Modré svetlo svieti, ste spojení s kúzlom bluetooth! Ale ako to funguje?
Bluetooth je a bezdrôtový technologický štandard, ktorý umožňuje zariadeniam komunikovať na krátku vzdialenosť (rádiové vlny UHF v pásme ISM od 2.4 do 2.485 GHz) budovanie osobnej siete (PAN). Je široko používaný pre mobilné zariadenia, ako sú náhlavné súpravy a reproduktory, čo umožňuje komunikáciu a realizáciu širokej škály aplikácií.
Pozrime sa na históriu a technológiu za týmto úžasným bezdrôtovým štandardom.
Pochopenie technológie Bluetooth
Čo je to Bluetooth?
Bluetooth je štandard bezdrôtovej technológie, ktorý umožňuje zariadeniam komunikovať medzi sebou na krátku vzdialenosť a vytvárať tak osobnú sieť (PAN). Široko sa používa na výmenu dát medzi pevnými a mobilnými zariadeniami, čím im dáva možnosť komunikovať a realizovať širokú škálu aplikácií. Technológia Bluetooth využíva rádiové vlny frekvencia pásmo 2.4 GHz, čo je obmedzený frekvenčný rozsah vyhradený pre priemyselné, vedecké a medicínske (ISM) aplikácie.
Ako funguje Bluetooth?
Technológia Bluetooth zahŕňa bezdrôtové odosielanie a prijímanie dát medzi zariadeniami pomocou rádiových vĺn. Technológia využíva stály tok dát, ktorý sa prenáša neviditeľne vzduchom. Typický dosah zariadení Bluetooth je približne 30 stôp, ale môže sa líšiť v závislosti od zariadenia a prostredia.
Keď sa dve zariadenia s podporou Bluetooth dostanú do vzájomného dosahu, automaticky sa rozpoznajú a vyberú, čo je proces nazývaný párovanie. Po spárovaní môžu zariadenia medzi sebou komunikovať úplne bezdrôtovo.
Aké sú výhody Bluetooth?
Technológia Bluetooth ponúka niekoľko výhod, vrátane:
- Jednoduchosť: Technológia Bluetooth sa ľahko používa a umožňuje zariadeniam navzájom komunikovať bez použitia drôtov alebo káblov.
- Prenosnosť: Technológia Bluetooth je navrhnutá na bezdrôtovú komunikáciu medzi prenosnými zariadeniami, vďaka čomu je ideálna na použitie pri cestovaní.
- Bezpečnosť: Technológia Bluetooth umožňuje vodičom hovoriť pomocou mobilných telefónov bez použitia rúk, vďaka čomu je jazda bezpečnejšia.
- Pohodlie: Technológia Bluetooth umožňuje používateľom sťahovať fotografie z digitálnych fotoaparátov alebo pripojiť myš k tabletu bez akýchkoľvek káblov.
- Simultánne pripojenia: Technológia Bluetooth umožňuje vzájomné prepojenie viacerých zariadení súčasne, vďaka čomu je možné počúvať hudbu na náhlavnej súprave a zároveň používať klávesnicu a myš.
etymológia
Anglicizovaná verzia škandinávskeho starého nórskeho epitetu
Slovo „Bluetooth“ je poangličenou verziou škandinávskeho staronórskeho epiteta „Blátǫnn“, čo znamená „modrý zub“. Názov vybral Jim Kardach, bývalý inžinier Intelu, ktorý pracoval na vývoji technológie Bluetooth. Kardach zvolil názov tak, aby naznačoval, že technológia Bluetooth podobne spája rôzne zariadenia, rovnako ako kráľ Harald zjednotil dánske kmene do jedného kráľovstva v 10. storočí.
Od šialeného domáceho nápadu k bežnému používaniu
Názov „Bluetooth“ nebol výsledkom prirodzeného vývoja, ale skôr série náhod, ktoré viedli k vybudovaniu značky. Podľa Kardacha v rozhovore sledoval dokument History Channel o Haraldovi Bluetooth, keď prišiel s nápadom pomenovať technológiu po ňom. Názov bol spustený v čase, keď boli adresy URL krátke, a spoluzakladateľ Robert pripustil, že „Bluetooth“ bolo jednoducho pekné.
