請便可利用2．4GHz的ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻帶，在其上設(shè)立79個帶寬為1MHz的信道，用每秒鐘切換1600次的頻率、滾齒方式的頻譜擴(kuò)散技術(shù)來實現(xiàn)電波的收發(fā)。
目前，藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)化集團(tuán)Bluetooth SIG(特別興趣小組)的成員企業(yè)數(shù)已達(dá)到2000家以上。除了原創(chuàng)的5家廠商之外，包括康柏(Compaq)、戴爾(Dell)、摩托羅拉(Motorola)、Qualcom、BMW及卡西歐(Casio)等均已加入，所有廠商已達(dá)成知識產(chǎn)權(quán)共享的協(xié)議，以推廣此項技術(shù)。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，藍(lán)牙協(xié)會已在1999年7月推出Bluetooth 1．0之標(biāo)準(zhǔn)。而我國亦至少有12家廠商、組織已加入Bluetooth國際聯(lián)盟，同時國內(nèi)也在1999年初成立國內(nèi)的Bluetooth SIG，以促進(jìn)技術(shù)引進(jìn)、市場及技術(shù)資訊擴(kuò)展、應(yīng)用推廣等工作。
1 目前藍(lán)牙技術(shù)的現(xiàn)狀
1．1 發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛
自從1998年提出藍(lán)牙技術(shù)以來，藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展異常迅速。藍(lán)牙Bluetooth作為一種新的短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，受到全世界越來越多工業(yè)界生產(chǎn)廠家和研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。成立了世界藍(lán)牙組織Bluetooth SIG，采用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公開的策略來推廣藍(lán)牙技術(shù)，現(xiàn)已發(fā)展成為一個相當(dāng)大的工業(yè)界高新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織，全球支持藍(lán)牙技術(shù)的2000多家設(shè)備制造商都已經(jīng)成為它的會員，一項公開的、全球統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范得到了工業(yè)界如此廣泛的關(guān)注和支持在以往是罕見的。近年來，世界上一些權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)化組織，也都在關(guān)注藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)展。例如，IEEE的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，也已經(jīng)成立了802．15工作組，專門關(guān)注有關(guān)藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的兼容和未來的發(fā)展等問題。IEEE 802．15．1 TG1就是討論建立與藍(lán)牙技術(shù)1．0版本相一致的標(biāo)準(zhǔn)；IEEE 802．15．2 TG2是探討藍(lán)牙如何與IEEE 802．11b無線局域網(wǎng)技術(shù)共存的問題；而IEEE 802．15．3 TG3則是研究未來藍(lán)牙技術(shù)向更高速率(如10-20Mbits／s)發(fā)展的問題。國內(nèi)的一些生產(chǎn)廠家與研究部門也準(zhǔn)備開始組織藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)。由來自國家主管部門、企業(yè)界、學(xué)術(shù)界以及研究生產(chǎn)機(jī)構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)、專家、教授等權(quán)威人士發(fā)起成立的中國藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用論壇，吸引了眾多關(guān)注藍(lán)牙技術(shù)的各界人士，還組織國內(nèi)各界與世界藍(lán)牙組織SIG的代表，就雙方所關(guān)注的問題進(jìn)行了認(rèn)真的討論。并就雙方今后進(jìn)一步加強(qiáng)聯(lián)系、共享藍(lán)牙技術(shù)信息資源、共同促進(jìn)藍(lán)牙技術(shù)在中國的推廣與應(yīng)用等問題達(dá)成共識。
