A kék fény világít, Ön a bluetooth varázslatában van! De hogyan működik?
A Bluetooth a drótnélküli technológiai szabvány, amely lehetővé teszi az eszközök rövid hatótávolságú kommunikációját (UHF rádióhullámok az ISM sávban 2.4 és 2.485 között GHz) személyi hálózat (PAN) kiépítése. Széles körben használják mobil eszközökhöz, például fejhallgatókhoz és hangszórókhoz, lehetővé téve a kommunikációt és széles körű alkalmazások megvalósítását.
Nézzük meg ennek a csodálatos vezeték nélküli szabványnak a történetét és technológiáját.
A Bluetooth technológia megértése
Mi a Bluetooth?
A Bluetooth egy vezeték nélküli technológiai szabvány, amely lehetővé teszi, hogy az eszközök rövid hatótávolságon keresztül kommunikáljanak egymással, személyi hálózatot (PAN) építve. Széles körben használják vezetékes és mobil eszközök közötti adatcserére, lehetővé téve számukra a kommunikációt és az alkalmazások széles skáláját. A Bluetooth technológia rádióhullámokat használ frekvencia 2.4 GHz-es sáv, amely egy ipari, tudományos és orvosi (ISM) alkalmazások számára fenntartott korlátozott frekvenciatartomány.
Hogyan működik a Bluetooth?
A Bluetooth technológia magában foglalja az adatok vezeték nélküli küldését és fogadását az eszközök között rádióhullámok segítségével. A technológia folyamatos adatfolyamot használ, amelyet láthatatlanul továbbít a levegőben. A Bluetooth-eszközök tipikus hatótávolsága körülbelül 30 láb, de ez az eszköztől és a környezettől függően változhat.
Amikor két Bluetooth-kompatibilis eszköz egymás hatókörébe kerül, automatikusan felismerik és kiválasztják egymást, ezt a folyamatot párosításnak nevezik. A párosítás után az eszközök teljesen vezeték nélkül tudnak kommunikálni egymással.
Mik a Bluetooth előnyei?
A Bluetooth technológia számos előnnyel jár, többek között:
- Egyszerűség: A Bluetooth technológia könnyen használható, és lehetővé teszi, hogy az eszközök vezetékek vagy kábelek nélkül kommunikáljanak egymással.
- Hordozhatóság: A Bluetooth technológiát a hordozható eszközök közötti vezeték nélküli kommunikációra tervezték, így ideális utazáshoz.
- Biztonság: A Bluetooth technológia lehetővé teszi a vezetők számára, hogy kihangosítva beszéljenek mobiltelefonjukon, így biztonságosabb a vezetés.
- Kényelem: A Bluetooth technológia lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy vezetékek és kábelek nélkül töltsenek le fényképeket digitális fényképezőgépükről, vagy csatlakoztassák az egeret a táblagépükhöz.
- Egyidejű csatlakozások: A Bluetooth technológia lehetővé teszi, hogy több eszköz egyidejűleg kapcsolódjon egymáshoz, így lehetővé válik a zenehallgatás fülhallgatón, miközben billentyűzetet és egeret is használ.
Etimológia
Egy skandináv óskandináv jelző angolosított változata
A „Bluetooth” szó a skandináv óskandináv „Blátǫnn” jelző angolosított változata, ami „kék fogú”-t jelent. A nevet Jim Kardach, az Intel korábbi mérnöke választotta, aki a Bluetooth technológia fejlesztésén dolgozott. Kardach azért választotta a nevet, hogy azt sugallja, hogy a Bluetooth technológia hasonlóképpen egyesíti a különböző eszközöket, ahogy Harald király egyesítette a dán törzseket egyetlen királysággá a 10. században.
Az őrült házi ötlettől a közös használatig
A „Bluetooth” név nem egy természetes evolúció eredménye, hanem egy sor olyan esemény, amely egy márka felépítéséhez vezetett. Kardach elmondása szerint egy interjúban a History Channel dokumentumfilmjét nézte Harald Bluetooth-ról, amikor felmerült az ötlet, hogy róla nevezze el a technológiát. A név akkor jelent meg, amikor az URL-ek rövidek voltak, és a társalapító, Robert elismerte, hogy a „Bluetooth” egyszerűen szép volt.