Od Googolu k Bluetooth: Nedostatok dokonalého mena
Zakladatelia Bluetooth spočiatku navrhovali názov „PAN“ (Personal Area Networking), no chýbal mu určitý kruh. Uvažovali aj o matematickom výraze „googol“, ktorý je číslom jeden, za ktorým nasleduje 100 núl, no považovali sa za príliš rozsiahly a nepredstaviteľný. Súčasný generálny riaditeľ spoločnosti Bluetooth SIG, Mark Powell, sa rozhodol, že „Bluetooth“ je dokonalý názov, pretože odráža obrovské možnosti technológie indexovania a osobných sietí.
Náhodný preklep, ktorý sa zasekol
Názov „Bluetooth“ bol takmer napísaný „Bluetoo“ kvôli nedostatku dostupných adries URL, ale pravopis bol zmenený na „Bluetooth“, aby sa získal bežnejší pravopis. Pravopis bol tiež prikývnutím na meno dánskeho kráľa, Harald Blåtand, ktorého priezvisko znamená „modrý zub“. Preklep bol výsledkom lingvistického kúzla, ktorý zmasakroval pôvodný názov a výsledkom bol nový názov, ktorý bol chytľavý a ľahko zapamätateľný. V dôsledku toho sa náhodný preklep stal oficiálnym názvom technológie.
História Bluetooth
Hľadanie bezdrôtového pripojenia
História Bluetooth siaha tisícročia, no hľadanie bezdrôtového pripojenia začalo koncom 1990. rokov. V roku 1994 Ericsson, švédska telekomunikačná spoločnosť, inicioval projekt s cieľom špecifikovať bezdrôtový modul pre osobnú základňovú stanicu (PBA). Podľa Johana Ullmana, vtedajšieho CTO Ericsson Mobile vo Švédsku, sa projekt nazýval „Bluetooth“ podľa Haralda Gormssona, mŕtveho kráľa Dánska a Nórska, ktorý bol známy svojou schopnosťou spájať ľudí.
Zrodenie Bluetooth
V roku 1996 bol Holanďan menom Jaap Haartsen, ktorý v tom čase pracoval pre Ericsson, poverený vedením tímu inžinierov, ktorí skúmali realizovateľnosť bezdrôtového pripojenia. Tím dospel k záveru, že je možné dosiahnuť dostatočne vysokú rýchlosť prenosu dát s primeranou spotrebou energie pre mobilný telefón. Logickým krokom bolo dosiahnuť to isté pre notebooky a telefóny na príslušných trhoch.
V roku 1998 sa toto odvetvie otvorilo, aby umožnilo maximálnu spoluprácu a integráciu vynálezov a Ericsson, IBM, Intel, Nokia a Toshiba sa stali signatármi Bluetooth Special Interest Group (SIG) s celkovo 5 odhalenými patentmi.
Bluetooth dnes
V súčasnosti technológia Bluetooth poháňa bezdrôtový priemysel vpred a umožňuje bezproblémové a bezdrôtové pripojenie zariadení. Maximálna spotreba energie je nízka, vďaka čomu sa dá použiť v širokej škále zariadení. Začlenenie technológie Bluetooth do notebookov a telefónov otvorilo nové trhy a priemysel naďalej umožňuje maximálnu spoluprácu a integráciu vynálezov.
Od roku 2021 existuje viac ako 30,000 XNUMX patentov súvisiacich s technológiou Bluetooth a Bluetooth SIG naďalej reviduje a aktualizuje technológiu, aby vyhovovala potrebám trhu spotrebnej elektroniky.
Bluetooth pripojenia: bezpečné alebo nie?
Bezpečnosť Bluetooth: Dobré a zlé
Technológia Bluetooth spôsobila revolúciu v spôsobe pripojenia našich zariadení. Umožňuje nám vymieňať si dáta bezdrôtovo, bez potreby káblov alebo priameho pripojenia. Tento vynález urobil naše každodenné činnosti mimoriadne pohodlnými, no prichádza aj s desivým aspektom – nebezpečenstvom, že zlí herci zachytia naše signály Bluetooth.