藍(lán)牙是取代數(shù)據(jù)電纜的短距離無線通信技術(shù)，可以支持物體與物體之間的通信，工作頻段是全球開放的2．4GHz頻段，可以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音傳輸，傳輸速率可達(dá)到10Mb／s，使得在其范圍內(nèi)的各種信息化設(shè)備都能實現(xiàn)無縫資源共享。 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用被認(rèn)為非常廣泛而且極具潛力。它可以應(yīng)用于無線設(shè)備(如PDA、手機(jī)、智能電話、無繩電話)、圖像處理設(shè)備(照相機(jī)、打印機(jī)、掃描儀)、安全產(chǎn)品(智能卡、身份識別、票據(jù)管理、安全檢查)、消費娛樂(耳機(jī)、MP3、游戲)汽車產(chǎn)品(GPS、ABS、動力系統(tǒng)、安全氣袋)、家用電器(電視機(jī)、電冰箱、電烤箱、微波爐、音響、錄像機(jī))、醫(yī)療健身、建筑、玩具等領(lǐng)域。藍(lán)牙行業(yè)對于市場的持續(xù)增長感到欣慰，現(xiàn)在沒有人再質(zhì)疑它的生命力。2002年，400余種藍(lán)牙產(chǎn)品的銷量總共達(dá)到了3000萬件；而2003年的數(shù)字是2002年的2倍。In-Stat／MDR公司預(yù)測，藍(lán)牙市場的規(guī)模在2007年將膨脹到6億件。愛立信技術(shù)授權(quán)公司的總裁Maria Khorsand表示：“在如此艱難的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，藍(lán)牙是少數(shù)仍在增長的產(chǎn)品之一”。
1．2 技術(shù)應(yīng)用問題凸現(xiàn)
雖然藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，市場前景良好，但藍(lán)牙技術(shù)目前的現(xiàn)狀，特別從2003年的藍(lán)牙世界大會所暴露的問題來看，前景仍然不容樂觀。
1．2．1 藍(lán)牙技術(shù)目前仍未獲得消費者的足夠認(rèn)可
雖然目前藍(lán)牙技術(shù)在業(yè)界受到廣泛的關(guān)注，但是仍未獲得消費者的足夠認(rèn)可。菲利浦半導(dǎo)體公司商業(yè)線路連接部總經(jīng)理Paul Marino指出：“藍(lán)牙行業(yè)沒有清楚地告訴消費者，該技術(shù)會給他們帶來什么價值�！倍鳷I公司的短距離無線業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Ari Rauch將藍(lán)牙與IrDA紅外規(guī)范相提并論：“盡管事實上基于IrDA的紅外技術(shù)已被嵌入到各類產(chǎn)品中，但現(xiàn)今，沒有人再使用Ir-DA�！彼踔辆嬲f：“確實，藍(lán)牙最后有可能不會為用戶提供任何價值�！币郧皣鴥�(nèi)有些媒體報道存在失實現(xiàn)象，例如把明明是用紅外技術(shù)開發(fā)的點菜機(jī)當(dāng)作藍(lán)牙技術(shù)來報道，并且以冒牌教授的名義大談藍(lán)牙技術(shù)的概念；另外還有一些企業(yè)把自己的其他產(chǎn)品也冠以“藍(lán)牙技術(shù)”進(jìn)行銷售。
在進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的銷售過程中，沒有很好地為消費者解釋為什么要使用藍(lán)牙技術(shù)，因為消費者只想使用可行的無線技術(shù)，而并不是過分關(guān)心它的類別。例如IXI移動公司的個人移動網(wǎng)關(guān)(PMG)技術(shù)將有助于利用藍(lán)牙為運營商帶來價值，通過將普通的電話變成無線路由，從而可以擴(kuò)大其他數(shù)據(jù)設(shè)備的使用，完全可以由個人移動網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙轉(zhuǎn)移到所謂的瘦客戶終端以提高其可用性，這恰恰可以解決目前由于使用數(shù)據(jù)不方便的問題。但同時IXI移動公司的技術(shù)似乎也并非專為藍(lán)牙所設(shè)計，Wi-Fi和Zigbee等其他無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可適用其架構(gòu)。
