Синята светлина свети, вие сте свързани с магията на bluetooth! Но как работи?
Bluetooth е a безжична технологичен стандарт, който позволява на устройствата да комуникират в малък обхват (UHF радиовълни в ISM обхвата от 2.4 до 2.485 GHz) изграждане на персонална мрежа (PAN). Той се използва широко за мобилни устройства като слушалки и високоговорители, като дава възможност за комуникация и реализиране на широк спектър от приложения.
Нека да разгледаме историята и технологията зад този удивителен безжичен стандарт.
Разбиране на технологията Bluetooth
Какво е Bluetooth?
Bluetooth е стандарт за безжична технология, който позволява на устройствата да комуникират помежду си на къси разстояния, изграждайки персонална мрежа (PAN). Той се използва широко за обмен на данни между фиксирани и мобилни устройства, като им дава възможност да комуникират и да реализират широк набор от приложения. Bluetooth технологията използва радиовълни в честота лента от 2.4 GHz, което е ограничен честотен диапазон, запазен за индустриални, научни и медицински (ISM) приложения.
Как работи Bluetooth?
Bluetooth технологията включва безжично изпращане и получаване на данни между устройства, използващи радиовълни. Технологията използва постоянен поток от данни, който се предава невидимо по въздуха. Типичният обхват за Bluetooth устройства е около 30 фута, но може да варира в зависимост от устройството и околната среда.
Когато две устройства с активиран Bluetooth са в обхват едно на друго, те се разпознават и избират автоматично, процес, наречен сдвояване. Веднъж сдвоени, устройствата могат да комуникират едно с друго напълно безжично.
Какви са предимствата на Bluetooth?
Bluetooth технологията предлага няколко предимства, включително:
- Простота: Bluetooth технологията е лесна за използване и позволява на устройствата да комуникират помежду си, без да включват жици или кабели.
- Преносимост: Bluetooth технологията е предназначена за безжична комуникация между преносими устройства, което я прави идеална за използване при пътуване.
- Безопасност: Bluetooth технологията позволява на шофьорите да говорят по мобилните си телефони със свободни ръце, което прави шофирането по-безопасно.
- Удобство: Bluetooth технологията позволява на потребителите да изтеглят снимки от цифровите си фотоапарати или да свързват мишка към таблета си без жици или кабели.
- Едновременни връзки: Bluetooth технологията позволява на множество устройства да се свързват едно с друго едновременно, което прави възможно слушането на музика на слушалки, докато използвате клавиатура и мишка.
етимология
Английска версия на скандинавски староскандинавски епитет
Думата „Bluetooth“ е английска версия на скандинавския староскандинавски епитет „Blátǫnn“, който означава „със сини зъби“. Името е избрано от Джим Кардач, бивш инженер на Intel, работил по разработването на технологията Bluetooth. Kardach избра името, за да намекне, че технологията Bluetooth по подобен начин обединява различни устройства, точно както крал Харалд обедини датските племена в едно кралство през 10 век.
От безумна домашна идея до обикновена употреба
Името „Bluetooth“ не е резултат от естествена еволюция, а по-скоро поредица от събития, довели до изграждането на марка. Според Кардач в интервю той гледал документален филм на History Channel за Харалд Блутут, когато му хрумнала идеята да кръсти технологията на него. Името беше пуснато във време, когато URL адресите бяха кратки, а съоснователят Робърт призна, че „Bluetooth“ е просто нещо хубаво.
От Googol до Bluetooth: Липсата на перфектно име
Основателите на Bluetooth първоначално предложиха името „PAN“ (Personal Area Networking), но му липсваше определен пръстен. Те също така разгледаха математическия термин „googol“, който е номер едно, последван от 100 нули, но беше счетен за твърде обширен и невъобразим. Настоящият главен изпълнителен директор на Bluetooth SIG, Марк Пауъл, реши, че „Bluetooth“ е идеалното име, защото отразява огромните възможности за индексиране и лични мрежови възможности на технологията.
