Sinine tuli põleb, olete ühendatud Bluetoothi võluga! Aga kuidas see toimib?
Bluetooth on a traadita tehnoloogiastandard, mis võimaldab seadmetel suhelda lühikese vahemaa piires (UHF raadiolained ISM sagedusalas 2.4 kuni 2.485 GHz) personaalse võrgu (PAN) ehitamine. Seda kasutatakse laialdaselt mobiilseadmetes, nagu peakomplektid ja kõlarid, võimaldades suhelda ja realiseerida mitmesuguseid rakendusi.
Vaatame selle hämmastava traadita ühenduse standardi ajalugu ja tehnoloogiat.
Bluetooth-tehnoloogia mõistmine
Mis on Bluetooth?
Bluetooth on traadita tehnoloogia standard, mis võimaldab seadmetel suhelda üksteisega lähiala kaudu, luues personaalvõrgu (PAN). Seda kasutatakse laialdaselt andmete vahetamiseks püsi- ja mobiilseadmete vahel, andes neile võimaluse suhelda ja realiseerida mitmesuguseid rakendusi. Bluetooth-tehnoloogia kasutab raadiolaineid sagedus sagedusala 2.4 GHz, mis on piiratud sagedusvahemik, mis on reserveeritud tööstuslikele, teaduslikele ja meditsiinilistele (ISM) rakendustele.
Kuidas Bluetooth töötab?
Bluetooth-tehnoloogia hõlmab andmete saatmist ja vastuvõtmist juhtmevabalt seadmete vahel raadiolaineid kasutades. Tehnoloogia kasutab pidevat andmevoogu, mis edastatakse nähtamatult õhu kaudu. Bluetooth-seadmete tüüpiline ulatus on umbes 30 jalga, kuid see võib seadmest ja keskkonnast olenevalt erineda.
Kui kaks Bluetoothi toega seadet satuvad teineteise levialasse, tunnevad nad üksteist ära ja valivad need automaatselt – seda protsessi nimetatakse sidumiseks. Pärast sidumist saavad seadmed omavahel suhelda täiesti juhtmevabalt.
Millised on Bluetoothi eelised?
Bluetooth-tehnoloogia pakub mitmeid eeliseid, sealhulgas:
- Lihtsus: Bluetooth-tehnoloogiat on lihtne kasutada ja see võimaldab seadmetel omavahel suhelda ilma juhtmeid või kaableid kasutamata.
- Kaasaskantavus: Bluetooth-tehnoloogia on loodud kaasaskantavate seadmete vaheliseks juhtmevabaks suhtlemiseks, mistõttu on see ideaalne reisimisel kasutamiseks.
- Ohutus: Bluetooth-tehnoloogia võimaldab juhtidel mobiiltelefoniga vabakäerežiimil rääkida, muutes sellega sõitmise turvalisemaks.
- Mugavus: Bluetooth-tehnoloogia võimaldab kasutajatel oma digikaamerast fotosid alla laadida või hiirt tahvelarvuti külge ühendada ilma juhtmete ja kaabliteta.
- Samaaegsed ühendused: Bluetooth-tehnoloogia võimaldab mitmel seadmel korraga üksteisega ühenduse luua, võimaldades kuulata muusikat peakomplektist, kasutades samal ajal klaviatuuri ja hiirt.
Etymoloogia
Skandinaavia vanaskandinaavia epiteedi angliseeritud versioon
Sõna "Bluetooth" on ingliskeelne versioon Skandinaavia vanapõhjakeelsest epiteedist "Blátǫnn", mis tähendab "sinihambuline". Nime valis Jim Kardach, endine Inteli insener, kes töötas Bluetoothi tehnoloogia arendamisega. Kardach valis nime, et vihjata, et Bluetooth-tehnoloogia ühendab sarnaselt erinevaid seadmeid, nagu kuningas Harald ühendas Taani hõimud üheks kuningriigiks 10. sajandil.