A Googoltól a Bluetoothig: A tökéletes név hiánya
A Bluetooth alapítói kezdetben a „PAN” (Personal Area Networking) nevet javasolták, de hiányzott belőle egy bizonyos gyűrű. Figyelembe vették a „googol” matematikai kifejezést is, amely az első számú, amelyet 100 nulla követ, de túl nagynak és elképzelhetetlennek ítélték. A Bluetooth SIG jelenlegi vezérigazgatója, Mark Powell úgy döntött, hogy a „Bluetooth” a tökéletes név, mert tükrözi a technológia hatalmas indexelési és személyes hálózati képességeit.
A véletlenül elakadt elírás
A „Bluetooth” nevet majdnem „Bluetoo”-nak írták a rendelkezésre álló URL-ek hiánya miatt, de a helyesírást „Bluetooth”-ra változtatták, hogy egy gyakoribb írásmódot biztosítsunk. Az elírás egyben rábólintott a dán király nevére, Harald Blåtandra is, akinek vezetékneve „kék fogat” jelent. Az elírás egy nyelvi varázslat eredménye, amely lemészárolta az eredeti nevet, és egy új nevet eredményezett, amely fülbemászó és könnyen megjegyezhető. Ennek eredményeként a véletlenül elgépelt elírás lett a technológia hivatalos neve.
A Bluetooth története
A vezeték nélküli kapcsolat keresése
A Bluetooth története évezredekre nyúlik vissza, de a vezeték nélküli kapcsolat keresése az 1990-es évek végén kezdődött. 1994-ben az Ericsson, egy svéd távközlési vállalat elindított egy projektet, amelynek célja egy személyi bázisállomás (PBA) vezeték nélküli moduljának meghatározása volt. Johan Ullman, az Ericsson Mobile akkori svédországi műszaki igazgatója szerint a projektet „Bluetoothnak” hívták Harald Gormssonról, Dánia és Norvégia halott királyáról, aki arról volt ismert, hogy képes egyesíteni az embereket.
A Bluetooth születése
1996-ban egy Jaap Haartsen nevű hollandot bíztak meg, aki akkoriban az Ericssonnál dolgozott, hogy vezessenek egy mérnökcsoportot, hogy tanulmányozzák a vezeték nélküli kapcsolat megvalósíthatóságát. A csapat arra a következtetésre jutott, hogy elég nagy adatsebességet lehet elérni megfelelő energiafogyasztás mellett egy mobiltelefon számára. A logikus lépés az volt, hogy ugyanezt meg kell valósítani a notebookok és telefonok esetében a megfelelő piacokon.
1998-ban az iparág megnyílt, hogy lehetővé tegye a maximális együttműködést és a találmányok integrációját, és az Ericsson, az IBM, az Intel, a Nokia és a Toshiba aláírták a Bluetooth Special Interest Group (SIG) csoportot, összesen 5 szabadalmat tártak fel.
Bluetooth ma
Napjainkban a Bluetooth technológia előremozdította a vezeték nélküli iparágat, lehetővé téve az eszközök zökkenőmentes és vezeték nélküli csatlakoztatását. A maximális energiafogyasztás alacsony, így számos eszközzel használható. A Bluetooth technológia notebookokba és telefonokba való beépítése új piacokat nyitott meg, és az iparág továbbra is lehetővé teszi a maximális együttműködést és a találmányok integrálását.
2021-ig több mint 30,000 XNUMX szabadalom vonatkozik a Bluetooth technológiára, és a Bluetooth SIG folytatja a technológia felülvizsgálatát és frissítését, hogy megfeleljen a fogyasztói elektronikai piac igényeinek.
Bluetooth kapcsolatok: Biztonságos vagy nem?
