Предаването на данни чрез Bluetooth се извършва на честота 2,4 GHz. За да бъдем още по-точни, работният диапазон е в диапазона 2402-2480 GHz. В същото време в повечето страни по света са разпределени 79 канала за предаване на данни. Ширината на един такъв канал е 1 MHz. Тази лента се използва за граждански цели.

Принцип на действие

Принципът на работа на Bluetooth е да предава данни чрез бързо променящи се честоти, което се случва приблизително 1600 веднъж в секунда. Тази работна схема осигурява отлична устойчивост на смущения и позволява на устройствата, получаващи сигнала, да не си пречат едно на друго поради смесване на честотите. В допълнение, това осигурява почти пълна сигурност на потребителите на вътрешната мрежа, т.к Не е възможно да се свържете с приемащи устройства. В допълнение, малкият обхват на Bluetooth не насърчава неоторизирани връзки, с възможност да останете незабелязани.

Прескачане на честотата

При предаване на данни чрез Bluetooth каналът се променя на всеки 625 µs. Тези 625 µs са и интервалът от време, през който се предават данните, който се измерва в пакети. В този случай един пакет може да бъде предаден не в един такъв интервал, а в няколко. След приключване на предаването на пакета данни настъпва промяна на канала (честота), предварително определена за всяко устройство.
Също така може да се използва адаптивно прескачане на честотата. Това е необходимо, за да се ограничи предаването на данни от устройства до определен брой канали. В същото време отвореният честотен диапазон може да се използва за предаване на данни от други устройства. Това намалява риска от честотни смущения за piconet устройства.

В допълнение, необходимостта от ограничаване на честотния диапазон за предаване на данни може да бъде причинена от забраната за използване на определени честотни канали в редица страни. Например в някои европейски страни, особено Испания и Франция, са разрешени само 22 честоти, вместо обичайните 79.

Основни Bluetooth стандарти

1. Сериозни иновации бяха въведени в стандарт 2.0. В същото време имаше значително увеличение на скоростта на пренос на данни, което беше свързано с поддръжката на EDR. Трансферът на данни в стандарт 2.0 е увеличен до 2,0-2,4 Mb/s. В допълнение, спецификацията 2.0 има сериозно повишена безопасност и устойчивост на смущения.
2. Standard 3.0 удиви потребителите с безпрецедентни скорости на трансфер на данни, които се увеличиха до 24 Mb/s. Това се дължи основно на факта, че спецификация 3.0 поддържа Wi-Fi. Производителите обаче предпочитат да инсталират два стандарта на своите устройства, т.к Спецификация 3.0 използва твърде много енергия.
3. По-специфичен е стандартът 4.0, който съчетава ниски скорости на трансфер на данни, добра сигурност и невероятно ниска консумация на енергия на базата на прекъсващата работа на предавателя. Устройствата, използващи този стандарт, обикновено се използват за спортни, медицински и други цели; те са миниатюрни и не са предназначени за голямо количество предавани данни.

Предимства на Bluetooth 4.0:

1. Комбинира предишни протоколи. Поддържа основните функции на предишни протоколи.
2. Повишена скорост.
3. Значително намаляване на консумацията на енергия на устройство, използващо стандарт 4.0, постигнато чрез модифициран алгоритъм на работа (предавателят се включва само в момента, в който се прехвърлят данни).

Като цяло стандартът 4.0 е по-подходящ за миниатюрни електронни сензори. Например за измерване на налягането и температурата на китката, за оборудване за упражнения и различни миниатюрни устройства с ниска консумация на енергия.

Bluetooth (в превод „син зъб“ или популярно „син зъб“) е една от безжичните мрежови технологии, която осигурява обмен на информация между различни устройства, включително персонални компютри, лаптопи, мобилни телефони, принтери, фотоапарати и други подобни продукти. Bluetooth позволява на устройствата да комуникират - максималният обхват е 100 метра едно от друго.

Основната цел на Bluetooth технологията е да прехвърля данни между устройствата безжично - осигурявайки икономична и евтина радиовръзка между различни видове електронни устройства.

Принципът на работа се основава на използването на радиовълни, а самата Bluetooth технология е малък чип, който е високочестотен приемо-предавател. Работи в обхвата ISM (Индустрия, наука и медицина), тъй като тези честоти не изискват лиценз за използване - те са безплатни за използване в целия свят (изключения: Франция и Испания).

Основният принцип за изграждане на мрежи, базирани на Bluetooth, е методът на честотния разширен спектър (FHSS). Методът FHSS е лесен за изпълнение - осигурява устойчивост на широколентови смущения, а оборудването е евтино.

Предавателят разделя данните на пакети и ги предава с помощта на псевдослучаен алгоритъм, при който носещата честота (модел) се променя 1600 пъти в секунда и приема стойността на една от 79 подчестоти. Последователността на превключване между честотите за всяка връзка е псевдослучайна и е известна само на предавателя и приемника.

Няколко устройства, свързани с помощта на Bluetooth, образуват така наречената piconet - колекция от две до осем устройства, работещи по един и същи шаблон. В пиконет едно от устройствата е главно, а другото е подчинено. Bluetooth технологията може да поддържа няколко подчинени устройства - до максимум седем. Главното е потребителското устройство, което инициира комуникацията. Той също така контролира работата на устройствата в piconet.