Pöörast omatehtud ideest ühiskasutuseni
Nimi "Bluetooth" ei olnud loomuliku evolutsiooni tulemus, vaid pigem juhuste jada, mis viisid kaubamärgi loomiseni. Kardachi sõnul vaatas ta ühes intervjuus History Channeli dokumentaalfilmi Harald Bluetoothist, kui tuli välja ideele panna tehnoloogia tema järgi. Nimi võeti kasutusele ajal, mil URL-id olid lühikesed, ja kaasasutaja Robert tunnistas, et "Bluetooth" oli lihtsalt omamoodi tore.
Googolist Bluetoothini: täiusliku nime puudumine
Bluetoothi asutajad pakkusid algselt välja nime “PAN” (Personal Area Networking), kuid sellel puudus teatud ring. Nad kaalusid ka matemaatilist terminit "googol", mis on number üks, millele järgneb 100 nulli, kuid seda peeti liiga suureks ja kujuteldamatuks. Bluetooth SIGi praegune tegevjuht Mark Powell otsustas, et "Bluetooth" on ideaalne nimi, kuna see peegeldas tehnoloogia tohutuid indekseerimis- ja isiklikke võrguvõimalusi.
Juhuslik kirjaviga, mis kinni jäi
Saadaolevate URL-ide puudumise tõttu kirjutati nimi "Bluetooth" peaaegu nagu "Bluetoo", kuid tavalisema kirjapildi tagamiseks muudeti kirjapilt "Bluetoothiks". Kirjapilt viitas ka Taani kuninga nimele Harald Blåtand, kelle perekonnanimi tähendab "sinist hammast". Õigekirjaviga oli keelelise nõidustöö tulemus, mis mõrvas algse nime ja mille tulemuseks oli uus nimi, mis oli meeldejääv ja kergesti meeldejääv. Selle tulemusena sai juhuslikust kirjaveast tehnoloogia ametlik nimetus.
Bluetoothi ajalugu
Traadita ühenduse otsimine
Bluetoothi ajalugu ulatub aastatuhandete taha, kuid traadita ühenduse otsimine algas 1990. aastate lõpus. 1994. aastal algatas Rootsi telekommunikatsiooniettevõte Ericsson projekti, mille eesmärk oli määrata traadita moodul isikliku tugijaama (PBA) jaoks. Tolleaegse Ericsson Mobile'i Rootsi tehnoloogiadirektori Johan Ullmani sõnul kandis projekt nime "Bluetooth" Taani ja Norra surnud kuninga Harald Gormssoni järgi, kes oli tuntud oma võime poolest inimesi ühendada.
Bluetoothi sünd
1996. aastal määrati hollandlane Jaap Haartsen, kes tol ajal töötas Ericssonis, juhtima inseneride meeskonda, kes uuris traadita ühenduse teostatavust. Töörühm jõudis järeldusele, et mobiiltelefoni jaoks on piisava energiatarbimisega võimalik saavutada piisavalt kõrge andmeedastuskiirus. Loogiline samm oli saavutada sama sülearvutite ja telefonide puhul nende vastavatel turgudel.
Aastal 1998 avanes tööstus, et võimaldada maksimaalset koostööd ja leiutiste integreerimist ning Ericsson, IBM, Intel, Nokia ja Toshiba ühinesid Bluetoothi erihuvirühmaga (SIG) ning avalikustati kokku 5 patenti.
Bluetooth täna
Tänapäeval on Bluetooth-tehnoloogia traadita side tööstust edasi viinud, võimaldades seadmeid sujuvalt ja juhtmevabalt ühendada. Maksimaalne energiatarve on madal, mistõttu on see elujõuline kasutamiseks paljudes seadmetes. Bluetooth-tehnoloogia lisamine sülearvutitesse ja telefonidesse on avanud uusi turge ning tööstus võimaldab jätkuvalt maksimaalset koostööd ja leiutiste integreerimist.
2021. aasta seisuga on Bluetooth-tehnoloogiaga seotud üle 30,000 XNUMX patendi ning Bluetooth SIG jätkab tehnoloogia läbivaatamist ja ajakohastamist, et see vastaks olmeelektroonika turu vajadustele.
Bluetooth-ühendused: turvaline või mitte?