Čo môžete robiť s Bluetooth?
Bezdrôtové pripojenie zariadení
Technológia Bluetooth vám umožňuje bezdrôtovo pripojiť rôzne zariadenia, čím sa eliminuje potreba káblov a káblov. To znamená, že môžete zažiť bezproblémovejší a pohodlnejší spôsob pripojenia zariadení. Niektoré zariadenia, ktoré je možné pripojiť cez Bluetooth, zahŕňajú:
- chytré telefóny
- Počítače
- Tlačiarne
- Myši
- klávesnica
- Slúchadlá
- Reproduktory
- kamery
Prenos údajov
Technológia Bluetooth umožňuje aj bezdrôtový prenos dát medzi zariadeniami. To znamená, že môžete rýchlo a jednoducho zdieľať dokumenty, fotografie a ďalšie súbory bez potreby káblov alebo internetového pripojenia. Niektoré spôsoby, ako môžete použiť Bluetooth na prenos údajov, zahŕňajú:
- Spárovanie telefónu s počítačom na prenos súborov
- Prepojenie fotoaparátu s telefónom a okamžité zdieľanie fotografií
- Pripojenie inteligentných hodiniek k telefónu na prijímanie upozornení a ovládanie zariadenia
Zlepšenie vášho životného štýlu
Technológia Bluetooth uľahčila zlepšenie vášho životného štýlu mnohými spôsobmi. Napríklad:
- Aplikácie pre zdravie a kondíciu môžu využívať Bluetooth na sledovanie vašich údajov o cvičení a zdraví, čo vám ponúka lepšie pochopenie vášho celkového zdravia a pohody.
- Zariadenia inteligentnej domácnosti je možné ovládať cez Bluetooth, čo vám umožní ovládať svetlá, termostat a ďalšie zariadenia z telefónu.
- Načúvacie prístroje s podporou Bluetooth môžu streamovať zvuk priamo z telefónu, čím zlepšujú kvalitu vášho zážitku z počúvania.
Udržiavanie kontroly
Technológia Bluetooth vám tiež umožňuje udržiavať kontrolu nad vašimi zariadeniami mnohými spôsobmi. Napríklad:
- Pomocou Bluetooth môžete na diaľku ovládať uzávierku fotoaparátu, čo vám umožní fotografovať na diaľku.
- Na ovládanie televízora môžete použiť Bluetooth, čo vám umožní nastaviť hlasitosť a prepínať kanály bez toho, aby ste museli vstať z pohovky.
- Na ovládanie autorádia môžete použiť Bluetooth, čo vám umožní streamovať hudbu z telefónu bez toho, aby ste sa museli dotknúť zariadenia.
Celkovo je technológia Bluetooth všestranným a užitočným nástrojom, ktorý možno použiť rôznymi spôsobmi na zlepšenie nášho života. Bez ohľadu na to, či chcete pripojiť zariadenia, prenášať dáta alebo mať nad svojimi zariadeniami kontrolu, Bluetooth ponúka dobré riešenie.
Uskutočnenie
Frekvencia a Spektrum
Bluetooth funguje v nelicencovanom frekvenčnom pásme 2.4 GHz, ktoré zdieľajú aj ďalšie bezdrôtové technológie vrátane Zigbee a Wi-Fi. Toto frekvenčné pásmo je rozdelené na 79 určených kanálov, každý so šírkou pásma 1 MHz. Bluetooth používa techniku preskakovania frekvencie v rozprestretom spektre, ktorá rozdeľuje dostupné frekvencie na 1 MHz kanály a vykonáva adaptívne preskakovanie frekvencií (AFH), aby sa zabránilo rušeniu z iných zariadení pracujúcich v rovnakom frekvenčnom pásme. Bluetooth používa ako modulačnú schému aj gaussovské kľúčovanie s posunom frekvencie (GFSK), čo je kombinácia kvadratúrneho kľúčovania s fázovým posunom (QPSK) a kľúčovania s posunom frekvencie (FSK) a údajne poskytuje okamžité posuny frekvencie.
