Modra lučka sveti, povezani ste s čarovnijo bluetootha! Toda kako deluje?
Bluetooth je a brezžična tehnološki standard, ki napravam omogoča komunikacijo v kratkem dosegu (radijski valovi UHF v pasu ISM od 2.4 do 2.485 GHz) izgradnja osebnega omrežja (PAN). Široko se uporablja za mobilne naprave, kot so slušalke in zvočniki, saj omogoča komunikacijo in izvajanje širokega spektra aplikacij.
Oglejmo si zgodovino in tehnologijo za tem neverjetnim brezžičnim standardom.
Razumevanje tehnologije Bluetooth
Kaj je Bluetooth?
Bluetooth je standard brezžične tehnologije, ki napravam omogoča medsebojno komunikacijo na kratkem dosegu in tako gradi osebno omrežje (PAN). Široko se uporablja za izmenjavo podatkov med fiksnimi in mobilnimi napravami, kar jim daje možnost komunikacije in izvajanja širokega spektra aplikacij. Tehnologija Bluetooth uporablja radijske valove v frekvenca pas 2.4 GHz, kar je omejeno frekvenčno območje, rezervirano za industrijske, znanstvene in medicinske (ISM) aplikacije.
Kako deluje Bluetooth?
Tehnologija Bluetooth vključuje brezžično pošiljanje in prejemanje podatkov med napravami z uporabo radijskih valov. Tehnologija uporablja stalen tok podatkov, ki se nevidno prenašajo po zraku. Običajni doseg za naprave Bluetooth je približno 30 čevljev, vendar se lahko razlikuje glede na napravo in okolje.
Ko sta dve napravi, ki podpirata Bluetooth, v dosegu druga druge, se samodejno prepoznata in izbereta, kar se imenuje združevanje. Ko sta napravi seznanjeni, lahko med seboj komunicirata popolnoma brezžično.
Kakšne so prednosti Bluetootha?
Tehnologija Bluetooth ponuja številne prednosti, vključno z:
- Enostavnost: tehnologija Bluetooth je enostavna za uporabo in napravam omogoča medsebojno komunikacijo brez žic ali kablov.
- Prenosljivost: tehnologija Bluetooth je zasnovana za brezžično komunikacijo med prenosnimi napravami, zaradi česar je idealna za uporabo na potovanjih.
- Varnost: tehnologija Bluetooth voznikom omogoča prostoročno pogovarjanje po mobilnih telefonih, zaradi česar je vožnja varnejša.
- Priročnost: tehnologija Bluetooth omogoča uporabnikom, da prenesejo fotografije iz svojih digitalnih fotoaparatov ali priključijo miško na svoj tablični računalnik brez žic ali kablov.
- Hkratne povezave: Bluetooth tehnologija omogoča, da se več naprav poveže med seboj hkrati, kar omogoča poslušanje glasbe na slušalkah, medtem ko uporabljate tudi tipkovnico in miško.
etimologija
Anglizirana različica skandinavskega staronordijskega epiteta
Beseda »Bluetooth« je anglizirana različica skandinavskega staronordijskega epiteta »Blátǫnn«, ki pomeni »modrozob«. Ime je izbral Jim Kardach, nekdanji Intelov inženir, ki je delal na razvoju tehnologije Bluetooth. Kardach je izbral ime, ki namiguje, da tehnologija Bluetooth podobno združuje različne naprave, tako kot je kralj Harald v 10. stoletju združil danska plemena v eno samo kraljestvo.
Od nore domače ideje do običajne uporabe
Ime "Bluetooth" ni rezultat naravnega razvoja, temveč niz dogodkov, ki so pripeljali do izgradnje blagovne znamke. Kardach pravi, da je v intervjuju gledal dokumentarec History Channel o Haraldu Bluetoothu, ko je prišel na idejo, da bi tehnologijo poimenoval po njem. Ime je bilo uvedeno v času, ko so bili URL-ji kratki, soustanovitelj Robert pa je priznal, da je »Bluetooth« preprosto nekako prijeten.
Od Googola do Bluetootha: pomanjkanje popolnega imena
Ustanovitelji Bluetootha so sprva predlagali ime "PAN" (Personal Area Networking), vendar mu je manjkal določen obroč. Upoštevali so tudi matematični izraz »googol«, ki je številka ena, ki mu sledi 100 ničel, vendar se je zdel preobsežen in nepredstavljiv. Trenutni izvršni direktor Bluetooth SIG, Mark Powell, se je odločil, da je "Bluetooth" popolno ime, ker odraža neizmerno indeksiranje in osebne omrežne zmogljivosti tehnologije.