Bluetooth biztonság: jó és rossz
A Bluetooth technológia forradalmasította eszközeink csatlakoztatásának módját. Lehetővé teszi számunkra, hogy vezeték nélkül adatot cseréljünk, kábelek vagy közvetlen kapcsolatok nélkül. Ez a találmány rendkívül kényelmessé tette mindennapi tevékenységeinket, de van benne egy félelmetes aspektus is – az a veszély, hogy rossz színészek elfogják Bluetooth-jeleinket.
Mit lehet csinálni Bluetooth-al?
Eszközök vezeték nélküli csatlakoztatása
A Bluetooth technológia lehetővé teszi különböző eszközök vezeték nélküli csatlakoztatását, így nincs szükség kábelekre és vezetékekre. Ez azt jelenti, hogy zökkenőmentesen és kényelmesebben csatlakoztathatja az eszközöket. Néhány eszköz, amely Bluetooth-on keresztül csatlakoztatható:
- okostelefonok
- Számítógépek
- Nyomtatók
- Egér
- billentyűzetek
- fejhallgató
- Hangszórók, hangfalak, hangsávok, házimozi hangrendszer
- fényképezőgépek
Adatátvitel
A Bluetooth technológia lehetővé teszi az adatok vezeték nélküli átvitelét az eszközök között. Ez azt jelenti, hogy gyorsan és egyszerűen oszthat meg dokumentumokat, fényképeket és egyéb fájlokat anélkül, hogy kábelekre vagy internetkapcsolatra lenne szüksége. Néhány módja a Bluetooth használatának adatátvitelre:
- A telefon és a számítógép párosítása fájlok átviteléhez
- A fényképezőgép és a telefon összekapcsolása a fényképek azonnali megosztásához
- Az okosóra csatlakoztatása a telefonhoz az értesítések fogadásához és az eszköz vezérléséhez
Életmódja javítása
A Bluetooth technológia számos módon megkönnyítette életstílusának javítását. Például:
- Az egészségügyi és fitnesz-alkalmazások Bluetooth segítségével nyomon követhetik edzési és egészségügyi adatait, így jobban megértheti általános egészségi állapotát és jólétét.
- Az intelligens otthoni eszközök Bluetooth-on keresztül vezérelhetők, lehetővé téve a lámpák, a termosztát és egyéb eszközök vezérlését a telefonról.
- A Bluetooth-kompatibilis hallókészülékek közvetlenül a telefonról streamelhetik a hangot, javítva ezzel a zenehallgatás minőségét.
Az irányítás fenntartása
A Bluetooth technológia azt is lehetővé teszi, hogy számos módon irányítsa az eszközöket. Például:
- A Bluetooth segítségével távolról vezérelheti a fényképezőgép zárját, így távolról is készíthet fényképeket.
- A Bluetooth segítségével vezérelheti TV-jét, így beállíthatja a hangerőt és válthat csatornát anélkül, hogy fel kellene kelnie a kanapéról.
- A Bluetooth segítségével vezérelheti autóhifijét, így anélkül streamelhet zenét telefonjáról, hogy meg kellene érintenie az eszközt.
Összességében elmondható, hogy a Bluetooth technológia egy sokoldalú és hasznos eszköz, amelyet sokféleképpen használhatunk életünk javítására. Akár eszközöket szeretne csatlakoztatni, adatokat továbbítani, akár az eszközök feletti irányítást szeretné fenntartani, a Bluetooth jó megoldást kínál.
Implementáció
Frekvencia és spektrum
A Bluetooth a licenc nélküli 2.4 GHz-es frekvenciasávban működik, amelyet más vezeték nélküli technológiák is megosztanak, mint például a Zigbee és a Wi-Fi. Ez a frekvenciasáv 79 kijelölt csatornára oszlik, mindegyik 1 MHz sávszélességgel. A Bluetooth szórt spektrumú frekvenciaugrásos technikát használ, amely az elérhető frekvenciákat 1 MHz-es csatornákra osztja, és adaptív frekvenciaugrást (AFH) hajt végre, hogy elkerülje az ugyanabban a frekvenciasávban működő más eszközöktől származó interferenciát. A Bluetooth modulációs sémaként Gauss-féle frekvenciaeltolásos kulcsozást (GFSK) is használ, amely a kvadratúra fáziseltolásos kulcsozás (QPSK) és a frekvenciaeltolásos kulcsolás (FSK) kombinációja, és állítólag azonnali frekvenciaeltolást biztosít.