Bluetooth позволява предаване както на глас, така и на данни. Гласът се предава по три аудио канала със скорост от 64 Kbps всеки. Скоростите на трансфер на данни са приблизително 720 Kbps в асиметричен режим и 420 Kbps в напълно симетричен или пълен дуплекс (двупосочен) режим. „Синият зъб“ може да работи на относително къси разстояния. Според спецификациите (версии 1.1 и 1.2), той има два класа адаптери: клас 1 (клас A) поддържа до 100 метра, а клас 2 (клас B) работи в рамките на 10 метра (все още най-често срещаният клас сред спецификациите ) .

В момента най-новата Bluetooth спецификация е 4.0. Bluetooth SIG одобри спецификацията на 30 юни 2010 г. Нискоенергийният протокол Bluetooth поддържа предаване на данни като сензори за температура, налягане, влажност, скорост на движение и други, базирани на този стандарт могат да предават информация на различни устройства: мобилни телефони, персонални компютри, смартфони и други подобни мобилни продукти.

Bluetooth технологията може да се използва и в голямо разнообразие от области на мобилния живот. Можете да го използвате за следните цели без никакви затруднения:

• За автоматична синхронизация между устройства. Например, веднага щом въведете нови данни в адресната книга на вашия лаптоп, съответните записи на вашия настолен компютър автоматично се променят и обратно
• За автоматично синхронизиране на архивиране. Пример за това е следната ситуация: мениджърът промени плана ви за действие, докато сте на почивка. Офисният компютър изпраща промените на вашето мобилно устройство, което автоматично се свързва с лаптопа и предава променения график
• Да използвате лаптоп като високоговорител. Като свържете безжичните слушалки към вашия лаптоп, можете да ги използвате в офиса, колата или дома
• Да свързва всички участници в обмена на информация. Докато на всяко бизнес събитие можете бързо да обсъдите въпрос от интерес с всички негови участници. Освен това можете да изпълнявате контролни функции от разстояние. Например включете проектора
• За предаване на различно мултимедийно съдържание отвсякъде. Камерата се свързва с вашия телефон (безжично) и вие добавяте коментари с помощта на клавиатурата на вашия телефон или лаптоп. Снимки и текст се изпращат на получателя

Всичко по-горе е само най-малката част, където може да се използва безжичната Bluetooth технология. Сега вече се появяват такива екзотични опции, като вграждане на модули, работещи по тази технология, в принтери, карти с памет и различни други устройства.

В близко бъдеще Bluetooth технологията, в допълнение към мобилните телефони, смартфони и други взаимосвързани устройства, ще бъде вградена дори в домакински уреди. Само си представете: телевизор, прахосмукачка, хладилник, микровълнова фурна и други домакински уреди могат да се управляват с помощта на смартфон - точно като с универсален контролен панел. Освен това в момента се разработват алтернативни решения, които трябва сериозно да се конкурират с така наречения „син зъб“ и дори евентуално да надминат тази технология.

Една от стабилните тенденции в развитието на мобилните устройства е подобряването на безжичните комуникации, които осигуряват възможност за свързване към интернет, локална мрежа, както и различно периферно оборудване (слушалки, слушалки, високоговорители, принтери и др.) и други близки джаджи. Безжичните комуникационни технологии, както и другите компоненти на мобилните устройства, непрекъснато се развиват. Появяват се нови версии на спецификациите, честотната лента се увеличава, наборът от функции се разширява и т.н. Благодарение на това се осигурява висококачествена разработка, без която техническият прогрес е немислим. Напредъкът обаче има и обратна страна: всяка година за потребителите става все по-трудно да разберат каква е разликата между различните модели.

Обикновено от краткото описание на мобилно устройство можете да разберете само имената на безжичните интерфейси, с които е оборудвано. Подробната спецификация обикновено съдържа допълнителна информация, по-специално версиите на безжичните интерфейси (например Wi-Fi 802.11b/g/n и Bluetooth 2.1). Това обаче не винаги е достатъчно, за да оцените напълно безжичните комуникационни възможности на въпросното устройство. Например, за да разберете дали определено периферно устройство, свързано чрез Bluetooth, ще работи със смартфона или таблета, които имате на ваше разположение.

В тази статия ще говорим за различни нюанси, на които трябва да обърнете внимание, когато оценявате възможностите на устройствата, оборудвани с Bluetooth интерфейс.

Обхват на приложение

Безжичен интерфейс с малък обхват, наречен Bluetooth, е разработен през 1994 г. от инженери на шведската компания Ericsson. От 1998 г. разработването и популяризирането на тази технология се извършва от Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), основана от Ericsson, IBM, Intel, Nokia и Toshiba. Към днешна дата списъкът на членовете на Bluetooth SIG включва повече от 13 хиляди компании.

Въвеждането на Bluetooth в потребителските устройства на масовия пазар започна през първата половина на миналото десетилетие. В момента много модели лаптопи и мобилни устройства са оборудвани с вградени Bluetooth адаптери. Освен това се продава широка гама от периферни устройства (безжични слушалки, посочващи устройства, клавиатури, високоговорителни системи и др.), оборудвани с този интерфейс.

Основната функция на Bluetooth е създаването на така наречените лични мрежи (Private Area Networks, PAN), които предоставят възможност за обмен на данни между близки (в рамките на една и съща къща, помещение, превозно средство и т.н.) настолни и преносими компютри, периферни и мобилни устройства и др.