Nenamerna črkovalna napaka, ki se je zataknila
Ime »Bluetooth« je bilo zaradi pomanjkanja razpoložljivih URL-jev skoraj črkovano »Bluetoo«, vendar je bilo črkovanje spremenjeno v »Bluetooth«, da bi zagotovili pogostejše črkovanje. Črkovanje je bilo tudi prikimavanje imenu danskega kralja Haralda Blåtanda, čigar priimek pomeni »modri zob«. Napačno črkovanje je bilo posledica jezikovnega čarovništva, ki je uničilo izvirno ime in povzročilo novo ime, ki je bilo privlačno in si ga je bilo lahko zapomniti. Posledično je pomotoma črkovana napaka postala uradno ime tehnologije.
Zgodovina Bluetootha
Iskanje brezžične povezave
Zgodovina Bluetootha sega tisočletja nazaj, vendar se je iskanje brezžične povezave začelo v poznih devetdesetih letih. Leta 1990 je Ericsson, švedsko telekomunikacijsko podjetje, začelo projekt, katerega naloga je bila določiti brezžični modul za osebno bazno postajo (PBA). Po besedah Johana Ullmana, takratnega tehničnega direktorja Ericsson Mobile na Švedskem, se je projekt imenoval »Bluetooth« po Haraldu Gormssonu, mrtvem kralju Danske in Norveške, ki je bil znan po svoji sposobnosti združevanja ljudi.
Rojstvo Bluetootha
Leta 1996 je bil Nizozemec Jaap Haartsen, ki je takrat delal za Ericsson, imenovan za vodenje ekipe inženirjev, ki je preučila izvedljivost brezžične povezave. Ekipa je ugotovila, da je mogoče doseči dovolj visoko hitrost prenosa podatkov z ustrezno porabo energije za mobilni telefon. Logičen korak je bil doseči enako za prenosnike in telefone na njihovih trgih.
Leta 1998 se je industrija odprla, da bi omogočila maksimalno sodelovanje in integracijo izumov, Ericsson, IBM, Intel, Nokia in Toshiba pa so postali podpisniki Bluetooth Special Interest Group (SIG) s skupno 5 razkritimi patenti.
Bluetooth danes
Danes je tehnologija Bluetooth pognala brezžično industrijo naprej z močjo brezhibnega in brezžičnega povezovanja naprav. Največja poraba energije je nizka, zaradi česar je primeren za uporabo v številnih napravah. Vključitev tehnologije Bluetooth v prenosne računalnike in telefone je odprla nove trge, industrija pa še naprej dovoljuje maksimalno sodelovanje in integracijo izumov.
Od leta 2021 je več kot 30,000 patentov, povezanih s tehnologijo Bluetooth, Bluetooth SIG pa še naprej revidira in posodablja tehnologijo, da ustreza potrebam trga zabavne elektronike.
Povezave Bluetooth: varne ali ne?
Varnost Bluetooth: dobro in slabo
Tehnologija Bluetooth je spremenila način povezovanja naših naprav. Omogoča nam brezžično izmenjavo podatkov, brez kablov ali neposrednih povezav. S tem izumom so naše vsakodnevne dejavnosti izjemno priročne, prinaša pa tudi grozljiv vidik – nevarnost, da zlobni akterji prestrežejo naše signale Bluetooth.
Kaj lahko počnete z Bluetoothom?
Brezžično povezovanje naprav
Tehnologija Bluetooth vam omogoča brezžično povezovanje različnih naprav, kar odpravlja potrebo po kablih in vrvicah. To pomeni, da lahko izkusite bolj brezhiben in priročen način povezovanja naprav. Nekatere naprave, ki jih je mogoče povezati prek Bluetootha, vključujejo:
- Pametni telefoni
- Računalniki
- Tiskalniki
- Miši
- klaviature
- Slušalke
- Zvočniki
- Kamere
Prenos podatkov
Tehnologija Bluetooth omogoča tudi brezžično prenašanje podatkov med napravami. To pomeni, da lahko hitro in preprosto delite dokumente, fotografije in druge datoteke, ne da bi potrebovali kable ali internetno povezavo. Nekateri načini uporabe Bluetooth za prenos podatkov vključujejo:
- Seznanjanje telefona z računalnikom za prenos datotek
- Povezovanje fotoaparata s telefonom za takojšnjo skupno rabo fotografij
- Povezovanje vaše pametne ure s telefonom za prejemanje obvestil in nadzor vaše naprave
Izboljšanje vašega življenjskega sloga
Tehnologija Bluetooth je olajšala izboljšanje vašega življenjskega sloga na številne načine. Na primer:
- Aplikacije za zdravje in fitnes lahko uporabljajo Bluetooth za spremljanje podatkov o vaši vadbi in zdravju, kar vam omogoča boljše razumevanje vašega splošnega zdravja in dobrega počutja.