2003年在阿姆斯特
丹舉行的第五屆藍(lán)牙世界大會上，業(yè)界內(nèi)部的討論已從芯片級問題，如成本、尺寸、功耗等，轉(zhuǎn)向更重要的議題，如應(yīng)用、系統(tǒng)和易用性。PalmSolutions Group新興軟件解決方案部經(jīng)理Eric Klein表示：“過去藍(lán)牙大會的焦點一直是芯片，但現(xiàn)在那已不是頭號問題；目前應(yīng)該是指出我們希望用藍(lán)牙為消費者解決哪些問題的時候了。”
此屆的藍(lán)牙世界大會始終籠罩在一種低沉的氣氛下，盡管藍(lán)牙的實際應(yīng)用仍在穩(wěn)定的增長，甚至分析師們還表示了非常樂觀的預(yù)測。表面的數(shù)字的確值得興奮，近兩年支持藍(lán)牙的設(shè)備已經(jīng)超過4000萬件，2003年甚至將超過7500萬件，但真正對藍(lán)牙功能的使用卻仍微乎其微。一項對11個歐洲國家用戶調(diào)查中顯示，69％的受訪者沒有使用藍(lán)牙的計劃，而對Wi-Fi卻有超過42％的用戶正在使用。
這些問題的出現(xiàn)，恰恰說明了消費者對藍(lán)牙技術(shù)概念的本質(zhì)還不夠深入理解，藍(lán)牙技術(shù)仍未獲得消費者的足夠認(rèn)可。
1．2．2 藍(lán)牙設(shè)備好賣不好用
雖然藍(lán)牙技術(shù)的出現(xiàn)將會給人們的工作和生活方式帶來很大變革，人機(jī)接口會更加人性化。目前藍(lán)牙技術(shù)1．0的標(biāo)準(zhǔn)還只能傳輸1Mbit／s的語音和數(shù)據(jù)，但是2003年推出的藍(lán)牙技術(shù)2．0標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率可達(dá)到12Mb，它還將采用智能跳頻技術(shù)可以與1．0的標(biāo)準(zhǔn)兼容。也許在不久的將來，人們外出乘坐火車與飛機(jī)將會變得非常方便，訂票、買票、檢票登機(jī)等等，都會變得非常輕松自然；人們家庭中的保安系統(tǒng)、信息家電的遙控與使用也都會實現(xiàn)自動化和網(wǎng)絡(luò)化。這些非常美好的應(yīng)用前景還需要我們做很多工作，但是藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展的確能夠提供這種實現(xiàn)的可能性，提供這樣一些新的概念。在近幾年的業(yè)界共同努力下，藍(lán)牙產(chǎn)品發(fā)展迅速，銷售狀況良好，但是大部分用戶在設(shè)置和連接藍(lán)牙設(shè)備時面臨許多困難。 目前，購買了藍(lán)牙設(shè)備的顧客首先要花幾個小時的時間來研究菜單、配對藍(lán)牙設(shè)備和設(shè)置規(guī)則，然后才能連接兩個藍(lán)牙系統(tǒng)，使用起來極不方便。藍(lán)牙業(yè)界正在探索一條新的途徑，以確保消費者在購買藍(lán)牙設(shè)備后，能夠迅速地建立起藍(lán)牙連接。這方面，索尼公司走在了前列。索尼公司在2003年藍(lán)牙世界大會上推出的FEEL專有藍(lán)牙應(yīng)用技術(shù)將能實現(xiàn)為索尼公司的產(chǎn)品之間提供藍(lán)牙的快速方便連接，F(xiàn)EEL能在當(dāng)手機(jī)及PDA接近個人電腦等時，在其間進(jìn)行用戶認(rèn)證及內(nèi)容傳輸，這大大提高了藍(lán)牙產(chǎn)品的可用性。但目前僅僅只能使用在部分索尼公司的藍(lán)牙設(shè)備之間，要想大面積使用，尚需業(yè)界的多年努力。總的來說，藍(lán)牙好賣不好用是目前藍(lán)牙設(shè)備存在的一大難題。
1．2．3 互操作性
互操作性是所有通信設(shè)備的重要特性，藍(lán)牙產(chǎn)品也不例外。從理論上說只要通過了產(chǎn)品的一致性和互連性測試，互操作性問題就可以得到解決。目前藍(lán)牙協(xié)議許多互連測試規(guī)范尚未推出，即使推出了，其測試的完備性有個過程。國際SIG對藍(lán)牙互操作非常重視，因為它涉及到藍(lán)牙產(chǎn)品的進(jìn)一步應(yīng)用，各大公司接連不斷開會，進(jìn)行溝通、測試、實驗，目的就是使其產(chǎn)品相互可操作。
