Modré světlo svítí, jste spojeni s kouzlem bluetooth! Ale jak to funguje?
Bluetooth je a bezdrátový technologický standard, který umožňuje zařízením komunikovat na krátkou vzdálenost (rádiové vlny UHF v pásmu ISM od 2.4 do 2.485 GHz) budování osobní sítě (PAN). Je široce používán pro mobilní zařízení, jako jsou náhlavní soupravy a reproduktory, což umožňuje komunikovat a realizovat širokou škálu aplikací.
Podívejme se na historii a technologii, která stojí za tímto úžasným bezdrátovým standardem.
Pochopení technologie Bluetooth
Co je Bluetooth?
Bluetooth je standard bezdrátové technologie, který umožňuje zařízením komunikovat mezi sebou na krátkou vzdálenost a vytvářet tak osobní síť (PAN). Je široce používán pro výměnu dat mezi pevnými a mobilními zařízeními, což jim umožňuje komunikovat a realizovat širokou škálu aplikací. Technologie Bluetooth využívá rádiové vlny frekvence pásmo 2.4 GHz, což je omezený frekvenční rozsah vyhrazený pro průmyslové, vědecké a lékařské (ISM) aplikace.
Jak Bluetooth funguje?
Technologie Bluetooth zahrnuje bezdrátové odesílání a přijímání dat mezi zařízeními pomocí rádiových vln. Technologie využívá stálý tok dat, která jsou přenášena neviditelně vzduchem. Typický dosah zařízení Bluetooth je přibližně 30 stop, ale může se lišit v závislosti na zařízení a prostředí.
Když se dvě zařízení s podporou Bluetooth dostanou do vzájemného dosahu, automaticky se rozpoznají a vyberou se, což je proces zvaný párování. Po spárování mohou zařízení mezi sebou komunikovat zcela bezdrátově.
Jaké jsou výhody Bluetooth?
Technologie Bluetooth nabízí několik výhod, včetně:
- Jednoduchost: Technologie Bluetooth se snadno používá a umožňuje zařízením komunikovat mezi sebou bez použití drátů nebo kabelů.
- Přenosnost: Technologie Bluetooth je navržena pro bezdrátovou komunikaci mezi přenosnými zařízeními, takže je ideální pro použití na cestách.
- Bezpečnost: Technologie Bluetooth umožňuje řidičům hovořit pomocí mobilních telefonů bez použití rukou, čímž je řízení bezpečnější.
- Pohodlí: Technologie Bluetooth umožňuje uživatelům stahovat fotografie z jejich digitálních fotoaparátů nebo připojit myš k tabletu bez jakýchkoli drátů nebo kabelů.
- Simultánní připojení: Technologie Bluetooth umožňuje připojení více zařízení k sobě současně, což umožňuje poslouchat hudbu na náhlavní soupravě a zároveň používat klávesnici a myš.
etymologie
Anglicizovaná verze skandinávského staroseverského epitetu
Slovo „Bluetooth“ je poangličtěnou verzí skandinávského staroseverského epiteta „Blátǫnn“, což znamená „modrozubý“. Jméno vybral Jim Kardach, bývalý inženýr Intelu, který pracoval na vývoji technologie Bluetooth. Kardach zvolil název, aby naznačoval, že technologie Bluetooth podobně spojuje různá zařízení, stejně jako král Harald v 10. století sjednotil dánské kmeny do jediného království.
Od šíleného domácího nápadu k běžnému použití
Název „Bluetooth“ nebyl výsledkem přirozeného vývoje, ale spíše série náhod, které vedly k vybudování značky. Podle Kardacha v rozhovoru sledoval dokument History Channel o Haraldu Bluetooth, když přišel s nápadem pojmenovat technologii po něm. Název byl uveden na trh v době, kdy byly adresy URL krátké, a spoluzakladatel Robert připustil, že „Bluetooth“ bylo prostě docela pěkné.
Od Googolu k Bluetooth: Nedostatek dokonalého jména
Zakladatelé Bluetooth zpočátku navrhovali název „PAN“ (Personal Area Networking), ale postrádal určitý kruh. Uvažovali také o matematickém výrazu „googol“, což je číslo jedna, za nímž následuje 100 nul, ale byl považován za příliš rozsáhlý a nepředstavitelný. Současný generální ředitel společnosti Bluetooth SIG, Mark Powell, se rozhodl, že „Bluetooth“ je perfektní název, protože odrážel obrovské možnosti indexování a osobních sítí této technologie.