Bluetoothi turvalisus: head ja halvad
Bluetooth-tehnoloogia on muutnud meie seadmete ühendamise viisi. See võimaldab meil juhtmevabalt andmeid vahetada, ilma et oleks vaja kaableid või otseühendusi. See leiutis on muutnud meie igapäevased tegevused ülimalt mugavaks, kuid sellega kaasneb ka hirmutav aspekt – oht, et halvad näitlejad meie Bluetoothi signaale pealt kuulavad.
Mida saate Bluetoothiga teha?
Seadmete juhtmevaba ühendamine
Bluetooth tehnoloogia võimaldab juhtmevabalt ühendada erinevaid seadmeid, välistades vajaduse kaablite ja juhtmete järele. See tähendab, et saate kogeda sujuvamat ja mugavamat seadmete ühendamise viisi. Mõned seadmed, mida saab Bluetoothi kaudu ühendada, on järgmised:
- Nutitelefonid
- Arvutid
- Printerid
- Hiired
- Klaviatuurid
- Kõrvaklapid
- KÕLARID
- Kaamerad
Andmete edastamine
Bluetooth-tehnoloogia võimaldab ka seadmete vahel juhtmevabalt andmeid edastada. See tähendab, et saate dokumente, fotosid ja muid faile kiiresti ja lihtsalt jagada, ilma et oleks vaja kaableid või Interneti-ühendust. Mõned viisid, kuidas saate Bluetoothi andmeedastuseks kasutada, on järgmised:
- Telefoni sidumine arvutiga failide edastamiseks
- Kaamera ühendamine telefoniga, et kohe fotosid jagada
- Nutikella ühendamine telefoniga, et saada märguandeid ja juhtida seadet
Oma elustiili parandamine
Bluetooth-tehnoloogia on muutnud teie elustiili parandamise mitmel viisil lihtsamaks. Näiteks:
- Tervise- ja treeningrakendused saavad kasutada Bluetoothi teie treeningute ja terviseandmete jälgimiseks, pakkudes teile paremat arusaamist teie üldisest tervisest ja heaolust.
- Nutika kodu seadmeid saab juhtida Bluetoothi kaudu, mis võimaldab teil oma telefonist oma tulesid, termostaati ja muid seadmeid juhtida.
- Bluetooth-toega kuuldeaparaadid võivad voogesitada heli otse teie telefonist, parandades teie kuulamiskogemuse kvaliteeti.
Kontrolli säilitamine
Bluetooth-tehnoloogia võimaldab teil ka mitmel viisil oma seadmete üle kontrolli säilitada. Näiteks:
- Kaamera katiku kaugjuhtimiseks saate kasutada Bluetoothi, mis võimaldab teil pildistada kaugelt.
- Saate oma teleri juhtimiseks kasutada Bluetoothi, mis võimaldab teil reguleerida helitugevust ja vahetada kanaleid ilma diivanilt tõusmata.
- Saate kasutada Bluetoothi autostereo juhtimiseks, võimaldades teil oma telefonist muusikat voogesitada ilma seadet puudutamata.
Üldiselt on Bluetooth-tehnoloogia mitmekülgne ja kasulik tööriist, mida saab kasutada mitmel viisil meie elu parandamiseks. Ükskõik, kas soovite seadmeid ühendada, andmeid edastada või oma seadmete üle kontrolli säilitada, pakub Bluetooth head lahendust.
Täitmine
Sagedus ja spekter
Bluetooth töötab litsentseerimata 2.4 GHz sagedusalas, mida jagavad ka teised traadita tehnoloogiad, sealhulgas Zigbee ja Wi-Fi. See sagedusriba on jagatud 79 määratud kanaliks, millest igaühe ribalaius on 1 MHz. Bluetooth kasutab hajaspektri sagedushüplemise tehnikat, mis jagab saadaolevad sagedused 1 MHz kanaliteks ja teostab adaptiivset sagedushüplemist (AFH), et vältida häireid teistest samas sagedusalas töötavatest seadmetest. Bluetooth kasutab modulatsiooniskeemina ka Gaussi sagedusnihke võtmeid (GFSK), mis on kombinatsioon kvadratuursest faasinihkest (QPSK) ja sageduse nihkest (FSK) ja mis väidetavalt pakub hetkelisi sagedusnihkeid.