Párosítás és kapcsolat
Bluetooth-kapcsolat létrehozásához két eszköz között először párosítani kell azokat. A párosítás egy egyedi azonosító, úgynevezett linkkulcs cseréjét jelenti az eszközök között. Ez a linkkulcs az eszközök között továbbított adatok titkosítására szolgál. A párosítást bármelyik eszköz kezdeményezheti, de az egyik eszköznek kezdeményezőként, a másiknak pedig válaszadóként kell működnie. A párosítást követően az eszközök kapcsolatot létesíthetnek és pikonetet alkothatnak, amely egyszerre akár hét aktív eszközt is tartalmazhat. A kezdeményező ezt követően kapcsolatokat kezdeményezhet más eszközökkel, és így szórványt alkot.
Adatátvitel és módok
A Bluetooth három módban tud adatot továbbítani: hang, adat és broadcast. A Hang mód hangátvitelre használható az eszközök között, például amikor Bluetooth-fejhallgatót használ telefonhíváshoz. Az adatmód fájlok vagy egyéb adatok eszközök közötti átvitelére szolgál. A Broadcast módot arra használják, hogy adatokat küldjenek a hatótávolságon belüli összes eszközre. A Bluetooth az átvitt adatok típusától függően gyorsan vált ezek között a módok között. A Bluetooth továbbítási hibajavítást (FEC) is biztosít az adatok megbízhatóságának javítása érdekében.
Viselkedés és homályosság
A Bluetooth-eszközöknek csak akkor kell adatot hallgatniuk és fogadniuk, ha ez szükséges a hálózat terheinek könnyítése érdekében. A Bluetooth-eszközök viselkedése azonban kissé homályos lehet, és az eszköztől és annak megvalósításától függően változhat. A Bluetooth megvalósításáról szóló oktatóanyag olvasása segíthet tisztázni a bizonytalanságokat. A Bluetooth egy ad hoc technológia, ami azt jelenti, hogy működéséhez nincs szükség központi entitásra. A Bluetooth-eszközök kapcsoló vagy útválasztó nélkül közvetlenül elérhetik egymást.
A Bluetooth specifikációi és jellemzői
Interoperabilitás és kompatibilitás
- A Bluetooth megfelel a Bluetooth Special Interest Group (SIG) által kidolgozott műszaki előírásoknak, hogy biztosítsa a különböző eszközök közötti együttműködést.
- A Bluetooth visszafelé kompatibilis, ami azt jelenti, hogy a Bluetooth újabb verziói működhetnek a Bluetooth régebbi verzióival.
- A Bluetooth az idők során számos frissítésen és fejlesztésen esett át, a jelenlegi verzió a Bluetooth 5.2.
- A Bluetooth egy közös profilt biztosít, amely lehetővé teszi az eszközöknek az adatok és funkciók megosztását, beleértve a hang hallását, az állapot figyelését és az alkalmazások futtatását.
Mesh hálózat és kettős mód
- A Bluetooth külön hálós hálózati profillal rendelkezik, amely lehetővé teszi az eszközök egymás mellett létezését, és megbízható kapcsolatot biztosítanak nagyobb területen.
- A Bluetooth Dual Mode módot biztosít az eszközök számára a klasszikus Bluetooth és a Bluetooth Low Energy (BLE) egyidejű futtatására, jobb csatlakozást és megbízhatóságot biztosítva.
- A BLE a Bluetooth továbbfejlesztett változata, amely alapvető adatátviteli funkciókat biztosít, és a fogyasztók számára könnyebben csatlakozhatnak.
Biztonság és reklámozás
- A Bluetooth-nak van egy útmutatója, amelyet a National Institute of Standards and Technology (NIST) fejlesztett ki a Bluetooth-kapcsolatok biztonságának biztosítására.
- A Bluetooth a reklámozásnak nevezett technikát használja, hogy lehetővé tegye az eszközök egymás felfedezését és összekapcsolását.