Основните предимства на Bluetooth пред конкурентните решения са ниската консумация на енергия и ниската цена на трансивърите, което позволява интегрирането му дори в устройства с малки размери с миниатюрни батерии. Освен това производителите на оборудване са освободени от плащането на лицензионни такси за инсталиране на Bluetooth трансивъри в техните продукти.

Свързване на устройства

С помощта на Bluetooth интерфейса можете да свържете две или няколко устройства наведнъж. В първия случай връзката се осъществява по схемата „точка до точка“, във втория - по схемата „точка към много точки“. Независимо от схемата на свързване, едно от устройствата е главно, останалите са подчинени. Главното устройство задава модела, който ще използват всички подчинени устройства, и също така синхронизира тяхната работа. Свързаните по този начин устройства образуват пиконет. Едно главно и до седем подчинени устройства могат да бъдат комбинирани в рамките на една пиконет (фиг. 1 и 2). Освен това е възможно в piconet да има допълнителни подчинени устройства (повече от седем), които са в паркиран статус: те не участват в обмен на данни, но са в синхрон с главното устройство.

Ориз. 1. Пиконет диаграма,
свързване на две устройства

Ориз. 2. Пиконет схема,
комбиниране на няколко устройства

Няколко piconet могат да бъдат комбинирани в разпределена мрежа (scatternet). За да направите това, устройство, работещо като подчинено устройство в една пиконетка, трябва да действа като главно в друга (фиг. 3). Пиконетите, които са част от една и съща разпределена мрежа, не са синхронизирани една с друга и използват различни модели.

Ориз. 3. Диаграма на разпределена мрежа, включваща три piconet

Максималният брой пиконети в разпределена мрежа не може да надвишава десет. По този начин разпределената мрежа ви позволява да свържете общо до 71 устройства.

Имайте предвид, че на практика рядко възниква необходимостта от създаване на разпределена мрежа. При сегашната степен на интеграция на хардуерните компоненти е трудно да си представим ситуация, при която собственикът на смартфон или таблет ще трябва да свърже повече от две или три устройства едновременно чрез Bluetooth.

Радиус на действие

Bluetooth спецификацията предоставя три класа трансивъри (вижте таблицата), различаващи се по мощност и следователно по ефективен обхват. Най-разпространената опция, която се използва в повечето произвеждани в момента мобилни електронни устройства и персонални компютри, са Bluetooth Class 2 трансивърите с ниска мощност Class 3, оборудвани с медицинско оборудване и основната област на приложение за най-много „дълготрайни“. гама” Модулите от клас 1 са системи за мониторинг и управление на индустриално оборудване.

Разбира се, можете да разчитате на стабилна безжична връзка между устройства, разположени на максимално разстояние (например 10 m в случай на приемо-предаватели от клас 2), само ако между тях няма големи препятствия (стени, прегради, врати и др.). ). Действителният обхват може да варира в зависимост от характеристиките на помещението и от наличието на радиосмущения и източници на силно електромагнитно излъчване в ефира.

Bluetooth версии и техните разлики

Първата версия на спецификацията (Bluetooth 1.0) е одобрена през 1999 г. Малко след междинната спецификация (Bluetooth 1.0B), Bluetooth 1.1 беше одобрен - той коригира грешки и елиминира много от недостатъците на първата версия.

През 2003 г. беше одобрена основната спецификация на Bluetooth 1.2. Едно от ключовите му нововъведения беше въвеждането на метода за адаптивно разпръскване на честотния спектър (AFH), който направи безжичната връзка много по-устойчива на електромагнитни смущения. Освен това беше възможно да се намали времето, изразходвано за извършване на процедури за откриване на устройства и свързване.

Друго важно подобрение във версия 1.2 беше увеличаването на скоростта на обмен на данни до 433,9 Kbps във всяка посока при използване на асинхронна комуникация по симетричен канал. В случай на асиметричен канал пропускателната способност беше 723,2 Kbit/s в едната посока и 57,6 Kbit/s в другата.

Добавена е и подобрена версия на технологията Extended Synchronous Connections (eSCO), която подобрява качеството на поточно аудио чрез използване на механизъм за повторно изпращане на пакети, повредени по време на предаване.

В края на 2004 г. беше одобрена основната спецификация на Bluetooth 2.0 + EDR. Най-важната иновация на втората версия беше технологията Enhanced Data Rate (EDR), благодарение на внедряването на която беше възможно значително (няколко пъти) да се увеличи пропускателната способност на интерфейса. Теоретично използването на EDR ви позволява да постигнете скорост на трансфер на данни от 3 Mbit/s, но на практика тази цифра обикновено не надвишава 2 Mbit/s.

Трябва да се отбележи, че EDR не е задължителна функция за трансивъри, които отговарят на спецификацията Bluetooth 2.0.

Устройствата, оборудвани с приемо-предаватели Bluetooth 2.0, са обратно съвместими с предишни версии (1.x). Естествено, скоростта на пренос на данни е ограничена от възможностите на по-бавното устройство.

През 2007 г. беше одобрена основната спецификация на Bluetooth 2.1 + EDR. Една от иновациите, внедрени в него, беше енергоспестяващата технология Sniff Subrating, която позволи значително (от три до десет пъти) да увеличи живота на батерията на мобилните устройства. Процедурата за установяване на комуникация между две устройства също е значително опростена.