Sidumine ja ühendamine
Bluetooth-ühenduse loomiseks kahe seadme vahel tuleb need esmalt siduda. Sidumine hõlmab kordumatu identifikaatori, mida nimetatakse linkvõtmeks, vahetamist seadmete vahel. Seda lingivõtit kasutatakse seadmete vahel edastatavate andmete krüptimiseks. Sidumist saab algatada kumbki seade, kuid üks seade peab toimima algataja ja teine vastaja. Pärast sidumist saavad seadmed luua ühenduse ja moodustada pikovõrgu, mis võib sisaldada korraga kuni seitset aktiivset seadet. Algataja saab seejärel luua ühendusi teiste seadmetega, moodustades hajusvõrgu.
Andmeedastus ja režiimid
Bluetooth suudab andmeid edastada kolmes režiimis: kõne-, andme- ja leviedastus. Häälerežiimi kasutatakse heli edastamiseks seadmete vahel, näiteks Bluetooth-peakomplekti kasutamisel telefonikõne tegemiseks. Andmerežiimi kasutatakse failide või muude andmete edastamiseks seadmete vahel. Leviedastusrežiimi kasutatakse andmete saatmiseks kõikidesse levialas olevatesse seadmetesse. Bluetooth lülitub kiiresti nende režiimide vahel olenevalt edastatavate andmete tüübist. Bluetooth pakub andmete usaldusväärsuse parandamiseks ka edasist veaparandust (FEC).
Käitumine ja ebamäärasus
Bluetooth-seadmed peaksid andmeid kuulama ja vastu võtma ainult siis, kui see on vajalik võrgu koormuse kergendamiseks. Bluetooth-seadmete käitumine võib aga olla mõnevõrra ebamäärane ja varieeruda olenevalt seadmest ja selle rakendusest. Bluetoothi juurutamise õpetuse lugemine võib aidata mõningaid ebamäärasusi selgitada. Bluetooth on ad hoc tehnoloogia, mis tähendab, et selle toimimiseks ei ole vaja tsentraliseeritud üksust. Bluetooth-seadmed saavad üksteisega otse ühendust võtta, ilma et oleks vaja lülitit või ruuterit.
Bluetoothi spetsifikatsioonid ja funktsioonid
Koostalitlusvõime ja ühilduvus
- Bluetooth järgib Bluetooth Special Interest Groupi (SIG) välja töötatud tehniliste kirjelduste kogumit, et tagada erinevate seadmete koostalitlusvõime.
- Bluetooth on tagasiühilduv, mis tähendab, et Bluetoothi uuemad versioonid võivad töötada ka vanemate Bluetoothi versioonidega.
- Bluetooth on aja jooksul läbinud mitmeid uuendusi ja täiustusi, praegune versioon on Bluetooth 5.2.
- Bluetooth pakub ühist profiili, mis võimaldab seadmetel jagada andmeid ja funktsioone, sealhulgas heli kuulda, tervist jälgida ja rakendusi käivitada.
Võrkvõrk ja kaherežiim
- Bluetoothil on eraldi võrguprofiil, mis võimaldab seadmetel koos eksisteerida ja pakkuda usaldusväärset ühendust suuremal alal.
- Bluetoothi kahekordne režiim võimaldab seadmetel töötada samaaegselt nii klassikalist Bluetoothi kui ka Bluetooth Low Energy (BLE), pakkudes paremat ühenduvust ja töökindlust.
- BLE on Bluetoothi täiustatud versioon, mis pakub põhilisi andmeedastusfunktsioone ja millega tarbijatel on lihtsam ühendust luua.
Turvalisus ja reklaam
- Bluetoothil on juhend, mille on välja töötanud National Institute of Standards and Technology (NIST), et tagada Bluetoothi ühenduste turvalisus.
- Bluetooth kasutab tehnikat, mida nimetatakse reklaamiks, et võimaldada seadmetel üksteist avastada ja nendega ühenduse luua.