Случайната правописна грешка, която остана
Името „Bluetooth“ беше почти изписано „Bluetoo“ поради липса на налични URL адреси, но изписването беше променено на „Bluetooth“, за да се осигури по-често срещано изписване. Правописът също беше намигване към името на датския крал Харалд Блотанд, чието фамилно име означава „син зъб“. Правописната грешка беше резултат от лингвистична магия, която унищожи оригиналното име и доведе до ново име, което беше закачливо и лесно за запомняне. В резултат на това случайната правописна грешка стана официалното име на технологията.
Историята на Bluetooth
Търсенето на безжична връзка
Историята на Bluetooth датира от хилядолетия, но търсенето на безжична връзка започва в края на 1990-те години. През 1994 г. Ericsson, шведска телекомуникационна компания, инициира проект, чиято задача е да определи безжичен модул за персонална базова станция (PBA). Според Йохан Улман, главен технически директор на Ericsson Mobile в Швеция по това време, проектът е наречен „Bluetooth“ на името на Харалд Гормсон, мъртъв крал на Дания и Норвегия, който е известен със способността си да обединява хората.
Раждането на Bluetooth
През 1996 г. холандец на име Яап Хаартсен, който по това време работеше за Ericsson, беше назначен да ръководи екип от инженери, за да проучи осъществимостта на безжична връзка. Екипът заключи, че е възможно да се постигне достатъчно висока скорост на предаване на данни с адекватна консумация на енергия за мобилен телефон. Логичната стъпка беше да се постигне същото за преносими компютри и телефони на съответните им пазари.
През 1998 г. индустрията се отвори, за да позволи максимално сътрудничество и интеграция на изобретения, и Ericsson, IBM, Intel, Nokia и Toshiba станаха подписани в Bluetooth Special Interest Group (SIG), с общо 5 разкрити патента.
Bluetooth днес
Днес Bluetooth технологията тласна безжичната индустрия напред, със силата да свързва устройства безпроблемно и безжично. Максималната консумация на енергия е ниска, което го прави жизнеспособен за използване в широка гама от устройства. Включването на Bluetooth технологията в преносими компютри и телефони отвори нови пазари и индустрията продължава да позволява максимално сътрудничество и интегриране на изобретения.
Към 2021 г. има над 30,000 XNUMX патента, свързани с Bluetooth технологията, и Bluetooth SIG продължава да преразглежда и актуализира технологията, за да отговори на нуждите на пазара на потребителска електроника.
Bluetooth връзки: Сигурни или не?
Bluetooth сигурност: доброто и лошото
Bluetooth технологията революционизира начина, по който свързваме нашите устройства. Позволява ни да обменяме данни безжично, без да са необходими кабели или директни връзки. Това изобретение направи ежедневните ни дейности изключително удобни, но идва и с ужасяващ аспект – опасността лоши актьори да прихванат нашите Bluetooth сигнали.
Какво можете да правите с Bluetooth?
Безжично свързване на устройства
Bluetooth технологията ви позволява да свързвате различни устройства безжично, елиминирайки необходимостта от кабели и кабели. Това означава, че можете да изпитате по-безпроблемен и удобен начин за свързване на устройства. Някои устройства, които могат да бъдат свързани чрез Bluetooth, включват:
- Смартфони
- Компютри
- Принтери
- Мишки
- Клавиатури
- Слушалки
- Лектори
- Камери
Прехвърляне на данни
Bluetooth технологията също ви позволява да прехвърляте данни безжично между устройства. Това означава, че можете бързо и лесно да споделяте документи, снимки и други файлове без нужда от кабели или интернет връзка. Някои начини, по които можете да използвате Bluetooth за пренос на данни, включват:
- Сдвояване на вашия телефон с вашия компютър за прехвърляне на файлове
- Свързване на вашия фотоапарат с вашия телефон за незабавно споделяне на снимки
- Свързване на вашия смарт часовник с вашия телефон, за да получавате известия и да контролирате вашето устройство
Подобряване на начина ви на живот
Bluetooth технологията улесни подобряването на начина ви на живот по много начини. Например:
- Приложенията за здраве и фитнес могат да използват Bluetooth, за да проследяват данните ви за упражнения и здраве, като ви предлагат по-добро разбиране на цялостното ви здраве и благополучие.