Náhodný překlep, který se zasekl
Název „Bluetooth“ byl téměř napsán jako „Bluetoo“ kvůli nedostatku dostupných adres URL, ale pravopis byl změněn na „Bluetooth“, aby byl zajištěn běžnější pravopis. Pravopis byl také kývnutím na jméno dánského krále, Harald Blåtand, jehož příjmení znamená „modrý zub“. Překlep byl výsledkem lingvistického čarodějnictví, které zmasakrovalo původní název a vyústilo v nové jméno, které bylo chytlavé a snadno zapamatovatelné. V důsledku toho se náhodný překlep stal oficiálním názvem technologie.
Historie Bluetooth
Hledání bezdrátového připojení
Historie Bluetooth sahá tisíciletí, ale hledání bezdrátového připojení začalo koncem 1990. let. V roce 1994 zahájila Ericsson, švédská telekomunikační společnost, projekt, jehož úkolem bylo specifikovat bezdrátový modul pro osobní základnovou stanici (PBA). Podle Johana Ullmana, tehdejšího CTO Ericsson Mobile ve Švédsku, se projekt jmenoval „Bluetooth“ podle Haralda Gormssona, mrtvého krále Dánska a Norska, který byl známý svou schopností sjednocovat lidi.
Zrození Bluetooth
V roce 1996 byl Holanďan jménem Jaap Haartsen, který v té době pracoval pro Ericsson, pověřen vedením týmu inženýrů, kteří zkoumali proveditelnost bezdrátového připojení. Tým dospěl k závěru, že je možné dosáhnout dostatečně vysoké rychlosti přenosu dat s odpovídající spotřebou energie pro mobilní telefon. Logickým krokem bylo dosáhnout toho samého pro notebooky a telefony na příslušných trzích.
V roce 1998 se toto odvětví otevřelo a umožnilo maximální spolupráci a integraci vynálezů a Ericsson, IBM, Intel, Nokia a Toshiba se staly signatáři Bluetooth Special Interest Group (SIG) s celkem 5 odhalenými patenty.
Bluetooth dnes
Technologie Bluetooth dnes posouvá bezdrátový průmysl kupředu a umožňuje bezproblémové a bezdrátové připojení zařízení. Maximální spotřeba energie je nízká, takže je životaschopný pro použití v široké řadě zařízení. Začlenění technologie Bluetooth do notebooků a telefonů otevřelo nové trhy a průmysl nadále umožňuje maximální spolupráci a integraci vynálezů.
Od roku 2021 existuje více než 30,000 XNUMX patentů souvisejících s technologií Bluetooth a Bluetooth SIG pokračuje v revizi a aktualizaci technologie, aby vyhovovala potřebám trhu se spotřební elektronikou.
Připojení Bluetooth: Bezpečné nebo ne?
Zabezpečení Bluetooth: Dobré a špatné
Technologie Bluetooth způsobila revoluci ve způsobu připojení našich zařízení. Umožňuje nám bezdrátově vyměňovat data bez nutnosti kabelů nebo přímého připojení. Tento vynález učinil naše každodenní činnosti extrémně pohodlnými, ale přichází také s děsivým aspektem – nebezpečím, že špatní herci zachytí naše signály Bluetooth.
Co můžete dělat s Bluetooth?
Bezdrátové připojení zařízení
Technologie Bluetooth umožňuje bezdrátově propojovat různá zařízení, čímž eliminuje potřebu kabelů a kabelů. To znamená, že můžete zažít bezproblémovější a pohodlnější způsob připojení zařízení. Některá zařízení, která lze připojit přes Bluetooth, zahrnují:
- Chytré telefony
- Počítače
- Tiskárny
- Myši
- Klávesnice
- Sluchátka
- Mluvčí
- kamery
Přenos dat
Technologie Bluetooth také umožňuje bezdrátový přenos dat mezi zařízeními. To znamená, že můžete rychle a snadno sdílet dokumenty, fotografie a další soubory, aniž byste potřebovali kabely nebo připojení k internetu. Některé způsoby, jak můžete použít Bluetooth pro přenos dat, zahrnují:
- Spárování telefonu s počítačem za účelem přenosu souborů
- Propojením fotoaparátu s telefonem můžete okamžitě sdílet fotografie
- Připojte chytré hodinky k telefonu, abyste mohli přijímat oznámení a ovládat své zařízení
Zlepšení vašeho životního stylu
Technologie Bluetooth usnadnila zlepšení vašeho životního stylu mnoha způsoby. Například:
- Aplikace pro zdraví a kondici mohou využívat Bluetooth ke sledování vašich údajů o cvičení a zdraví, což vám nabízí lepší porozumění vašemu celkovému zdraví a pohodě.