- Bluetooth on aegunud mõned vanemad funktsioonid, mis võivad tulevikus nende funktsioonide toe tühistamist mõjutada.
Üldiselt on Bluetooth laialdaselt kasutatav traadita tehnoloogia, mis on aja jooksul läbinud palju uuendusi ja täiustusi, et pakkuda paremat funktsionaalsust ja töökindlust. Oma funktsioonide ja spetsifikatsioonide valikuga on Bluetooth jätkuvalt populaarne valik paljude praktiseerijate ja tarbijate jaoks.
Bluetooth-tehnoloogia tehnilised üksikasjad
Bluetoothi arhitektuur
Bluetoothi arhitektuur koosneb Bluetooth SIG (Special Interest Group) määratletud tuumast ja ITU (Rahvusvahelise Telekommunikatsiooni Liidu) poolt vastu võetud telefoniside asendusest. Põhiarhitektuur koosneb virust, mis haldab universaalselt toetatud teenuseid, samas kui telefoniasendus haldab käsu loomist, läbirääkimisi ja olekut.
Bluetoothi riistvara
Bluetoothi riistvara on valmistatud kasutades RF CMOS (komplementaarne metalloksiid-pooljuht) integraallülitused. Bluetoothi riistvara peamised liidesed on RF-liides ja põhiriba liides.
Bluetoothi teenused
Bluetoothi teenused sisalduvad Bluetoothi pinus ja on põhimõtteliselt PDU-de (protokolli andmeühikute) komplekt, mis saadetakse seadmete vahel. Toetatakse järgmisi teenuseid:
- Teenuse avastamine
- Ühenduse loomine
- Ühenduse läbirääkimised
- Andmeedastus
- Käsu olek
Bluetoothi ühilduvus
Bluetooth-tehnoloogiat kasutatakse laialdaselt isiklike võrkude jaoks, võimaldades seadmetel juhtmevabalt suhelda piiratud vahemaadel. Bluetooth-seadmed järgivad ühilduvuse tagamiseks spetsifikatsioonide ja funktsioonide komplekti, sealhulgas unikaalse MAC-aadressi (Media Access Control) kasutamine ja Bluetoothi virna käitamise võimalus. Bluetooth toetab ka asünkroonset andmeedastust ja tegeleb veaparandusega ARQ ja FEC abil.
Ühendamine Bluetoothiga
Seadmete sidumine
Seadmete ühendamine Bluetoothiga on ainulaadne ja lihtne viis seadmete juhtmevabaks ühendamiseks. Seadmete sidumine hõlmab kahe Bluetoothi toega seadme (nt nutitelefoni ja sülearvuti) registreerimist ja ühendamist, et vahetada andmeid ilma juhtmeteta. Seadmete sidumiseks tehke järgmist.
- Lülitage mõlemas seadmes Bluetooth sisse.
- Valige ühes seadmes kuvatavast saadaolevate seadmete loendist teine seade.
- Puudutage nuppu "Siduda" või "Ühenda".
- Seadmete vahel vahetatakse natuke koodi, et veenduda, et need on õiged.
- Kood aitab tagada, et seadmed on õiged, mitte kellegi teise seade.
- Seadmete sidumise protsess võib olenevalt kasutatavast seadmest erineda. Näiteks iPadi sidumine Bluetoothi kõlariga võib hõlmata teistsugust protsessi kui nutitelefoni ja sülearvuti sidumine.
Turvalisuse kaalutlused
Bluetooth-tehnoloogia on suhteliselt turvaline ja hoiab ära juhusliku pealtkuulamise. Raadiosagedustele üleminek takistab hõlpsat juurdepääsu edastatavatele andmetele. Bluetooth-tehnoloogia pakub siiski mõningaid turvariske ja selle kasutamisel on oluline ohutust meeles pidada. Siin on mõned turvakaalutlused.
- Piirake Bluetoothi tegevusi teatud tüüpi seadmetega ja piirake lubatud tegevusi.
- Tegelege tegevustega, mis on lubatud, ja vältige neid, mis pole lubatud.