- Интелигентните домашни устройства могат да се управляват чрез Bluetooth, което ви позволява да контролирате осветлението, термостата и други устройства от телефона си.
- Слуховите апарати с Bluetooth могат да предават поточно аудио директно от вашия телефон, подобрявайки качеството на вашето слушане.
Поддържане на контрол
Bluetooth технологията също ви позволява да поддържате контрол над вашите устройства по редица начини. Например:
- Можете да използвате Bluetooth за дистанционно управление на затвора на вашия фотоапарат, което ви позволява да правите снимки от разстояние.
- Можете да използвате Bluetooth, за да управлявате вашия телевизор, което ви позволява да регулирате силата на звука и да сменяте каналите, без да се налага да ставате от дивана.
- Можете да използвате Bluetooth, за да управлявате стерео уредбата си в колата, което ви позволява да предавате поточно музика от телефона си, без да се налага да докосвате устройството си.
Като цяло Bluetooth технологията е многофункционален и полезен инструмент, който може да се използва по различни начини за подобряване на живота ни. Независимо дали искате да свържете устройства, да прехвърлите данни или да поддържате контрол над вашите устройства, Bluetooth предлага добро решение.
изпълнение
Честота и спектър
Bluetooth работи в нелицензираната честотна лента от 2.4 GHz, която се споделя и от други безжични технологии, включително Zigbee и Wi-Fi. Тази честотна лента е разделена на 79 определени канала, всеки с честотна лента от 1 MHz. Bluetooth използва техника за прескачане на честотата с разширен спектър, която разделя наличните честоти на канали от 1 MHz и извършва адаптивно прескачане на честотата (AFH), за да избегне смущения от други устройства, работещи в същата честотна лента. Bluetooth също използва манипулация с честотно изместване на Гаус (GFSK) като своя модулационна схема, която е комбинация от квадратурна манипулация с изместване на фазата (QPSK) и манипулация с честотно изместване (FSK) и се смята, че осигурява мигновени промени на честотата.
Сдвояване и връзка
За да установите Bluetooth връзка между две устройства, те първо трябва да бъдат сдвоени. Сдвояването включва обмен на уникален идентификатор, наречен ключ за връзка между устройствата. Този ключ за връзка се използва за криптиране на данни, предавани между устройствата. Сдвояването може да бъде инициирано от всяко устройство, но едното устройство трябва да действа като инициатор, а другото като отговарящ. Веднъж сдвоени, устройствата могат да установят връзка и да образуват пиконет, който може да включва до седем активни устройства наведнъж. Инициаторът може впоследствие да инициира връзки с други устройства, образувайки scatternet.
Пренос на данни и режими
Bluetooth може да прехвърля данни в три режима: глас, данни и излъчване. Гласовият режим се използва за предаване на аудио между устройства, като например при използване на Bluetooth слушалки за извършване на телефонно обаждане. Режимът за данни се използва за прехвърляне на файлове или други данни между устройства. Режимът на излъчване се използва за изпращане на данни до всички устройства в обхвата. Bluetooth превключва бързо между тези режими в зависимост от типа на прехвърляните данни. Bluetooth също така осигурява корекция на грешки (FEC) за подобряване на надеждността на данните.
Поведение и неопределеност
Предполага се, че Bluetooth устройствата слушат и получават данни само когато е необходимо, за да облекчат тежестта върху мрежата. Поведението на Bluetooth устройствата обаче може да бъде малко неясно и може да варира в зависимост от устройството и неговата реализация. Четенето на урок за внедряване на Bluetooth може да помогне за изясняване на някои от неяснотите. Bluetooth е ad hoc технология, което означава, че не изисква централизиран обект, за да работи. Bluetooth устройствата могат да се свързват директно едно с друго без нужда от превключвател или рутер.
