Bluetooth auch für CAD

Nicht zur Verwendung in Intranet- und Internet-Angeboten sowie elektronischen Verteilern.
www.cad-cam.de
© 2002 Carl Hanser Verlag, München
Bluetooth auch für CAD
Bluetooth ist die schnurlose Verbindung
verschiedener Rechner, Peripherie- und
Kommunikationsgeräte. Bei der Bezeichnung Bluetooth sucht man zunächst vergebens nach einer begrifflichen Verbindung zu der damit definierten Art der
Funkverbindung. Der Name stammt aus
dem 10. Jahrhundert und erinnert an den
Wikingerkönig Harald, der den Spitznamen
›Blauzahn‹ trug. Er vereinte Dänemark und
Norwegen. Da nun dieses Funksystem
mehrere Übertragungsraten miteinander
vereint, und als Tribut an den hohen skandinavischen Entwicklungsanteil an diesem
Funkstandard, bekam das System den Namen ›Bluetooth‹.
Im Jahr 1994 gab die schwedische Firma Ericsson eine Studie in Auftrag mit
dem Ziel, eine preiswerte und Strom sparende Funkverbindung zwischen Handy
und Zubehör zu ermitteln. Diese Funkverbindung für kurze Strecken sollte die bisherigen störanfälligen und wenig komfortablen — weil nicht immer kompatiblen —
Steckverbindungen und die wenig schönen
und unfallträchtigen Kabel und Leitungen
ablösen.
Eine neue Hauptrolle im Bereich drahtloser Netze spielt ›Blauzahn‹. Bluetooth
kommt zunehmend im Inhouse-Bereich zum Einsatz und verbindet mittels MiniNetze beispielsweise Handys, Haushalts- oder sonstige Consumer-Elektronik, aber
auch Systeme wie Rechner und/oder Peripheriegeräte untereinander, und das ohne
einen Meter Kabel.
Weltweit ein einheitlicher
Standard
Das ROK 101007 ist eine komplette Bluetooth-Multichip-Modul- (MCM)-Lösung als Ersatz für
Kabelleitungen und für Point-to-Multipoint-Anwendungen. Es unterstützt Sprach- und Datenanwendungen und die Industriestandard I/O-Protokolle USB, UART und PCM
Bild: Ericsson Microelectronic
Die positiven Ergebnisse dieser Studie
führten vier Jahre später zur Gründung
der ›Bluetooth Special Interest Group
(SIG)‹ durch die Firmen Ericsson, Nokia,
IBM, Toshiba, Intel, Lucent und Motorola.
Die SIG legte unter anderem verbindliche
Spezifikationen fest. So konnte sichergestellt werden, dass diese Initiative wirklich
zu einem herstellerübergreifenden Funkstandard führte. Bemerkenswert ist, dasssich hier weltweit zum ersten Mal ein einheitlicher Standard in der Kommunikationstechnik etabliert hat.
Inzwischen sind mehr als 2500 Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen wie Telekommunikation, Informationstechnik, Unterhaltungselektronik, Automobilindustrie und sogar Haushaltsgeräte der SIG Lizenznehmer. Heute haben alle
führenden Computer-, Peripheriegeräteund Handy-Hersteller Bluetooth-Produkte
in der Entwicklung. Die ersten Geräte sind
bereits auf dem Markt.
Der weltweite Absatz von Bluetooth-fähigen Produkten wird derzeit vom Marktforschungsunternehmen Frost & Sullivan auf
jährlich 1,8 Milliarden US-Dollar beziffert
und soll im Jahr 2006 rund 330 Mrd. USDollar betragen. Dabei geht man davon
aus, dass der Absatzschwerpunkt zunächst
in Europa liegen wird. Dennoch soll sich
auch weltweit, laut Prognosen von Frost &
Sullivan, die Bluetooth-Technologie zum
gängigsten Standard der drahtlosen Kommunikation entwickeln. Kurzfristig wird
besonders die Mobilfunktelefonindustrie
vom Bluetooth-Boom profitieren. Schon
Ende dieses Jahres, so rechnen Marktexperten, sollen mehr als 100 Millionen Mobiltelefone mit Bluetooth-Modulen ausgestattet sein.
Auch im Bereich CAD wird man an
Bluetooth nicht vorbeikommen, denn Bluetooth verspricht kostengünstige drahtlose
Kommunikation. So wird die heute vielfach eingesetzte Infrarot-Technologie, basierend auf der IrDA-Schnittstelle, durch
Bluetooth ersetzt. Zumal sich IrDA oftmals
dadurch bemerkbar machte, dass die
drahtlose Verbindung nicht funktionierte,
weil beispielsweise keine direkte ›Sichtverbindung‹ zwischen den Geräten bestand.