Spárovanie a pripojenie
Ak chcete vytvoriť spojenie Bluetooth medzi dvoma zariadeniami, musia byť najskôr spárované. Párovanie zahŕňa výmenu jedinečného identifikátora nazývaného kľúč spojenia medzi zariadeniami. Tento kľúč prepojenia sa používa na šifrovanie údajov prenášaných medzi zariadeniami. Párovanie môže iniciovať každé zariadenie, ale jedno zariadenie musí pôsobiť ako iniciátor a druhé ako odpovedač. Po spárovaní môžu zariadenia nadviazať spojenie a vytvoriť pikonet, ktorý môže obsahovať až sedem aktívnych zariadení naraz. Iniciátor môže následne iniciovať spojenie s inými zariadeniami, čím vytvorí rozptylovú sieť.
Prenos údajov a režimy
Bluetooth dokáže prenášať dáta v troch režimoch: hlas, dáta a vysielanie. Hlasový režim sa používa na prenos zvuku medzi zariadeniami, napríklad pri použití náhlavnej súpravy Bluetooth na uskutočnenie telefónneho hovoru. Dátový režim sa používa na prenos súborov alebo iných údajov medzi zariadeniami. Režim vysielania sa používa na odosielanie údajov do všetkých zariadení v dosahu. Bluetooth rýchlo prepína medzi týmito režimami v závislosti od typu prenášaných údajov. Bluetooth tiež poskytuje doprednú korekciu chýb (FEC) na zlepšenie spoľahlivosti údajov.
Správanie a vágnosť
Zariadenia Bluetooth majú počúvať a prijímať dáta len vtedy, keď je to potrebné na odľahčenie siete. Správanie zariadení Bluetooth však môže byť trochu vágne a môže sa líšiť v závislosti od zariadenia a jeho implementácie. Čítanie tutoriálu o implementácii Bluetooth môže pomôcť objasniť niektoré nejasnosti. Bluetooth je ad hoc technológia, čo znamená, že na fungovanie nevyžaduje centralizovanú jednotku. Zariadenia Bluetooth sa môžu navzájom priamo spojiť bez potreby prepínača alebo smerovača.
Špecifikácie a vlastnosti Bluetooth
Interoperabilita a kompatibilita
- Bluetooth dodržiava súbor technických špecifikácií vyvinutých skupinou Bluetooth Special Interest Group (SIG), aby sa zabezpečila interoperabilita medzi rôznymi zariadeniami.
- Bluetooth je spätne kompatibilný, čo znamená, že novšie verzie Bluetooth môžu pracovať so staršími verziami Bluetooth.
- Bluetooth prešiel postupom času niekoľkými aktualizáciami a vylepšeniami, pričom aktuálna verzia je Bluetooth 5.2.
- Bluetooth poskytuje spoločný profil, ktorý umožňuje zariadeniam zdieľať dáta a funkcie, vrátane schopnosti počúvať zvuk, monitorovať zdravotný stav a spúšťať aplikácie.
Mesh Networking a duálny režim
- Bluetooth má samostatný sieťový profil, ktorý umožňuje zariadeniam koexistovať a poskytovať spoľahlivé pripojenie na väčšej ploche.
- Duálny režim Bluetooth poskytuje zariadeniam spôsob, ako súčasne spustiť klasický Bluetooth aj Bluetooth Low Energy (BLE), čím poskytuje lepšiu konektivitu a spoľahlivosť.
- BLE je vylepšená verzia Bluetooth, ktorá poskytuje základné funkcie prenosu dát a je pre spotrebiteľov jednoduchšie sa k nej pripojiť.
Bezpečnosť a reklama
- Bluetooth má príručku vyvinutú Národným inštitútom pre štandardy a technológie (NIST) na zaistenie bezpečnosti pripojení Bluetooth.
- Bluetooth používa techniku nazývanú reklama, ktorá umožňuje zariadeniam objaviť sa a spojiť sa navzájom.