Спецификации и характеристики на Bluetooth
Оперативна съвместимост и съвместимост
- Bluetooth се придържа към набор от технически спецификации, разработени от Bluetooth Special Interest Group (SIG), за да се осигури оперативна съвместимост между различни устройства.
- Bluetooth е обратно съвместим, което означава, че по-новите версии на Bluetooth могат да работят с по-стари версии на Bluetooth.
- Bluetooth претърпя няколко актуализации и подобрения с течение на времето, като текущата версия е Bluetooth 5.2.
- Bluetooth предоставя общ профил, който позволява на устройствата да споделят данни и функционалност, включително възможността да чуват аудио, да наблюдават здравето и да изпълняват приложения.
Мрежова мрежа и двоен режим
- Bluetooth има отделен мрежов профил, който позволява на устройствата да съществуват съвместно и да осигуряват надеждна връзка в по-голяма област.
- Bluetooth Dual Mode предоставя начин за устройствата да работят както с класически Bluetooth, така и с Bluetooth с ниска енергия (BLE) едновременно, осигурявайки по-добра свързаност и надеждност.
- BLE е усъвършенствана версия на Bluetooth, която предоставя основна функционалност за пренос на данни и е по-лесна за свързване от потребителите.
Сигурност и реклама
- Bluetooth има ръководство, разработено от Националния институт за стандарти и технологии (NIST), за да гарантира сигурността на Bluetooth връзките.
- Bluetooth използва техника, наречена рекламиране, за да позволи на устройствата да откриват и да се свързват едно с друго.
- Bluetooth отхвърли някои по-стари функции, които биха могли да окажат влияние върху оттеглянето на поддръжката за тези функции в бъдеще.
Като цяло Bluetooth е широко използвана безжична технология, която е претърпяла много актуализации и подобрения с течение на времето, за да осигури по-добра функционалност и надеждност. Със своята гама от функции и спецификации Bluetooth продължава да бъде популярен избор за много практикуващи и потребители.
Технически подробности за технологията Bluetooth
Bluetooth архитектура
Архитектурата на Bluetooth се състои от ядро, дефинирано от Bluetooth SIG (Special Interest Group) и заместител на телефонията, приет от ITU (Международен съюз по телекомуникации). Основната архитектура се състои от стек, който управлява универсално поддържаните услуги, докато заместителят на телефонията управлява установяването, преговорите и състоянието на командата.
Bluetooth хардуер
Bluetooth хардуерът е произведен с помощта на RF CMOS (комплементарни металооксидни полупроводникови) интегрални схеми. Основните интерфейси на Bluetooth хардуера са RF интерфейсът и интерфейсът на основната лента.
Bluetooth услуги
Bluetooth услугите са включени в Bluetooth стека и са основно набор от PDU (протоколни единици данни), изпращани между устройствата. Поддържат се следните услуги:
- Откриване на услугата
- Установяване на връзка
- Договаряне на връзката
- Трансфер на данни
- Състояние на командата
Съвместимост с Bluetooth
Bluetooth технологията се използва широко за лични мрежи, позволявайки на устройствата да комуникират безжично на ограничени разстояния. Bluetooth устройствата се придържат към набор от спецификации и функции, за да осигурят съвместимост, включително използването на уникален MAC (Media Access Control) адрес и възможност за стартиране на Bluetooth стека. Bluetooth също така поддържа асинхронен трансфер на данни и се справя с коригирането на грешки с помощта на ARQ и FEC.
Свързване с Bluetooth
Сдвояване на устройства
Свързването на устройства с Bluetooth е уникален и лесен начин за безжично свързване на вашите устройства. Сдвояването на устройства включва регистриране и свързване на две устройства с Bluetooth, като смартфон и лаптоп, за обмен на данни без кабели. Ето как да сдвоите устройства:
- Включете Bluetooth и на двете устройства.
- На едно устройство изберете другото устройство от списъка с налични устройства, който се появява.
- Докоснете бутона „Сдвояване“ или „Свързване“.
- Между устройствата се обменя малко код, за да се гарантира, че те са правилните.