- A Bluetooth elavult néhány régebbi funkciót, amelyek hatással lehetnek ezeknek a funkcióknak a támogatásának a jövőbeni visszavonására.
Összességében a Bluetooth egy széles körben használt vezeték nélküli technológia, amely az idők során számos frissítésen és fejlesztésen esett át a jobb funkcionalitás és megbízhatóság érdekében. Funkcióinak és specifikációinak széles skálájával a Bluetooth továbbra is sok gyakorló és fogyasztó népszerű választása.
A Bluetooth technológia műszaki adatai
Bluetooth architektúra
A Bluetooth architektúra a Bluetooth SIG (Special Interest Group) által meghatározott magból és a telefonálást az ITU (Nemzetközi Távközlési Unió) által elfogadott magból áll. Az alaparchitektúra egy veremből áll, amely az univerzálisan támogatott szolgáltatásokat kezeli, míg a telefoncsere a parancs létrehozását, egyeztetését és állapotát kezeli.
Bluetooth hardver
A Bluetooth hardver felhasználásával készült RF CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) integrált áramkörök. A Bluetooth hardver fő interfészei az RF interfész és az alapsávi interfész.
Bluetooth szolgáltatások
A Bluetooth-szolgáltatásokat a Bluetooth-verem tartalmazza, és alapvetően PDU-k (Protocol Data Units) készletét jelentik, amelyeket az eszközök között küldenek el. A következő szolgáltatások támogatottak:
- Szolgáltatás felfedezése
- Kapcsolat létrehozása
- Csatlakozási egyeztetés
- Adatátvitel
- Parancs állapota
Bluetooth kompatibilitás
A Bluetooth technológiát széles körben használják személyi hálózatokhoz, lehetővé téve az eszközök vezeték nélküli kommunikációját korlátozott távolságokon. A Bluetooth-eszközök megfelelnek a kompatibilitást biztosító specifikációknak és funkcióknak, beleértve az egyedi MAC (Media Access Control) cím használatát és a Bluetooth-verem futtatásának lehetőségét. A Bluetooth az aszinkron adatátvitelt is támogatja, és ARQ és FEC segítségével kezeli a hibajavítást.
Csatlakozás Bluetooth-on keresztül
Eszközök párosítása
Az eszközök Bluetooth-on keresztüli csatlakoztatása egyedülálló és egyszerű módja az eszközök vezeték nélküli összekapcsolásának. Az eszközök párosítása magában foglalja két Bluetooth-kompatibilis eszköz, például egy okostelefon és egy laptop regisztrálását és összekapcsolását, hogy vezetékek nélkül cseréljenek adatot. A következőképpen párosíthatja az eszközöket:
- Kapcsolja be a Bluetooth-t mindkét eszközön.
- Az egyik eszközön válassza ki a másik eszközt a megjelenő elérhető eszközök listájából.
- Érintse meg a „Párosítás” vagy a „Csatlakozás” gombot.
- Egy kis kódot cserélnek az eszközök között, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy a megfelelőek.
- A kód segít abban, hogy az eszközök a megfelelőek legyenek, és ne valaki más eszköze.
- Az eszközök párosításának folyamata a használt eszköztől függően változhat. Például egy iPad és egy Bluetooth hangszóró párosítása más folyamatot foglal magában, mint egy okostelefon és egy laptop párosítása.
Biztonsági szempontok
A Bluetooth technológia meglehetősen biztonságos, és megakadályozza az alkalmi lehallgatást. A rádiófrekvenciákra való áttérés megakadályozza a továbbított adatokhoz való könnyű hozzáférést. A Bluetooth technológia azonban bizonyos biztonsági kockázatokat rejt magában, ezért használata során fontos szem előtt tartani a biztonságot. Íme néhány biztonsági szempont:
- Korlátozza a Bluetooth-tevékenységeket bizonyos típusú eszközökre, és korlátozza az engedélyezett tevékenységek típusait.
- Vegyen részt olyan tevékenységekben, amelyek megengedettek, és kerülje azokat, amelyek nem.