Eine Technologie ohne
Lizenzgerangel
Dieser nicht notwendige Sichtkontakt
zu den Geräten beim Bluetooth-Konzept
und die geringe Größe der Bluetooth-Module verspricht im Übrigen interessante
Entwicklungen. So lässt sich beispielsweise
Bluetooth sehr unauffällig in Geräten oder
gar in Kleidungsstücken unterbringen.
Bluetooth-Geräte senden im 2,4GHz-ISMBand (ISM=Industrial Scientific Medical
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AUS WISSENSCHAFT UND INDUSTRIE
Das Vianect
blue ISDN ist eine
Bluetooth-Basis-Station
als drahtlose Schnittstelle
für die Internet-Anbindung
über ISDN. Neben dem Zugang
zum Internet können auch andere
Modem-Anwendungen wie z.B. Fax über
Bluetooth verwendet werden. Bild: Elsa
Band). Dieser Frequenzbereich ist weltweit
für jedermann frei verfügbar. Ein kostspieliger Einkauf von Funklizenzen, wie wir es
bei UMTS erlebt haben, ist hier nicht gegeben.
Die maximale Reichweite, die mit diesem Kurzstrecken-Datenfunk möglich ist,
beträgt etwa zehn Meter. Diese Reichweite
wird mit einer Sendeleistung von 1mW erreicht. Mit speziellen Verstärkern kann
man diese Reichweite bei einer Sendeleistung von 100 mW zwar auf etwa 100 Meter erhöhen. Prinzipiell ist jedoch Bluetooth für Nahfeldanwendungen im Bereich von zehn Metern konzipiert. Das hat
unter anderem den Vorteil, dass immer
genügend freie Übertragungskanäle zur
Verfügung stehen.
Jedes Bluetooth-fähige Endgerät, wie
Computertastatur, Bildschirm, Rechnereinheit, Drucker, Scanner, Plotter, Kopierer,
Telefon — um hier nur ein paar Beispiele
aus dem CAD-Umfeld herauszugreifen —
kann im Rahmen dieses drahtlosen Kleinnetzwerkes mit anderen Geräten in diesem
Netzverbund kommunizieren. Untereinander halten alle Geräte sozusagen eine logische Verbindung aufrecht, nur im Falle einer tatsächlichen Datenübertragung wird
diese in eine echte Verbindung umgewandelt.
diesem Frequenzband arbeitenden Geräten.
Wird also ein
Kanal tatsächlich durch einen Störer
blockiert, so
ist die Übertragung
nur 1/1600 Sekunde unterbrochen. Eine solche kurze Unterbrechung führt zu keiner bemerkbaren
Beeinträchtigung. Sozusagen als Nebeneffekt des sehr schnellen Frequenzwechsels
ergibt sich fast automatisch eine hohe Abhörsicherheit der Funkverbindung. Man
müsste schon einen sehr hohen technischen Aufwand treiben, um die übertragenen Daten zu dekodieren.
Darüber hinaus verfügt Bluetooth über
umfassende Möglichkeiten zur Datenverschlüsselung. Alle übertragenen Daten
können mit einem bis zu 128 Bit langen
Schlüssel chiffriert werden. Zur Dekodierung dient ein ebenfalls entsprechend langer Schlüssel von bis zu 128 Bit. Zudem
haben alle Bluetooth-Geräte eine eigene
Bit-Adresse, beispielsweise 48 Bit lang. Damit können also über 281 Billionen verschiedene Geräte auseinander gehalten
werden.
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Daneben trägt auch die verhältnismäßig
geringe Reichweite von zehn Metern
schon von Haus aus zu einer gewissen Abhörsicherheit bei, denn eine Manipulation
des Datenstroms könnte nur in unmittelbarer Nähe erfolgen. Zudem verwendet
Bluetooth sehr kleine Datenpakete. Dies
geht zwar einher mit einem erhöhten Verwaltungsaufwand, doch auch die Paketreduzierung trägt zusätzlich zur Datensicherheit bei. Somit kann man Bluetooth
als äußerst sicher einstufen.