През август 2008 г. бяха одобрени основни допълнения (Core Specification Addendum, CSA) към спецификациите Bluetooth 2.0 + EDR и Bluetooth 2.1 + EDR. Направените промени са насочени към намаляване на консумацията на енергия, повишаване на нивото на защита на предаваните данни и оптимизиране на процедурите за идентифициране и свързване на Bluetooth устройства.

През април 2009 г. беше одобрена основната спецификация на Bluetooth 3.0+HS. Съкращението HS в този случай означава висока скорост. Основната му иновация е внедряването на технологията Generic Alternate MAC/PHY, която осигурява възможност за пренос на данни със скорост до 24 Mbit/s. Освен това се планира да се използват два приемо-предавателни модула: нискоскоростен (с ниска консумация на енергия) и високоскоростен. В зависимост от ширината на предавания поток от данни (или размера на предавания файл) се използва или нискоскоростен (до 3 Mbit/s), или високоскоростен трансивър. Това ви позволява да намалите консумацията на енергия в ситуации, когато не са необходими високи скорости на трансфер на данни.

Основната спецификация на Bluetooth 4.0 беше одобрена през юни 2010 г. Основната характеристика на тази версия е използването на нискоенергийна технология. Намалената консумация на енергия се постига както чрез ограничаване на скоростта на трансфер на данни (не повече от 1 Mbit/s), така и чрез факта, че трансивърът не работи постоянно, а е включен само за времето на обмен на данни. Противно на общоприетото схващане, Bluetooth 4.0 не осигурява по-високи скорости на трансфер на данни от Bluetooth 3.0+HS.

Bluetooth профили

Способността на устройствата да взаимодействат, когато са свързани чрез Bluetooth, до голяма степен се определя от набора от профили, които всяко от тях поддържа. Конкретен профил осигурява поддръжка за определени функции, като прехвърляне на файлове или стрийминг на мултимедия, осигуряване на мрежова връзка и т.н. Вижте страничната лента за информация относно някои Bluetooth профили.

Важно е да разберете, че можете да използвате Bluetooth връзка за извършване на каквато и да е задача само ако съответният профил се поддържа както от главното, така и от подчинените устройства. По този начин е възможно да прехвърлите „визитка“ или контакт от един мобилен телефон на друг чрез Bluetooth връзка само ако и двете устройства поддържат OPP (Object Push Profile) профил. И например, за да използвате мобилен телефон като безжичен клетъчен модем, е необходимо това устройство и свързаният към него компютър да поддържат DUN профила (Dial-up Networking Profile).

Често възникват ситуации, когато се установи Bluetooth връзка между две устройства, но някое действие (да речем прехвърляне на файл) не може да бъде извършено. Една от вероятните причини за подобни проблеми може да е липсата на поддръжка за подходящия профил на едно от устройствата.

Следователно наборът от поддържани профили е важен фактор, който трябва да се вземе предвид при оценката на възможностите на конкретно устройство. За съжаление, някои модели мобилни устройства поддържат минимален набор от профили (например само A2DP и ​​HSP), което значително ограничава възможностите за безжична връзка с друго оборудване.

Имайте предвид, че наборът от поддържани профили се определя не само от спецификата и дизайнерските характеристики на устройството, но и от политиката на производителя. Например, някои устройства блокират възможността за прехвърляне на файлове с определени формати (изображения, видеоклипове, електронни книги, приложения и т.н.) под предлог за борба с пиратството. Вярно е, че в действителност не любителите на фалшиво медийно съдържание и софтуер страдат от подобни ограничения, а честните потребители са принудени да прехвърлят дори снимки, направени със собствената им вградена камера, на компютър по заобиколен начин (напр. чрез изпращане на необходимите файлове на техния собствен имейл адрес).