使用藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)品， 由于歷史和技術(shù)的原因，各自采用的CPU、操作系統(tǒng)、通信協(xié)議可能差別很大。協(xié)議是在基于某一特定的操作系統(tǒng)(如Windows)開發(fā)出來的，開發(fā)出來后用于某一專用設(shè)備(如PDA、移動電話)時，由于這些設(shè)備使用的操作系統(tǒng)不是開發(fā)時基于的操作系統(tǒng)，必須做操作系統(tǒng)移植，而經(jīng)過移植的協(xié)議棧應(yīng)當(dāng)保持原有的穩(wěn)定性和效率。這些問題對藍(lán)牙特殊興趣小組(SIC)來說，可能已經(jīng)考慮到。但有些問題的存在也可能SIG有自己的考慮，比如不采用某領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，是因為采用最先進(jìn)技術(shù)會使成本太高，而且局部最優(yōu)并不等于整體最優(yōu)。
在本屆藍(lán)牙世界大會上，種類繁多的“協(xié)議子集”也是藍(lán)牙業(yè)界內(nèi)部討論最多的話題之一。對許多OEM來說，為他們的每種設(shè)備選擇合適的協(xié)議子集是頭等重要的任務(wù)。業(yè)界還沒有就哪類產(chǎn)品必須支持哪些協(xié)議達(dá)成一致意見，所以要由設(shè)備制造商自己來決定。如果一款蜂窩電話支持某種協(xié)議子集，而另PDA支持另一種協(xié)議子集，那么兩者將無法進(jìn)行互操作。例如：Plam的Klein指出，Plam支持藍(lán)牙的20個有效子集中的3個，包括串行、目標(biāo)互換和撥號網(wǎng)絡(luò)，它們基本上都是為特定功能而度身定做的高層協(xié)議軟件包。
1．2．4 藍(lán)牙的生存
在目前充滿競爭的無線標(biāo)準(zhǔn)市場，要指明藍(lán)牙的未來并不是一件容易的事。一方面，藍(lán)牙技術(shù)需要不斷改進(jìn)，以適應(yīng)醫(yī)療電子、工業(yè)控制和家電自動化領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，另一方面，許多人警告，隨著數(shù)據(jù)率的增高，藍(lán)牙的市場定位更變得令人困惑。在本屆藍(lán)牙世界大會上召開的研討會揭示，藍(lán)牙的生存將取決于它能否與其他技術(shù)共存在龐大的無線技術(shù)家族中。本屆是最后一次獨立的藍(lán)牙世界大會，2004年，藍(lán)牙技術(shù)將被并人一個名為“無線連接世界”的新展會，該展會還將涵蓋WLAN和若干其它技術(shù)。
2 藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展
當(dāng)然，藍(lán)牙仍然是一項發(fā)展中的技術(shù)，其應(yīng)用目前應(yīng)該說仍處于起步階段，要真正達(dá)到大規(guī)模進(jìn)入商用市場并在用戶中普及，還有大量應(yīng)用技術(shù)細(xì)節(jié)需要解決。
2．1 增加消費者的認(rèn)知度
作為一種近距離的無線通信技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)并不是唯一的。但是與其他相應(yīng)的無線通信技術(shù)比較起來，藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢就在于它的全球統(tǒng)一的、開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)先進(jìn)與成本低廉的折衷統(tǒng)一考慮，以及世界藍(lán)牙組織SIG知識產(chǎn)權(quán)共享的巨大誘惑力。近年來，世界上一些權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)化組織，也都在關(guān)注藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)展。銷售藍(lán)牙時要告訴消費者為什么要使用藍(lán)牙技術(shù)?藍(lán)牙技術(shù)能給他們帶來什么?
2．2 產(chǎn)品應(yīng)具有互操作性
如上所述，藍(lán)牙產(chǎn)品的互操作性是目前藍(lán)牙發(fā)展的一大問題，雖然當(dāng)前產(chǎn)品一致性測試都已經(jīng)沒問題，但是無法互通。而只有互通，藍(lán)牙系統(tǒng)才有意義。SIG已經(jīng)召集制造商開了兩次會議來測試各自藍(lán)牙產(chǎn)品基礎(chǔ)組件間的兼容情況，測試中發(fā)現(xiàn)的不兼容情況正在解決之中，相信通過世界藍(lán)牙組織和業(yè)界的共同努力，標(biāo)準(zhǔn)的完善，產(chǎn)品的認(rèn)證，可以使不同廠家的產(chǎn)品實現(xiàn)
互聯(lián)互通。這也是藍(lán)牙發(fā)展中必須要解決的技術(shù)問題。
2．3 產(chǎn)品應(yīng)使用方便
