[io[]lec4] блютуз и wi-fi

io/lec4.md

@@ -223,12 +223,167 @@ UART-интерфейс
 
 
 
+## Bluetooth
 
+__Bluetooth__ — международный стандарт беспроводных
+коммуникаций малого радиуса действия.
 
+Основное назначение Bluetooth — обеспечение экономичной
+радиосвязи между различными типами электронных
+устройств, причём немалое значение придается компактности
+электронных компонентов, что даёт возможность применять
+Bluetooth в малогабаритных приборах.
 
+### Подключение
 
+Топологии звезда, различные виды реализаций: 
 
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/27426287/112756400-a8fb6180-8fed-11eb-8d78-5332cc7afffd.png)
 
+а) подключение ведущий-ведомый
+б) подключение с одним ведущим и несколькими ведомыми
+в) подключение с несколькими ведущими и ведомыми (на практике встреяаетя редко)
+
+### Стек протоколов
+
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/27426287/112756453-ecee6680-8fed-11eb-8b2c-bba56339061f.png)
+
+_отдельные виды трафика идут в обход нескольких стадий стека (аудио, видео)_
+
+__Уровень физических радиосигналов__ (Physical) описывает частоты и
+мощности сигналов, используемых для передачи информации.
+
+__Уровень базового диапазона частот__ (Baseband) отвечает за
+организацию каналов передачи данных в радиосреде. В его
+обязанности входят выбор последовательности псевдослучайной
+перестройки частоты, синхронизация устройств в пикосети,
+формирование и передача кадров по установленным каналам. Кадр
+Bluetooth имеет переменную длину, поле данных может содержать от 0
+до 2744 бит (343 байт). Для передачи голоса используются кадры
+фиксированного размера с полем данных 240 бит (30 байт).
+
+__Диспетчер каналов__ (LMP) отвечает за аутентификацию устройств и
+шифрование трафика, а также управляет статусом устройств, то есть
+может сделать подчиненное устройство главным, и наоборот.
+
+__Уровень протокола адаптации для управления логическим каналом__
+(Logical Link Control Adaptation Protocol, L2CAP) является верхним
+уровнем протоколов ядра Bluetooth. Этот протокол используется только
+в тех случаях, когда устройство передает данные; голосовой трафик
+обходит этот протокол и обращается непосредственно к уровню
+базового диапазона частот. Уровень L2CAP принимает от протоколов
+верхнего уровня сегменты данных размером до 64 Кбайт и делит их на
+небольшие кадры для уровня базового диапазона частот.
+
+__Аудиоуровень__ обеспечивает передачу голоса. На этом уровне
+применяется импульсно-кодовая модуляция (РСМ), что определяет
+скорость голосового канала в 64 Кбит/с.
+
+__Уровень управления__ передает информацию о состоянии соединений и
+принимает команды, изменяющие конфигурацию и состояние
+соединений.
+
+
+### Bluetooth. Дальность
+
+Рабочий диапазон устройств зависит от их класса:
+
+- Класс 3 –дальность до 1 метра.
+- Класс 2 – дальность до 10 метров – наиболее
+распространен в мобильных устройствах.
+- Класс 1 – диапазон до 100 метров – используется
+преимущественно в промышленности.
+
+Bluetooth 5 увеличивает диапазон Bluetooth 4.0 до 60
+метров.
+
+_на практике больше 10 метров редко используется, к тому же блютуз плохо переносит стены и различные преграды, в промышленности вместо блютуза 1-го класса принято использовать ZigBee_
+
+### Помехоустойчивость. Энергопотребление
+
+В Bluetooth используется технология адаптивной смены
+частоты (adaptive frequency hopping (AFH)) с целью
+уменьшения помех, возникающих при совместной работе
+других технологий, использующих диапазон частот 2,4 ГГц.
+
+Наиболее часто используемые устройства потребляют 2,5 мВт. _(сравнимо с ZigBee)_
+
+_вообще, что bluetuth, что wi-fi можно организовать так, чтобы они были по потреблению сравнимы с ZigBee, только наоборот, чтобы ZigBee был по скорости сравним с блютузом и вай-фаем невозможно_
+
+### Сфера применения
+
+- Основным направлением использования Bluetooth является
+создание персональных сетей (PAN, или private area networks),
+включающих такие разноплановые устройства, как мобильные
+телефоны, PDA, МР3-плееры, компьютеры и даже микроволновые
+печи и холодильники.
+- Возможность передачи голоса позволяет встраивать интерфейс
+Bluetooth в беспроводные телефоны или, например, беспроводные
+гарнитуры для сотовых телефонов.
+
+- Узлами персональной сети могут быть любые устройства,
+имеющие потребность в получении информации или обладающие
+необходимой информацией.
+
+
+
+## Wi-Fi
+
+__Wi-Fi__ (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность»)
+— стандарт на оборудование Wireless LAN.
+
+Wi-Fi – это протокол беспроводной передачи данных,
+помогающий соединить n-ное количество компьютеров в
+сеть, либо подключить их к интернету, с малым радиусом
+действия, использующий радиоволны.
+
+### Стек протоколов 
+
+_построен на стеке протоколов, котоые реализются в сетях локальных ethernet'а, с отличием в физическом уровне и уровень доступа к среде (mac-уровень), потому что среда передачи - это радио, и доступ есть либо централизованный, либо не централизованный (PCF, DCF)_
+
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/27426287/112758284-2dea7900-8ff6-11eb-9a83-43ac9b2c44f5.png)
+
+__Физический уровень__ IEEE 802.11x - радиоканал. Этот уровень
+характеризует параметры физической среды передачи данных.
+
+__Канальный уровень__ осуществляет управление доступом к
+передающей среде и обеспечивает пересылку кадров между
+любыми двумя устройствами беспроводной сети. После того,
+как доступ к среде получен, ею может воспользоваться
+подуровень LLC. Подуровень LLC, организующий передачу
+кадров информации, один и тот же в беспроводных сетях Wi-Fi
+и в кабельных сетях с архитектурой Ethernet.
+
+__MAC-уровень__
+
+В сетях 802.11 уровень MAC обеспечивает два режима доступа
+к разделяемой среде:
+
+_разница в таймингах, с которыми идут повторения посылок и прослушивания эфира для обнаружения коллизий и начинать передачу данных - либо централизованно, либо расспределенно_
+
+- распределенный режим DCF (Distributed Coordination
+Function);
+- централизованный режим PCF (Point Coordination Function).
+
+_весь стек протоколов выше - такой же как в любых протоколах локальных сетей_
+
+### Скорость, дальность, энергопотребление
+
+- Скорость передачи данных для Wireless оборудования,
+поддерживающего стандарт 802.11b, не превышает 11 Мбит/с, а для
+оборудования, поддерживающего стандарт 802.11g, до 54 Mбит/с.
+Стандарт 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до
+600 Мбит/с. Для 802.11a скорость передачи данных - 54 Мбит/c.
+- Диапазон частот — 2,4 или 5 ГГц;
+- Радиус действия — до 100 метров.
+- При передаче данных посредством сети 802.11ас используются более
+широкие каналы и повышенная частота, что увеличивает
+теоретическую скорость до 1,3 Гбит/с. На практике пропускная
+способность составляет до 600 Мбит/с. Кроме того, устройство на базе
+802.11ас передаёт больше данных за один такт.
+- Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии,
+что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру
+устройства.