- Zařízení chytré domácnosti lze ovládat přes Bluetooth, což vám umožní ovládat světla, termostat a další zařízení z telefonu.
- Sluchadla s podporou Bluetooth mohou streamovat zvuk přímo z vašeho telefonu a zlepšit tak kvalitu vašeho poslechu.
Udržování kontroly
Technologie Bluetooth vám také umožňuje udržovat kontrolu nad vašimi zařízeními mnoha způsoby. Například:
- Pomocí Bluetooth můžete na dálku ovládat spoušť fotoaparátu, což vám umožní pořizovat fotografie na dálku.
- K ovládání televizoru můžete použít Bluetooth, což vám umožní upravit hlasitost a přepínat kanály, aniž byste museli vstát z pohovky.
- K ovládání autorádia můžete použít Bluetooth, což vám umožní streamovat hudbu z telefonu, aniž byste se museli zařízení dotýkat.
Celkově je technologie Bluetooth všestranným a užitečným nástrojem, který lze použít různými způsoby ke zlepšení našeho života. Ať už chcete připojit zařízení, přenášet data nebo mít nad svými zařízeními kontrolu, Bluetooth nabízí dobré řešení.
Implementace
Frekvence a spektrum
Bluetooth pracuje v nelicencovaném frekvenčním pásmu 2.4 GHz, které je sdíleno i dalšími bezdrátovými technologiemi včetně Zigbee a Wi-Fi. Toto frekvenční pásmo je rozděleno do 79 určených kanálů, každý o šířce pásma 1 MHz. Bluetooth využívá techniku frekvenčního přeskakování v rozprostřeném spektru, která rozděluje dostupné frekvence do 1 MHz kanálů a provádí adaptivní frekvenční přeskakování (AFH), aby se zabránilo rušení z jiných zařízení pracujících ve stejném frekvenčním pásmu. Bluetooth také používá jako modulační schéma Gaussovské klíčování s posunem frekvence (GFSK), které je kombinací kvadraturního klíčování s fázovým posunem (QPSK) a klíčování s posunem frekvence (FSK) a údajně poskytuje okamžité posuny frekvence.
Párování a připojení
Chcete-li navázat spojení Bluetooth mezi dvěma zařízeními, musí být nejprve spárována. Párování zahrnuje výměnu jedinečného identifikátoru nazývaného klíč propojení mezi zařízeními. Tento klíč propojení se používá k šifrování dat přenášených mezi zařízeními. Párování může být zahájeno kterýmkoli zařízením, ale jedno zařízení musí fungovat jako iniciátor a druhé jako respondér. Po spárování mohou zařízení navázat spojení a vytvořit pikonet, která může zahrnovat až sedm aktivních zařízení najednou. Iniciátor může následně iniciovat spojení s jinými zařízeními a vytvořit tak rozptylovou síť.
Přenos dat a režimy
Bluetooth může přenášet data ve třech režimech: hlas, data a vysílání. Hlasový režim se používá pro přenos zvuku mezi zařízeními, například při použití náhlavní soupravy Bluetooth k uskutečnění telefonního hovoru. Datový režim se používá pro přenos souborů nebo jiných dat mezi zařízeními. Režim vysílání se používá pro odesílání dat do všech zařízení v dosahu. Bluetooth rychle přepíná mezi těmito režimy v závislosti na typu přenášených dat. Bluetooth také poskytuje dopřednou korekci chyb (FEC) pro zlepšení spolehlivosti dat.
Chování a vágnost
Zařízení Bluetooth mají naslouchat a přijímat data pouze tehdy, když je to nutné, aby se snížila zátěž sítě. Chování zařízení Bluetooth však může být poněkud vágní a může se lišit v závislosti na zařízení a jeho implementaci. Čtení tutoriálu o implementaci Bluetooth může pomoci objasnit některé nejasnosti. Bluetooth je technologie ad hoc, což znamená, že ke svému provozu nevyžaduje centralizovanou jednotku. Zařízení Bluetooth se mohou navzájem spojit přímo bez potřeby přepínače nebo routeru.