Bluetooth профили A2DP(Advanced Audio Distribution Profile) - осигурява предаване на двуканален (стерео) аудио поток от източник на сигнал (компютър, плейър, мобилен телефон) към безжични стерео слушалки, система от високоговорители или друго устройство за възпроизвеждане. За компресиране на предавания поток може да се използва стандартният кодек SBC (Sub Band Codec) или друг, определен от производителя на устройството. AVRCP(Audio/Video Remote Control Profile) - позволява ви да контролирате стандартните функции на телевизори, системи за домашно кино и др. Устройство, което поддържа профила AVRCP, може да действа като безжично дистанционно управление. Може да се използва заедно с A2DP или VDPT профили. BIP(Basic Imaging Profile) - предоставя възможност за предаване, получаване и преглед на изображения. Например, той ви позволява да прехвърляте цифрови снимки от цифров фотоапарат в паметта на мобилен телефон. Има възможност за промяна на размерите и форматите на предаваните изображения, като се вземат предвид спецификите на свързаните устройства. BPP(Basic Printing Profile) - основен профил за печат, който осигурява прехвърляне на различни обекти (текстови съобщения, визитни картички, изображения и др.) за извеждане на печатащо устройство. Например можете да отпечатате текстово съобщение или снимка от мобилния си телефон на принтер. Важна характеристика на BPP профила е, че на устройството, от което се изпраща обектът за печат, не е необходимо да се инсталира специфичен драйвер за съществуващия модел принтер. DUN(Dial-up Networking Profile) – осигурява връзка с компютър или друго устройство към интернет чрез мобилен телефон, който в случая действа като външен модем. ФАКС(Факс профил) - позволява ви да използвате външно устройство (мобилен телефон или мултифункционално устройство с факс модул) за получаване и изпращане на факс съобщения от компютър. FTP(File Transfer Profile) - осигурява трансфер на файлове, както и достъп до файловата система на свързаното устройство. Стандартен набор от команди ви позволява да навигирате в йерархичната структура на логическото устройство на свързано устройство, както и да копирате и изтривате файлове. GAVDP(Общ профил за разпространение на аудио/видео) - осигурява предаването на аудио и видео потоци от източника на сигнала към устройството за възпроизвеждане. Основен е за A2DP и ​​VDP профили. HFP(Hands-Free Profile) - осигурява връзка на hands-free автомобилни устройства към мобилен телефон за гласова комуникация. СКРИ(Human Interface Device Profile) - описва протоколи и методи за свързване на безжични входни устройства (мишки, клавиатури, джойстици, дистанционни управления и др.) към компютър. HID профилът се поддържа в редица модели мобилни телефони и PDA устройства, което ви позволява да ги използвате като безжични дистанционни управления за управление на графичния интерфейс на операционната система или отделни приложения на компютър. HSP(Профил на слушалките) - позволява ви да свържете безжични слушалки към мобилен телефон или друго устройство. В допълнение към предаването на аудио потока са осигурени функции като набиране, отговаряне на входящо повикване, прекратяване на разговор и регулиране на силата на звука. OPP(Object Push Profile) - основен профил за изпращане на обекти (изображения, визитки и др.). Например, можете да прехвърлите списък с контакти от един мобилен телефон на друг или снимка от смартфон на компютър. За разлика от FTP, OPP профилът не предоставя достъп до файловата система на свързаното устройство. ПАН(Personal Area Networking Profile) - позволява ви да комбинирате две или повече устройства в локална мрежа. По този начин можете да свържете няколко компютъра към един с достъп до интернет. Освен това този профил осигурява отдалечен достъп до компютър, който действа като главно устройство. СИНХРОНИЗИРАНЕ(Профил за синхронизация) - използва се заедно с основния GOEP профил и синхронизира лични данни (дневник, списък с контакти и т.н.) между две устройства (например на настолен компютър и мобилен телефон).

Производителите постоянно убеждават потребителите, че новите решения със сигурност са по-добри от старите. Новите процесори имат по-висока производителност и по-ниска консумация на енергия в сравнение с предшествениците си; новите дисплеи имат по-висока резолюция и по-широка цветова гама и т.н. Въпреки това, едва ли е препоръчително да се използва такъв подход за оценка на възможностите на Bluetooth интерфейса.

Първо, необходимо е да се вземат предвид характеристиките на съществуващия флот от Bluetooth устройства. В крайна сметка, както вече беше споменато, максималната скорост на трансфер на данни се определя от устройството, оборудвано с най-старата версия на интерфейса. В допълнение, високите скорости на трансфер на данни не са необходими за всички задачи. Ако това е наистина важен фактор за копиране на медийни файлове (звукови записи, изображения) или излъчване на аудио поток с ниска степен на компресия, тогава за нормално взаимодействие на телефона с безжични слушалки или за обмен на контакти с друго устройство, Bluetooth 2.0 възможностите са напълно достатъчни.

Второ, в много случаи много по-важен фактор от максималната скорост на безжичната връзка е наборът от поддържани Bluetooth профили. В крайна сметка той всъщност определя обхвата на оборудването, с което съществуващото устройство може да взаимодейства. За съжаление тази информация рядко се предоставя дори в пълната спецификация на устройството и често трябва да я търсите в текста на ръководството за употреба или във форумите на потребителите.

Bluetooth: технология и нейното приложение

...и той каза: "Нека всички се съберат отново."

Напълно възможно е именно с тези думи на средновековния датски крал Харалд II Bluetooth (Harald II Bluetooth) да се свързва другото му прозвище - "обединител", което 1000 години по-късно става името на новия безжичен комуникационен интерфейс.

Какво е Bluetooth? Това е безжична комуникационна технология, създадена през 1998 г. от група компании: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba. В момента разработките в областта на Bluetooth се извършват от Bluetooth SIG (Special Interest Group), която включва още Lucent, Microsoft и много други.

Основната цел на Bluetooth е да осигури икономична (от гледна точка на текущо потребление) и евтина радиовръзка между различни видове електронни устройства, като голямо значение се придава на компактността на електронните компоненти, което прави възможно използването на Bluetooth в малки устройства. размер на ръчен часовник.

Bluetooth интерфейсът ви позволява да предавате както глас (при 64 Kbps), така и данни. За предаване на данни могат да се използват асиметрични (721 Kbit/s в едната посока и 57,6 Kbit/s в другата) и симетрични методи (432,6 Kbit/s в двете посоки). Работейки на честота от 2,4 GHz, трансивърът, който е Bluetooth чип, ви позволява да установите комуникация в обхват от 10 или 100 метра, в зависимост от степента на мощност. Разликата в разстоянието със сигурност е голяма, но връзка в рамките на 10 m позволява ниска консумация на енергия, компактен размер и сравнително ниска цена на компонентите. Така предавател с ниска мощност консумира само 0,3 mA в режим на готовност и средно 30 mA при обмен на информация.