- Bluetooth ukončil podporu niektorých starších funkcií, ktoré by mohli mať vplyv na zrušenie podpory týchto funkcií v budúcnosti.
Celkovo možno povedať, že Bluetooth je široko používaná bezdrôtová technológia, ktorá v priebehu času prešla mnohými aktualizáciami a vylepšeniami, aby poskytovala lepšiu funkčnosť a spoľahlivosť. Vďaka širokému spektru funkcií a špecifikácií je Bluetooth aj naďalej obľúbenou voľbou pre mnohých odborníkov a spotrebiteľov.
Technické detaily technológie Bluetooth
Architektúra Bluetooth
Architektúra Bluetooth pozostáva z jadra definovaného Bluetooth SIG (Special Interest Group) a náhrady za telefonovanie prijaté ITU (International Telecommunication Union). Základná architektúra pozostáva zo zásobníka, ktorý spravuje univerzálne podporované služby, zatiaľ čo náhrada telefónie riadi vytvorenie, vyjednávanie a stav príkazu.
Bluetooth hardvér
Hardvér Bluetooth je vyrobený pomocou RF Integrované obvody CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Hlavnými rozhraniami hardvéru Bluetooth sú RF rozhranie a rozhranie základného pásma.
Služby Bluetooth
Služby Bluetooth sú zahrnuté v zásobníku Bluetooth a sú v podstate súborom jednotiek PDU (Protocol Data Unit) odosielaných medzi zariadeniami. Podporované sú nasledujúce služby:
- Objavovanie služby
- Zriadenie spojenia
- Vyjednávanie o pripojení
- data Transfer
- Stav príkazu
Kompatibilita Bluetooth
Technológia Bluetooth je široko používaná pre osobné siete, čo umožňuje zariadeniam bezdrôtovo komunikovať na obmedzené vzdialenosti. Zariadenia Bluetooth dodržiavajú súbor špecifikácií a funkcií, aby bola zaistená kompatibilita, vrátane použitia jedinečnej adresy MAC (Media Access Control) a schopnosti spúšťať zásobník Bluetooth. Bluetooth podporuje aj asynchrónny prenos dát a zvláda opravu chýb pomocou ARQ a FEC.
Pripojenie pomocou Bluetooth
Spárovanie zariadení
Pripojenie zariadení pomocou Bluetooth je jedinečný a jednoduchý spôsob bezdrôtového prepojenia zariadení. Párovanie zariadení zahŕňa registráciu a prepojenie dvoch zariadení s podporou Bluetooth, ako je smartfón a laptop, na výmenu údajov bez akýchkoľvek káblov. Párovanie zariadení:
- Zapnite Bluetooth na oboch zariadeniach.
- Na jednom zariadení vyberte druhé zariadenie zo zoznamu dostupných zariadení, ktorý sa zobrazí.
- Klepnite na tlačidlo „Párovať“ alebo „Pripojiť“.
- Medzi zariadeniami sa vymení kúsok kódu, aby sa zabezpečilo, že sú správne.
- Kód pomáha zabezpečiť, aby boli zariadenia správne a nie zariadenia niekoho iného.
- Proces párovania zariadení sa môže líšiť v závislosti od zariadenia, ktoré používate. Napríklad spárovanie iPadu s reproduktorom Bluetooth môže zahŕňať iný proces ako spárovanie smartfónu s notebookom.
Bezpečnostné hľadiská
Technológia Bluetooth je primerane bezpečná a zabraňuje náhodnému odpočúvaniu. Posun na rádiové frekvencie bráni ľahkému prístupu k prenášaným údajom. Technológia Bluetooth však prináša určité bezpečnostné riziká a pri jej používaní je dôležité myslieť na bezpečnosť. Tu je niekoľko bezpečnostných aspektov:
- Obmedzte aktivity Bluetooth na konkrétne druhy zariadení a obmedzte druhy povolených aktivít.
- Zapájajte sa do činností, ktoré sú povolené a vyhýbajte sa tým, ktoré nie sú povolené.