Specifikace a vlastnosti Bluetooth
Interoperabilita a kompatibilita
- Bluetooth dodržuje soubor technických specifikací vyvinutých Bluetooth Special Interest Group (SIG), aby byla zajištěna interoperabilita mezi různými zařízeními.
- Bluetooth je zpětně kompatibilní, což znamená, že novější verze Bluetooth mohou pracovat se staršími verzemi Bluetooth.
- Bluetooth prošlo postupem času několika aktualizacemi a vylepšeními, přičemž aktuální verze je Bluetooth 5.2.
- Bluetooth poskytuje společný profil, který umožňuje zařízením sdílet data a funkce, včetně schopnosti poslouchat zvuk, monitorovat stav a spouštět aplikace.
Mesh Networking a duální režim
- Bluetooth má samostatný síťový profil, který umožňuje zařízením koexistovat a poskytovat spolehlivé připojení na větší ploše.
- Duální režim Bluetooth poskytuje zařízením způsob, jak současně provozovat klasické Bluetooth i Bluetooth Low Energy (BLE), což poskytuje lepší konektivitu a spolehlivost.
- BLE je vylepšená verze Bluetooth, která poskytuje základní funkce přenosu dat a je pro spotřebitele jednodušší se k ní připojit.
Bezpečnost a reklama
- Bluetooth má příručku vyvinutou Národním institutem pro standardy a technologie (NIST), aby byla zajištěna bezpečnost připojení Bluetooth.
- Bluetooth využívá techniku zvanou reklama, která umožňuje zařízením objevit se a vzájemně se připojit.
- Bluetooth ukončil podporu některých starších funkcí, které by mohly mít dopad na zrušení podpory těchto funkcí v budoucnu.
Celkově je Bluetooth široce používaná bezdrátová technologie, která v průběhu času prošla mnoha aktualizacemi a vylepšeními, aby poskytovala lepší funkčnost a spolehlivost. Se svou řadou funkcí a specifikací je Bluetooth i nadále oblíbenou volbou pro mnoho praktiků a spotřebitelů.
Technické detaily technologie Bluetooth
Architektura Bluetooth
Architektura Bluetooth se skládá z jádra definovaného Bluetooth SIG (Special Interest Group) a náhrady za telefonii přijatou ITU (International Telecommunication Union). Základní architektura se skládá ze zásobníku, který spravuje univerzálně podporované služby, zatímco náhrada telefonie spravuje vytvoření, vyjednávání a stav příkazu.
Hardware Bluetooth
Hardware Bluetooth je vyroben pomocí RF Integrované obvody CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Hlavními rozhraními hardwaru Bluetooth jsou rozhraní RF a rozhraní základního pásma.
Služby Bluetooth
Služby Bluetooth jsou součástí sady Bluetooth a jsou v podstatě sadou jednotek PDU (Protocol Data Units) zasílaných mezi zařízeními. Podporovány jsou následující služby:
- Zjištění služby
- Zřízení připojení
- Vyjednávání o připojení
- Přenos dat
- Stav příkazu
Kompatibilita Bluetooth
Technologie Bluetooth je široce používána pro osobní sítě a umožňuje zařízením bezdrátově komunikovat na omezenou vzdálenost. Zařízení Bluetooth dodržují sadu specifikací a funkcí, aby byla zajištěna kompatibilita, včetně použití jedinečné adresy MAC (Media Access Control) a možnosti spouštět zásobník Bluetooth. Bluetooth také podporuje asynchronní přenos dat a zvládá opravu chyb pomocí ARQ a FEC.
Připojení pomocí Bluetooth
Párování zařízení
Připojení zařízení pomocí Bluetooth je jedinečný a snadný způsob bezdrátového propojení zařízení. Párování zařízení zahrnuje registraci a propojení dvou zařízení s podporou Bluetooth, jako je smartphone a notebook, za účelem výměny dat bez jakýchkoli kabelů. Párování zařízení:
- Zapněte Bluetooth na obou zařízeních.
- Na jednom zařízení vyberte druhé zařízení ze seznamu dostupných zařízení, který se zobrazí.
- Klepněte na tlačítko „Párovat“ nebo „Připojit“.
- Mezi zařízeními se vymění kousek kódu, aby se zajistilo, že jsou správná.
- Kód pomáhá zajistit, aby zařízení byla správná a ne zařízení někoho jiného.