Bluetooth работи на принципа FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum). Накратко това може да се обясни по следния начин: предавателят разделя данните на пакети и ги предава, използвайки алгоритъм за псевдослучайно прескачане на честотата (1600 пъти в секунда) или модел, съставен от 79 подчестоти. Само онези устройства, които са конфигурирани за един и същ модел на предаване, могат да се „разбират“ - за чужди устройства предаваната информация ще бъде обикновен шум.

Основният структурен елемент на Bluetooth мрежата е така наречената "пиконет" - колекция от 2 до 8 устройства, работещи по един и същи шаблон. Във всяка пиконет едно устройство работи като главно, а останалите като подчинени. Главният определя шаблона, по който ще работят всички подчинени устройства на неговата пиконетка и синхронизира работата му. Стандартът Bluetooth осигурява свързване на независими и дори несинхронизирани пиконети (до 10) в така наречената „scatternet“ (все още не съм видял правилния руски превод на този термин, но един от преводите на глагола да разпръсна звучи като „скатер“). За целта всяка двойка пиконети трябва да има поне едно общо устройство, което ще бъде главно в едното и подчинено в другото. По този начин, в рамките на един scatternet, максимум 71 устройства могат да бъдат свързани едновременно към Bluetooth интерфейса, но никой не ограничава използването на гейт устройства, които използват същия интернет за комуникация на по-големи разстояния.

Честотният диапазон на Bluetooth е без лиценз в повечето страни, но във Франция, Испания и Япония, поради законови ограничения, е необходимо да се използват честоти, различни от изброените по-горе.

Говорейки за безжични комуникации, не можем да не засегнем въпроса за сигурността на такава връзка. В допълнение към фокуса върху честотните модели и необходимостта от синхронизиране на трансивъра, Bluetooth стандартът осигурява криптиране на предаваните данни с ключ с ефективна дължина от 8 до 128 бита и възможност за избор на еднопосочна или двупосочна автентификация ( разбира се, можете изобщо да правите без удостоверяване), което ви позволява да зададете силата на полученото криптиране в съответствие със законодателството на всяка отделна държава (в някои държави използването на силна криптография е забранено:). В допълнение към криптирането на ниво протокол, криптирането може да се прилага на ниво приложение - тук никой не ограничава използването на произволно силни алгоритми.

Често се случва Bluetooth устройства в обхват да могат просто да се свържат и да започнат да обменят информация, която може да не е предназначена за външни уши или очи. Всъщност автоматичният обмен на информация между Bluetooth устройствата се осъществява само на хардуерно ниво, т.е. единствено за определяне на самия факт на свързаност. Но на ниво приложение потребителят сам решава дали да въведе или забрани автоматично установяване на връзка. По този начин използването на Bluetooth не става по-опасно от свързването с интернет, в което всички възли също са електрически свързани, но това все още не означава получаване на безусловен достъп до който и да е ресурс.

Също така си струва да се отбележи, че стандартът Bluetooth е разработен с мисъл за ниска мощност, така че въздействието му върху човешкото тяло е сведено до минимум.

Основната посока на използване на Bluetooth трябва да бъде създаването на така наречените персонални мрежи (PAN или частни мрежи), включително такива различни устройства като мобилни телефони, PDA, MP3 плейъри, компютри и дори микровълнови печки с хладилници (които не са били) свързан за дълго време). Възможността за предаване на глас позволява Bluetooth интерфейсът да бъде вграден в безжични телефони или, например, безжични слушалки за мобилни телефони. Възможностите за използване на Bluetooth на практика са безкрайни: в допълнение към синхронизирането на PDA с настолен компютър или свързването на относително нискоскоростни периферни устройства като клавиатури или мишки, интерфейсът прави много лесно и евтино организирането на домашна мрежа. Освен това възлите на тази мрежа могат да бъдат всякакви устройства, които имат нужда от информация или имат необходимата информация.

Нека сравним Bluetooth с друг също толкова добре познат безжичен комуникационен интерфейс - IEEE 802.11, особено след като и двете решения вече са налични на широкия пазар. Основните разлики между тях могат да бъдат обобщени, както следва:

	IEEE 802.11	Bluetooth
1. Цел	Безжични домашни/офис мрежи	Резервни кабелни връзки за компактни комуникационни медии
2. Работна честота	2,4 GHz	2,4 GHz
3. Максимална скорост на трансфер на данни	11 Mbit/s (IEEE 802.11b), 2 Mbit/s (IEEE 802.11)	721 Kbps
4. Обхват	100 м	10 м или 100 м
5. Максимален брой възли	128 устройства на мрежа	8 устройства на пиконет, макс. 10 пиконета, т.е. до 71 устройства на scatternet
6. Гласови канали	Не (по избор)	3 канала
7. Наличност	Сега	Сега
8. Цена	$100-$400 на възел	Около $5 на възел

Както е лесно да се види, Bluetooth интерфейсът е много по-подходящ за използване в онези безжични комуникационни устройства, където се изисква сравнително ниска цена, няма нужда от високи скорости и е желана ниска консумация на енергия. Въпреки това, както вече беше отбелязано, възможно е да се създадат комбинирани мрежи, особено след като IEEE 802.11 работи на напълно различен принцип на кодиране на предавани данни, следователно, като са на една и съща работна честота, и двата стандарта ще се чуват физически, но сигналите на други хора ще се интерпретира от всеки от тях като външен шум.