- Кодът помага да се гарантира, че устройствата са правилните, а не нечие друго устройство.
- Процесът на сдвояване на устройства може да варира в зависимост от устройството, което използвате. Например сдвояването на iPad с Bluetooth високоговорител може да включва различен процес от сдвояването на смартфон с лаптоп.
Съображения за сигурност
Bluetooth технологията е сравнително сигурна и предотвратява случайно подслушване. Преминаването към радиочестоти предотвратява лесния достъп до предаваните данни. Технологията Bluetooth обаче предлага някои рискове за сигурността и е важно да имате предвид безопасността, когато я използвате. Ето някои съображения за сигурност:
- Ограничете Bluetooth дейностите до определени видове устройства и ограничава видовете разрешени дейности.
- Участвайте в дейности, които са разрешени и избягвайте тези, които не са.
- Внимавайте за хакери, които може да се опитат да получат неоторизиран достъп до вашето устройство.
- Деактивирайте Bluetooth, когато не се използва.
- Винаги използвайте най-новата версия на Bluetooth, която предлага подобрена честотна лента и функции за сигурност.
- Имайте предвид рисковете от тетъринг, който ви позволява да споделяте интернет връзката на вашето устройство с други устройства.
- Сдвояването на устройства в обществена зона може да представлява риск, ако непознато устройство се появи в списъка с налични устройства.
- Bluetooth технологията може да се използва за захранване на интелигентни устройства като Amazon Echo или Google Home, които са преносими и проектирани да се използват в движение, като например на плажа.
Разлики
Bluetooth срещу Rf
Добре, хора, съберете се и нека поговорим за разликата между Bluetooth и RF. Сега знам какво си мислите: „Какви, по дяволите, са тези?“ Е, нека ви кажа, и двата начина са за безжично свързване на вашите електронни устройства, но имат някои доста големи разлики.
Първо, нека поговорим за честотната лента. RF или радиочестотата има по-широка честотна лента от Bluetooth. Мислете за това като за магистрала, RF е като 10-лентова магистрала, докато Bluetooth е като еднолентов път. Това означава, че RF може да обработва повече данни наведнъж, което е чудесно за неща като поточно видео или музика.
Но тук е уловката, RF изисква повече мощност за работа от Bluetooth. Това е като разликата между Hummer и Prius. RF е газираният Hummer, докато Bluetooth е екологичният Prius. Bluetooth изисква по-малко енергия за работа, което означава, че може да се интегрира в по-малки устройства като слушалки или смарт часовници.
Сега нека поговорим за това как се свързват. RF използва електромагнитни полета за предаване на данни, докато Bluetooth използва радиовълни. Това е като разликата между магическо заклинание и радиопредаване. RF изисква специален предавател, за да работи, докато Bluetooth може да се свърже директно с вашето устройство.
Но все още не отчитайте RF, той има трик в ръкава си. RF може да използва инфрачервена (IR) технология за свързване на устройства, което означава, че не се нуждае от специален предавател. Това е като тайно ръкостискане между устройства.
И накрая, нека поговорим за размера. Bluetooth има по-малък размер на чипа от RF, което означава, че може да се интегрира в по-малки устройства. Това е като разликата между гигантски SUV и компактен автомобил. Bluetooth може да се използва в малки слушалки, докато RF е по-подходящ за по-големи устройства като високоговорители.
Ето я, хора, разликата между Bluetooth и RF. Само не забравяйте, че RF е като Hummer, докато Bluetooth е като Prius. Избирайте разумно.
Заключение
И така, Bluetooth е стандарт за безжична технология, който позволява на устройствата да комуникират помежду си в малък обхват.
Той е чудесен за лична мрежа и можете да го използвате, за да улесните живота си. Така че не се страхувайте да проучите всички възможности, които предлага.
Аз съм Joost Nusselder, основател на Neaera и търговец на съдържание, татко и обичам да изпробвам ново оборудване с китара в сърцето на моята страст и заедно с моя екип създавам задълбочени статии в блога от 2020 г. да помогне на лоялните читатели със съвети за запис и китара.