Daten und Sprache gleichzeitig
Äußerst abhörsicher
Störfestigkeit gegenüber anderen Trägern
im verwendeten Frequenzband sowie Abhörsicherheit erhält Bluetooth durch das
Frequency-Hopping-Verfahren. Der von
Bluetooth verwendete Frequenzbereich
liegt zwischen 2400 und 2483 GHz. Dieses
Frequenzband wird in 79 Kanäle unterteilt,
zwischen denen das Sendesignal 1600-mal
pro Sekunde wechselt. Damit erzielt man
eine größtmögliche Immunität gegenüber
Störstrahlungen von anderen ebenso in
Bei
dem VaioNotebook mit eingebauter,
180 Grad schwenkbarer Kamera
braucht man sich um die Verbindungskabel keine Gedanken mehr zu machen. Auch dieses
Gerät hat Bluetooth integriert
Bild: Sony
Die DCR-PC 120: eine digitale Videokamera mit
einem Bluetooth-Modul. Damit empfängt und
sendet Sonys PC 120 drahtlos E-Mails und
browst durchs Internet, ohne Hilfe von PC oder
PDA. Benötigt wird allerdings ein Bluetoothfähiges Handy
Bild: Sony
Die maximale Datenübertragungsrate bei
Bluetooth beträgt 1Mbit/s. Das Protokoll
unterstützt einen asynchronen Datenkanal und bis zu drei synchrone Datenkanäle gleichzeitig. Ebenso besteht die
Möglichkeit, über einen Kanal gleichzeitig Daten und Sprache zu übertragen. Die
Sprachübertragung hat dabei ISDN-Qualität. Der asynchrone Modus soll vor allem für Internet-Anwendungen zum Einsatz kommen.
Beim Verfahren zur asynchronen Datenübertragung ermöglicht Bluetooth einen asymmetrischen Kanal mit 721kbit/s
beim Empfangen von Daten und 57,6 kbit/s
beim Senden von Daten. Bei der synchronen Übertragung sind dies 432,6 kbit/s sowohl beim Empfangen als auch beim Senden von Daten. Es können auch synchroner und asynchroner Kanal kombiniert
werden, was vor allem beim gleichzeitigen
Übertragen von Sprache und Daten der
Fall ist.
Jede Menge Mini-Netzwerke
Dieser Tintenstrahldrucker HP Deskjet 995 C
gewährleistet einen kabellosen Ausdruck dank
integrierter Bluetooth-Technologie
Bild: Hewlett-Packard
In den Bluetooth-Spezifikationen sind im
Übrigen unterschiedlichste Profile definiert. Diese Profile garantieren, dass Bluetooth-Produkte verschiedener Hersteller
auch miteinander kommunizieren können.
Beim Verbindungsaufbau tauschen diese
Geräte ihre Profile aus und legen damit
fest, welche Dienste sie dem jeweiligen
Teilnehmer zur Verfügung stellen. Beispie-
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le solcher Profile sind u.a. das FaxProfil für das Senden und Empfangen
von Faxen oder das Cordless-Telephony-Profil für die Audioübertragung usw.
Zudem wird jedes hinzukommende, mit Bluetooth ausgestattete
Gerät automatisch erkannt und sofort
in das Mini-Netzwerk eingebunden.
Als Fazit kann mit Sicherheit behauptet
werden, dass Bluetooth zu zahllosen
drahtlosen Kleinnetzwerken in Unternehmen, Haushalten und auch in unseren Autos führen wird.
Und die Verbindungen zwischen PC,
Notebooks und allen zugehörigen Peripheriegeräten und Internet-Zugangsgeräten
werden in den nächsten Jahren durch
drahtlose Verbindungen mit Bluetooth ersetzt. Daran wird sich auch nichts durch
die Konkurrenz eines neuen Hochgeschwindigkeits-Funknetzes ändern. Dieses
neue Funknetz wollen die Firmen Cisco,
Kodak und Motorola etablieren. Die Idee
dabei: Funk- und Datentechnik soll zu
Gunsten einer möglichst hohen Datenrate
so einfach wie möglich gehalten werden.
Man spricht hier von Datenraten bis zu
11Mbit/s. Dabei will man auf komplexe
Frequenzsprung- und Datensicherungsprozeduren verzichten. Aber gerade die
Datensicherheit von Bluetooth-Anwendungen ist für viele Unternehmen ein
wichtiges Argument für Bluetooth.
Es gibt daher wohl keinen Halbleiterhersteller mehr, der nicht entsprechende
Bluetooth-Hardware anbietet, wie beispielsweise integrierte Bluetooth-Chipsätze. Andere Anbieter werden sich um die
dazugehörige Software kümmern. Beide
Komponenten zusammengefügt verleihen
Computern und sonstiger Peripherie dann
die Fähigkeit, in ihrem unmittelbaren Umfeld problemlos miteinander kommunzieren zu können.
Differenzierung durch Standards
Für die Massenproduktion von Bluetooth-Geräten und -Komponenten gibt es das Fertigungstestsystem TS7160. Sofort einsetzbare Testsequenzen für Bluetooth erleichtern den Start
und reduzieren den Entwicklungsaufwand um
bis zu 80 Prozent
Bild: Rohde & Schwarz
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