Важен аспект в развитието на Bluetooth е фактът, че тази технология не подлежи на лицензиране и нейното използване не изисква плащане на лицензионни такси (въпреки че изисква подписването на безплатно споразумение). Тази политика позволи на много компании да се включат активно в разработването на устройства с Bluetooth интерфейс, които бяха демонстрирани в голям брой на изложението CeBIT 2001.

Най-голям интерес, естествено, генерират устройства, които осигуряват преход от съществуващи интерфейси към Bluetooth. Един от тях беше индустриалният Bluetooth сериен порт адаптер от шведската компания connectBlue. Както подсказва името, това устройство е предназначено за промишлена употреба и ви позволява да свържете всякакви устройства, оборудвани със сериен порт към Bluetooth:

Типичен случай на употреба би бил например конфигуриране на промишлени инсталации с помощта на лаптоп.

Характеристики:

• обхват - до 10 м,
• скорост на предаване - 300-115200 Kbit,
• захранващо напрежение - 9-30 волта.

Belkin, известен по-специално със своите USB шинни продукти, представи цяла гама от Bluetooth устройства:

Тази карта с формат PCMCIA Type II позволява на всички устройства с подобен слот да получават Bluetooth интерфейс със скорост до 721 Kbps. Обхват - 10м.

Тук виждаме отлично USB решение за настолни (и не само) компютри: характеристиките са същите като в предишния случай, освен това това устройство ви позволява да обменяте данни чрез гласови канали.

Има дори адаптер за Palm V: Palm просто се поставя в него, като в стандартно креватче, след което можете да синхронизирате с настолен компютър или да влезете в интернет с помощта на мобилен телефон, също оборудван с Bluetooth интерфейс. Този адаптер се захранва от собствената батерия на Palm.

На изложението можете дори да намерите Bluetooth адаптер за Compact Flash:

Troy XCD представи адаптер за свързване на принтер с интерфейс Centronics към Bluetooth:

Компанията обещава да го пусне на пазара в началото на лятото, приблизителната цена е около $195.

Също толкова интересен вариант за използване на технологията Bluetooth може да бъде организирането на безжичен достъп до локална мрежа и/или интернет за устройства в малък офис или дом. Безспорен лидер в тази област беше компанията Red-M, която представи своето решение - сървъра Red-M 3000AS:

Ето снимка на неговия прототип в действие:

3000AS е Linux сървър, който може да действа и като шлюз към локална мрежа или интернет. За разлика от повечето други Bluetooth устройства, 3000AS има мощен приемо-предавател, който позволява комуникация в обхват от 100 метра, и включва външна антена за повишена надеждност при наличие на външни смущения. За връзка можете да използвате ISDN (с избор „винаги онлайн“ или „връзка при поискване“), 10/100 Mbit Ethernet, както и RS-232 за сервизни приложения. Сървърът може да се захранва и чрез UPS.

За разширяване на достъпа до сървъра могат да се използват точки за достъп с малък размер Red-M 1000AP:

Сървърът автоматично открива и конфигурира всички точки за достъп в своя обхват. Външни устройства могат да бъдат свързани към точката за достъп чрез 10/100 Mbit Ethernet.

MiTAC представи подобна система: тяхната Bluetooth точка за достъп носи на борда 750 MHz Transmeta Crusoe TM5400 процесор, вграден NAT и DHCP сървър и, подобно на предишната проба, мощен трансивър с обхват до 100 m:

Отлично допълнение към такава система може да бъде устройство от Canon - Bluetooth модул за цифров фотоапарат:

Само си представете - фотоапаратът ще може автоматично да прехвърля снимки чрез Bluetooth портал към вашата работна станция, или същия субноутбук, или дори чрез свързан с интернет мобилен телефон с активиран Bluetooth... е, възможностите са безкрайни.

Обичайна опция е да свържете стандартни входни устройства чрез Bluetooth, като този:

Sony представи на CeBIT специален модул във формат Memory Stick, наречен InfoStick:

Много добра идея, особено като се има предвид наличието на подобно устройство за Compact Flash.

Остава само да се отбележи, че лицензирането за поддръжка на Bluetooth е безплатно и е необходимо само за сключване на споразумение за търговска марка. Така че в близко бъдеще можем да очакваме появата на Bluetooth в електрически крушки и ютии :). Но сериозно, Bluetooth технологията може да направи истинска революция в света на личните комуникации и в човешкия живот като цяло. Но доколко имаме нужда от още една революция, предстои да се реши.

Как работи bluetooth при използване на компютри, системи за забавление или телефони, оборудвани с тази универсална безжична връзка.

Използването на bluetooth възниква, когато устройствата трябва да взаимодействат помежду си без използването на различни жици, кабели, радиосигнали, инфрачервени лъчи и светлина. При тази връзка не са необходими различни конектори, щепсели и инсталиране на протоколи за сдвояване.

Има много различни начини, по които електронните устройства могат да се свързват помежду си и това става все по-сложно всеки ден, докато се развива. Но връзката чрез Bluetooth е най-простата по отношение на работата.