在電子工業(yè)把藍(lán)牙發(fā)展成消費類和計算機(jī)產(chǎn)品必備的一項無線功能之前，必須解決其易用性問題，而不像目前的產(chǎn)品使用極不方便，在這方面東芝公司已領(lǐng)先一步。經(jīng)過業(yè)界相關(guān)各方的創(chuàng)新和努力，應(yīng)該相信經(jīng)過多年發(fā)展的藍(lán)牙技術(shù)將可能在未來的市場中找到自己的位置。
2．4 與其它技術(shù)的共存
藍(lán)牙只是WLAN中一項重要的技術(shù)，本身有其局限性，WLAN網(wǎng)的實現(xiàn)需要幾種技術(shù)的結(jié)合。 如IEEE802．15委員會采納了可使藍(lán)牙和IEEE802．11b共存的技術(shù)提案。 Intersil公司和Silicon Wave公司宣布合作開發(fā)兼容藍(lán)牙和IEEE802．11b標(biāo)準(zhǔn)的WLAN解決方案。 Ashvattha半導(dǎo)體公司最近宣稱已經(jīng)開發(fā)出RF單芯片系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以同時接收和發(fā)送GSM、藍(lán)牙和GPS信號。
2．5 爭取眾多操作系統(tǒng)支持藍(lán)牙
微軟公司于2001年上市的Windows操作系統(tǒng)——Whistler也支持藍(lán)牙。以IBM為首的眾多計算機(jī)廠商正在努力達(dá)成協(xié)議，為PC平臺制定藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，以解決不同設(shè)備之間的兼容性。
2．6 芯片越來越小巧
藍(lán)牙的技術(shù)界面是專用半導(dǎo)體集成電路芯片，用于嵌入電子器件內(nèi)部。而與用戶直接見面的產(chǎn)品界面則是各種時尚電子產(chǎn)品。因此，藍(lán)牙技術(shù)要嵌入到電子器件內(nèi)就要考慮藍(lán)牙的芯片尺寸，它必須具有小巧、廉價、結(jié)構(gòu)緊湊和功能強(qiáng)大的特點才能放進(jìn)蜂窩電話中。
2．7 向單芯片方向發(fā)展
目前已經(jīng)有所突破，法國Alcatel Microelectronics等公司在ISSCC2001上發(fā)表了用于藍(lán)牙的單芯片LSI，CSR公司也推出了嵌入電池中的單芯片藍(lán)牙IC BlueCore01。
2．8 芯片價格持續(xù)下降
英國CSR生產(chǎn)的主要藍(lán)牙芯片產(chǎn)品，目前售價約為7美元～8美元每顆。隨著公司陸續(xù)推出新產(chǎn)品，預(yù)計秋季時將降價至5美元、而年底時降至3美元左右。
2．9 干擾問題的解決
美國Mobilian公司推出了兼具無線LAN和Bluetooth功能的芯片組。這個由兩個芯片構(gòu)成的芯片組具備無線LAN的標(biāo)準(zhǔn)方式IEEE802。11b的無線收發(fā)功能和藍(lán)牙功能。由于IEEE802．11b和藍(lán)牙的載波頻帶都使用2．4GHz頻帶，當(dāng)同時收發(fā)這兩種規(guī)格的數(shù)據(jù)時，有可能引起數(shù)據(jù)包沖突等電波干擾，一直無法同時應(yīng)用。Mobilian公司此次開發(fā)的芯片組中，通過采用消除電波干擾的方法，實現(xiàn)了兩種規(guī)格數(shù)據(jù)通信的同時進(jìn)行。
2．10 支持漫游功能
藍(lán)牙技術(shù)可以在微網(wǎng)絡(luò)或擴(kuò)大網(wǎng)之間切換，但每次切換都必須斷開與當(dāng)前PAN的連接。為解決此問題，Commil技術(shù)公司設(shè)計了一種系統(tǒng)，即使在藍(lán)牙模式不同入口點之間漫游，仍可以維持連續(xù)的、不中斷的數(shù)據(jù)和聲音交流。這種藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供很好的連接，其中一個連接是從一個藍(lán)牙入口點出發(fā)，在運作中保證不斷開。
一項新技術(shù)的出現(xiàn)，人們對它抱的期望值往往很高，往往短期內(nèi)不能令人滿意，這是因為任何新技術(shù)的發(fā)展都需要有一個過程，藍(lán)牙技術(shù)也不例外；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，知識產(chǎn)權(quán)共享的優(yōu)勢是非常明顯的，相信通過業(yè)界的共同努力，它未來的發(fā)展是不可限量的，從長遠(yuǎn)來看可能會超出人們的想象。
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