- Olge teadlik häkkeritest, kes võivad üritada teie seadmele volitamata juurdepääsu saada.
- Lülitage Bluetooth välja, kui seda ei kasutata.
- Kasutage alati Bluetoothi uusimat versiooni, mis pakub täiustatud ribalaiust ja turvafunktsioone.
- Olge teadlik jagamisega kaasnevatest ohtudest, mis võimaldab teil oma seadme Interneti-ühendust teiste seadmetega jagada.
- Seadmete sidumine avalikus kohas võib kujutada endast ohtu, kui saadaolevate seadmete loendisse ilmub tundmatu seade.
- Bluetooth-tehnoloogiat saab kasutada nutiseadmete, nagu Amazon Echo või Google Home, toiteks, mis on kaasaskantavad ja mõeldud kasutamiseks liikvel olles, näiteks rannas.
Erinevused
Bluetooth vs Rf
Olgu, inimesed, koguge ringi ja räägime Bluetoothi ja raadiosageduse erinevusest. Nüüd ma tean, mida sa mõtled: "Mis kuradit need on?" Noh, las ma ütlen teile, need on mõlemad viisid teie elektroonikaseadmete juhtmevabaks ühendamiseks, kuid neil on üsna suured erinevused.
Kõigepealt räägime ribalaiusest. RF-l ehk raadiosagedusel on laiem ribalaius kui Bluetoothil. Mõelge sellele kui kiirteele, RF on nagu 10-rajaline maantee, samas kui Bluetooth on nagu üherealine maantee. See tähendab, et RF suudab korraga töödelda rohkem andmeid, mis on suurepärane näiteks video või muusika voogesituse jaoks.
Kuid siin on konks: RF nõuab töötamiseks rohkem energiat kui Bluetooth. See on nagu Hummeri ja Priuse erinevus. RF on gaasi ahmiv Hummer, Bluetooth aga keskkonnasõbralik Prius. Bluetooth vajab töötamiseks vähem energiat, mis tähendab, et seda saab integreerida väiksematesse seadmetesse, nagu kõrvaklapid või nutikellad.
Nüüd räägime sellest, kuidas need omavahel ühendavad. RF kasutab andmete edastamiseks elektromagnetvälju, Bluetooth aga raadiolaineid. See on nagu erinevus võluloitsu ja raadiosaate vahel. RF vajab töötamiseks spetsiaalset saatjat, samas kui Bluetooth saab ühenduse luua otse teie seadmega.
Kuid ärge RF-i veel välja arvestage, sellel on nipp varrukas. RF saab seadmete ühendamiseks kasutada infrapuna (IR) tehnoloogiat, mis tähendab, et see ei vaja spetsiaalset saatjat. See on nagu salajane käepigistus seadmete vahel.
Lõpuks räägime suurusest. Bluetoothi kiibi suurus on väiksem kui raadiosagedusel, mis tähendab, et seda saab integreerida väiksematesse seadmetesse. See on nagu erinevus hiiglasliku linnamaasturi ja kompaktauto vahel. Bluetoothi saab kasutada väikestes kõrvaklappides, samas kui RF sobib paremini suuremate seadmete, näiteks kõlarite jaoks.
Inimesed, Bluetoothi ja raadiosageduse erinevus. Pidage meeles, et RF on nagu Hummer, samas kui Bluetooth on nagu Prius. Vali targalt.
Järeldus
Seega on Bluetooth traadita tehnoloogia standard, mis võimaldab seadmetel üksteisega suhelda lühikese vahemaa piires.
See sobib suurepäraselt isikliku võrgu loomiseks ja saate seda kasutada oma elu lihtsamaks muutmiseks. Nii et ärge kartke uurida kõiki selle pakutavaid võimalusi.
Olen Joost Nusselder, Neaera asutaja ja sisuturundaja, isa ja armastan kitarriga uusi seadmeid proovida ning olen koos meeskonnaga loonud põhjalikke ajaveebiartikleid alates 2020. aastast. et aidata lojaalseid lugejaid salvestus- ja kitarrinõuannetega.