- Dávajte pozor na hackerov, ktorí sa môžu pokúsiť získať neoprávnený prístup k vášmu zariadeniu.
- Vypnite Bluetooth, keď sa nepoužíva.
- Vždy používajte najnovšiu verziu Bluetooth, ktorá ponúka vylepšenú šírku pásma a funkcie zabezpečenia.
- Buďte si vedomí rizík tetheringu, ktorý vám umožňuje zdieľať internetové pripojenie vášho zariadenia s inými zariadeniami.
- Párovanie zariadení vo verejnom priestore môže predstavovať riziko, ak sa v zozname dostupných zariadení objaví neznáme zariadenie.
- Technológia Bluetooth sa dá použiť na napájanie inteligentných zariadení, ako sú Amazon Echo alebo Google Home, ktoré sú prenosné a navrhnuté na použitie na cestách, napríklad na pláži.
Rozdiely
Bluetooth vs Rf
Dobre ľudia, zhromaždite sa a porozprávajte sa o rozdieloch medzi Bluetooth a RF. Teraz už viem, čo si myslíš, "Čo to sakra je?" No, dovoľte mi povedať, že sú to oba spôsoby bezdrôtového pripojenia vašich elektronických zariadení, ale majú dosť veľké rozdiely.
Najprv si povedzme o šírke pásma. RF alebo rádiová frekvencia má širšiu šírku pásma ako Bluetooth. Predstavte si to ako diaľnicu, RF je ako 10-prúdová diaľnica, zatiaľ čo Bluetooth je ako jednoprúdová cesta. To znamená, že RF dokáže spracovať viac dát naraz, čo je skvelé pre veci ako streamovanie videa alebo hudby.
Ale tu je háčik, RF vyžaduje viac energie na prevádzku ako Bluetooth. Je to ako rozdiel medzi Hummerom a Priusom. RF je Hummer pohlcujúci plyn, zatiaľ čo Bluetooth je ekologický Prius. Bluetooth vyžaduje na prevádzku menej energie, čo znamená, že ho možno integrovať do menších zariadení, ako sú slúchadlá do uší alebo inteligentné hodinky.
Teraz si povedzme, ako sa spájajú. RF využíva na prenos údajov elektromagnetické polia, zatiaľ čo Bluetooth využíva rádiové vlny. Je to ako rozdiel medzi kúzlom a rozhlasovým vysielaním. RF vyžaduje na fungovanie špeciálny vysielač, zatiaľ čo Bluetooth sa môže pripojiť priamo k vášmu zariadeniu.
RF však ešte nepočítajte, má v rukáve trik. RF môže využívať infračervenú (IR) technológiu na pripojenie zariadení, čo znamená, že nepotrebuje špeciálny vysielač. Je to ako tajné podanie ruky medzi zariadeniami.
Na záver si povieme niečo o veľkosti. Bluetooth má menšiu veľkosť čipu ako RF, čo znamená, že ho možno integrovať do menších zariadení. Je to ako rozdiel medzi obrovským SUV a kompaktným autom. Bluetooth je možné použiť v malých slúchadlách, zatiaľ čo RF je vhodnejšie pre väčšie zariadenia, ako sú reproduktory.
Takže tu to máte ľudia, rozdiel medzi Bluetooth a RF. Pamätajte, že RF je ako Hummer, zatiaľ čo Bluetooth je ako Prius. Vyberaj múdro.
záver
Bluetooth je teda štandard bezdrôtovej technológie, ktorý umožňuje zariadeniam komunikovať medzi sebou na krátku vzdialenosť.
Je to skvelé pre osobné siete a môžete ho použiť na uľahčenie života. Nebojte sa preto preskúmať všetky možnosti, ktoré ponúka.
Som Joost Nusselder, zakladateľ spoločnosti Neaera a marketingový pracovník s obsahom, otec a rád skúšam nové vybavenie s gitarou v centre mojej vášne a spolu s mojím tímom tvorím od roku 2020 podrobné blogové články. pomôcť verným čitateľom s tipmi na nahrávanie a gitaru.