- Ügyeljen a hackerekre, akik megpróbálhatnak jogosulatlanul hozzáférni eszközéhez.
- Ha nem használja, kapcsolja ki a Bluetooth-t.
- Mindig a Bluetooth legújabb verzióját használja, amely továbbfejlesztett sávszélességet és biztonsági funkciókat kínál.
- Legyen tisztában az internetmegosztás kockázataival, amely lehetővé teszi eszköze internetkapcsolatának megosztását más eszközökkel.
- Az eszközök nyilvános helyen történő párosítása kockázatot jelenthet, ha egy ismeretlen eszköz jelenik meg az elérhető eszközök listájában.
- A Bluetooth technológia használható intelligens eszközök, például az Amazon Echo vagy a Google Home táplálására, amelyek hordozhatóak, és útközbeni használatra, például strandra tervezték.
Különbségek
Bluetooth vs Rf
Rendben, emberek, gyűljenek össze, és beszéljünk a Bluetooth és az RF közötti különbségről. Most már tudom, mire gondolsz: „Mi a fenének vannak ezek?” Nos, hadd mondjam el, mindkét módja annak, hogy vezeték nélkül csatlakoztassa az elektronikus eszközöket, de vannak elég nagy különbségek.
Először is beszéljünk a sávszélességről. Az RF vagy rádiófrekvencia szélesebb sávszélességgel rendelkezik, mint a Bluetooth. Gondoljon rá, mint egy autópályára, az RF olyan, mint egy 10 sávos autópálya, míg a Bluetooth olyan, mint egy egysávos út. Ez azt jelenti, hogy az RF egyszerre több adatot tud kezelni, ami kiválóan alkalmas például videók vagy zene streamelésére.
De itt van a bökkenő: az RF működéséhez több energiára van szükség, mint a Bluetooth-hoz. Ez olyan, mint a különbség a Hummer és a Prius között. Az RF a gázfaló Hummer, míg a Bluetooth a környezetbarát Prius. A Bluetooth kevesebb energiát igényel a működéséhez, ami azt jelenti, hogy integrálható kisebb eszközökbe, például fülhallgatókba vagy okosórákba.
Most beszéljünk arról, hogyan kapcsolódnak egymáshoz. Az RF elektromágneses mezőket használ az adatok továbbítására, míg a Bluetooth rádióhullámokat. Olyan ez, mint a különbség a varázslat és a rádióadás között. Az RF működéséhez dedikált adóra van szükség, míg a Bluetooth közvetlenül csatlakozhat az eszközhöz.
De az RF-t még ne számold ki, van egy trükk a tarsolyában. Az RF infravörös (IR) technológiát használhat az eszközök csatlakoztatására, ami azt jelenti, hogy nincs szükség dedikált adóra. Olyan ez, mint egy titkos kézfogás az eszközök között.
Végül beszéljünk a méretről. A Bluetooth kisebb chipmérettel rendelkezik, mint az RF, ami azt jelenti, hogy kisebb eszközökbe is integrálható. Olyan ez, mint a különbség egy óriási SUV és egy kompakt autó között. A Bluetooth használható apró fülhallgatókban, míg az RF jobban megfelel a nagyobb eszközökhöz, például a hangszórókhoz.
Tehát itt van, emberek, a különbség a Bluetooth és az RF között. Ne feledje, az RF olyan, mint egy Hummer, míg a Bluetooth olyan, mint egy Prius. Válassz bölcsen.
Következtetés
Tehát a Bluetooth egy vezeték nélküli technológiai szabvány, amely lehetővé teszi, hogy az eszközök rövid hatótávolságon belül kommunikáljanak egymással.
Kiválóan alkalmas személyes hálózatépítéshez, és megkönnyítheti az életét. Tehát ne féljen felfedezni az általa kínált lehetőségeket.
Joost Nusselder vagyok, a Neaera alapítója és tartalommarketing-szakember, apa, és szenvedélyem középpontjában szeretek új berendezéseket kipróbálni gitárral, és csapatommal együtt 2020 óta készítek mélyreható blogcikkeket. hogy segítse a hűséges olvasókat felvételi és gitártippekkel.