Как работи bluetooth

Връзка чрез bluetoothе безжична и автоматична и има редица интересни функции, които могат да улеснят използването на този тип връзка. Когато две устройства трябва да обменят информация помежду си, те трябва да се договорят по няколко точки, преди обменът да може да започне. Първата точка на съгласие е физическа: ще "говорят" ли по кабели или чрез някаква форма на безжични сигнали? Ако използват жици, колко са необходими - една, две, осем, 25? След като физическите атрибути бъдат разрешени, възникват още няколко въпроса:

• колко данни ще бъдат изпратени наведнъж? Например, серийните портове изпращат данни 1 бит наведнъж, докато паралелните портове изпращат няколко бита наведнъж;
• как ще се обменят помежду си? Всички страни в електронна дискусия трябва да знаят какво означават битовете и съобщението, което получават, е изпратеното съобщение. Това означава разработване и събиране на команди и отговори, известни като протокол за взаимодействие.

Bluetooth свързаността по същество е мрежов стандарт, който работи на две нива:

• осигурява предаване на физическо ниво чрез радиочестота;
• осигурява споразумение на ниво протокол.

Bluetooth връзката е безжична, евтина и автоматична. Има и други начини за заобикаляне на кабели, като инфрачервена комуникация. Инфрачервеният (IR) се отнася до светлинни вълни с по-ниска честота, отколкото човешкото око може да приеме и интерпретира. IR се използва в повечето системи за дистанционно управление на телевизори. Инфрачервените комуникации са доста надеждни и не са скъпи, но има два недостатъка. Първо, IR е технология за „линия на видимост“. Вторият недостатък са ограниченията на скоростта. Като предимство, смущенията между устройствата са рядкост.

Прехвърляне през bluetooth

Прехвърляне през bluetoothняма проблемите, които имат IR системите: само линия на видимост и ограничение на скоростта.

Колкото по-стар е стандартът, толкова по-висока е максималната скорост, която може да се предава. Стандартът 1.0 има максимална скорост на трансфер на данни от 1 мегабита в секунда (Mbps), докато 2.0 може да обработва до 3 Mbps. (2.0 и по-стари са обратно съвместими с устройства от 1.0), Bluetooth 3.0 до 24 Mbps, Bluetooth 4.0. скорост – до 30 Mbit/s, Bluetooth 5.0. скорост – до 60 Mbit/s

Тези безжични комуникационни мрежи предават данни чрез радиовълни с ниска мощност на честота от 2,45 гигахерца (всъщност между 2,402 GHz и 2,480 GHz).

Тази честотна лента е разпределена въз основа на международно споразумение за използване на промишлени, научни и медицински (ISM) устройства. Един от методите да не пречите на други системи е да излъчвате слаби сигнали и да не задръствате - около 1 mW.

За сравнение, най-мощните мобилни телефони могат да предават сигнал до 3 W.

Ниската мощност ограничава обхвата на устройствата с тази система до 10 метра, така че шансовете за смущения между компютърната система и телефона или телевизора са ниски. Дори при ниска мощност, използването на Bluetooth не изисква пряка видимост между взаимодействащи устройства. Стените в дома не пречат на сигнала, което прави стандарта полезен за управление на множество устройства в различни стаи. С тази система можете да свържете до осем устройства едновременно.

Стандартът използва технология, наречена скачане на честота с разширен спектър, което го прави имунизиран срещу смущения.

При тази технология предавателите променят честотата 1600 пъти в секунда, което означава, че голям брой устройства могат да използват пълноценно ограничената честотна лента на радиоспектъра.

Тъй като всяка Bluetooth връзка автоматично използва разширен спектър, малко вероятно е два предавателя да бъдат на една и съща честота по едно и също време. Същият алгоритъм минимизира риска от намеса на телефони или слушалки в устройствата, тъй като всяка намеса при определена честота ще продължи само малка част от секундата. Когато съвместимите с Bluetooth устройства са свързани помежду си, потребителят не трябва да натиска бутон или да дава команда - електронното сдвояване се извършва автоматично. След като се осъществи свързването на устройства, част от компютърната система образува мрежа. П предаване чрез bluetooth създава лична мрежа (PAN) или обществена мрежа, която може да изпълни стая или да покрие кратко разстояние, като мобилен телефон на колана ви и слушалка на главата ви.

На основни устройства като телефони, високоговорители, слушалки, лаптопи покрива разстояние от около 10 метра.

Разлика между wifi и bluetooth

Wi-Fi и Bluetooth имат много разлики освен принципа на взаимодействие един с друг:

• различен честотен диапазон и протоколи за сдвояване
• Обхватът на Bluetooth комуникация е по-къс
• скоростта на предаване на информация, поради принципа на работа, е по-ниска за Bluetooth
• различен брой едновременно работещи устройства
• по-ниска консумация на енергия и цена, по-добра шумоустойчивост на Bluetooth устройствата.

Как да прехвърляте безопасно през bluetooth

Как да предавам чрез bluetoothКато се вземат предвид различните режими на защита, производителите на устройства определят кой режим да се активира за поддръжка на притурката. В почти всички случаи е възможно да се инсталират „доверени устройства“, които могат да комуникират без искане на разрешение. Мерките за сигурност включват процедури за оторизация и идентификация, които ограничават използването на услугите до регистрирания потребител и изискват потребителите да вземат решение за отваряне на файл или прехвърляне на данни. Предаването чрез Bluetooth в тези режими елиминира или прави неоторизиран достъп малко вероятен. Потребителят може също така просто да превключи на "стелт" режим и напълно да избегне свързването с други устройства Компютърната сигурност и използването на Bluetooth и Wi-Fi са неизбежен резултат от технологичните иновации и производителите на устройства непрекъснато пускат нов фърмуер за справяне с нови проблеми. те възникват.