- Proces párování zařízení se může lišit v závislosti na zařízení, které používáte. Například spárování iPadu s reproduktorem Bluetooth může zahrnovat jiný proces než spárování smartphonu s notebookem.
Bezpečnostní aspekty
Technologie Bluetooth je přiměřeně bezpečná a zabraňuje náhodnému odposlechu. Přechod na rádiové frekvence brání snadnému přístupu k přenášeným datům. Technologie Bluetooth však nabízí určitá bezpečnostní rizika a při jejím používání je důležité pamatovat na bezpečnost. Zde jsou některé bezpečnostní aspekty:
- Omezte aktivity Bluetooth na konkrétní druhy zařízení a omezte druhy povolených aktivit.
- Zapojte se do činností, které jsou povoleny, a vyhněte se těm, které nejsou.
- Dávejte pozor na hackery, kteří se mohou pokusit získat neoprávněný přístup k vašemu zařízení.
- Vypněte Bluetooth, když se nepoužívá.
- Vždy používejte nejnovější verzi Bluetooth, která nabízí vylepšenou šířku pásma a funkce zabezpečení.
- Buďte si vědomi rizik tetheringu, který vám umožňuje sdílet internetové připojení vašeho zařízení s jinými zařízeními.
- Párování zařízení ve veřejném prostoru může představovat riziko, pokud se v seznamu dostupných zařízení objeví neznámé zařízení.
- Technologie Bluetooth může být použita k napájení chytrých zařízení, jako je Amazon Echo nebo Google Home, která jsou přenosná a navržená pro použití na cestách, například na pláži.
Rozdíly
Bluetooth vs Rf
Dobře lidi, shromážděte se a pojďme si promluvit o rozdílu mezi Bluetooth a RF. Teď už vím, co si myslíš: "Co to sakra je?" No, řeknu vám, jsou to oba způsoby, jak bezdrátově připojit vaše elektronická zařízení, ale mají docela velké rozdíly.
Nejprve si promluvme o šířce pásma. RF neboli rádiová frekvence má širší pásmo než Bluetooth. Představte si to jako dálnici, RF je jako 10proudá dálnice, zatímco Bluetooth je jako jednoproudá silnice. To znamená, že RF zvládne více dat najednou, což je skvělé pro věci, jako je streamování videa nebo hudby.
Ale tady je háček, RF vyžaduje k provozu více energie než Bluetooth. Je to jako rozdíl mezi Hummerem a Priusem. RF je plyn hltající Hummer, zatímco Bluetooth je ekologický Prius. Bluetooth vyžaduje k provozu méně energie, což znamená, že jej lze integrovat do menších zařízení, jako jsou sluchátka nebo chytré hodinky.
Nyní si povíme, jak se spojují. RF využívá k přenosu dat elektromagnetická pole, zatímco Bluetooth využívá rádiové vlny. Je to jako rozdíl mezi kouzelným kouzlem a rozhlasovým vysíláním. RF vyžaduje vyhrazený vysílač, aby fungoval, zatímco Bluetooth se může připojit přímo k vašemu zařízení.
RF ale zatím nepočítejte, má v rukávu trik. RF může pro připojení zařízení používat infračervenou (IR) technologii, což znamená, že nepotřebuje vyhrazený vysílač. Je to jako tajné podání ruky mezi zařízeními.
Nakonec si povíme něco o velikosti. Bluetooth má menší velikost čipu než RF, což znamená, že jej lze integrovat do menších zařízení. Je to jako rozdíl mezi obřím SUV a kompaktním autem. Bluetooth lze použít v malých sluchátkách, zatímco RF je vhodnější pro větší zařízení, jako jsou reproduktory.
Takže tady to máte, lidi, rozdíl mezi Bluetooth a RF. Pamatujte, že RF je jako Hummer, zatímco Bluetooth je jako Prius. Volit moudře.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Bluetooth je tedy standard bezdrátové technologie, který umožňuje zařízením komunikovat mezi sebou na krátkou vzdálenost.
Je to skvělé pro osobní sítě a můžete si s ním usnadnit život. Nebojte se tedy prozkoumat všechny možnosti, které nabízí.
Jsem Joost Nusselder, zakladatel společnosti Neaera a obsahový marketér, táta a rád zkouším nové vybavení s kytarou v srdci mé vášně a společně se svým týmem tvořím od roku 2020 podrobné články na blogu. pomoci věrným čtenářům s nahráváním a kytarovými tipy.