- Naprave pametnega doma je mogoče upravljati prek povezave Bluetooth, kar vam omogoča, da upravljate svoje luči, termostat in druge naprave iz telefona.
- Slušni aparati, ki podpirajo Bluetooth, lahko pretakajo zvok neposredno iz vašega telefona, kar izboljša kakovost vaše izkušnje poslušanja.
Ohranjanje nadzora
Tehnologija Bluetooth omogoča tudi ohranjanje nadzora nad vašimi napravami na številne načine. Na primer:
- Bluetooth lahko uporabite za daljinsko upravljanje zaklopa fotoaparata, kar vam omogoča fotografiranje na daljavo.
- Za upravljanje televizorja lahko uporabite Bluetooth, ki vam omogoča prilagajanje glasnosti in menjavanje kanalov, ne da bi morali vstati s kavča.
- Bluetooth lahko uporabite za upravljanje avtoradia, kar vam omogoča pretakanje glasbe iz telefona, ne da bi se morali dotakniti naprave.
Na splošno je tehnologija Bluetooth vsestransko in uporabno orodje, ki ga lahko uporabimo na različne načine za izboljšanje naših življenj. Ne glede na to, ali želite povezati naprave, prenesti podatke ali ohraniti nadzor nad svojimi napravami, je Bluetooth dobra rešitev.
Izvajanje
Frekvenca in spekter
Bluetooth deluje v nelicenciranem frekvenčnem pasu 2.4 GHz, ki si ga delijo tudi druge brezžične tehnologije, vključno z Zigbee in Wi-Fi. Ta frekvenčni pas je razdeljen na 79 določenih kanalov, vsak s pasovno širino 1 MHz. Bluetooth uporablja tehniko frekvenčnega skakanja razširjenega spektra, ki razpoložljive frekvence razdeli na 1 MHz kanale in izvede prilagodljivo skakanje frekvence (AFH), da se izogne motnjam drugih naprav, ki delujejo v istem frekvenčnem pasu. Bluetooth kot modulacijsko shemo uporablja tudi Gaussovo frekvenčno premikanje (GFSK), ki je kombinacija kvadraturnega faznega premikanja (QPSK) in frekvenčno premikanja (FSK) in naj bi zagotavljalo takojšnje frekvenčne premike.
Seznanjanje in povezava
Če želite vzpostaviti povezavo Bluetooth med dvema napravama, ju je treba najprej seznaniti. Seznanjanje vključuje izmenjavo enoličnega identifikatorja, imenovanega povezovalni ključ, med napravama. Ta povezovalni ključ se uporablja za šifriranje podatkov, ki se prenašajo med napravami. Seznanjanje lahko sproži katera koli naprava, vendar mora ena naprava delovati kot iniciator, druga pa kot odzivnik. Ko sta napravi seznanjeni, lahko vzpostavita povezavo in tvorita pikonet, ki lahko vključuje do sedem aktivnih naprav hkrati. Pobudnik lahko nato sproži povezave z drugimi napravami, ki tvorijo razpršeno mrežo.
Prenos podatkov in načini
Bluetooth lahko prenaša podatke v treh načinih: glas, podatki in oddajanje. Glasovni način se uporablja za prenos zvoka med napravami, na primer pri uporabi slušalk Bluetooth za telefoniranje. Podatkovni način se uporablja za prenos datotek ali drugih podatkov med napravami. Način oddajanja se uporablja za pošiljanje podatkov vsem napravam v dosegu. Bluetooth hitro preklaplja med temi načini, odvisno od vrste podatkov, ki se prenašajo. Bluetooth omogoča tudi popravljanje napak (FEC) za izboljšanje zanesljivosti podatkov.
Vedenje in nejasnost
Naprave Bluetooth naj bi poslušale in prejemale podatke le, ko je to potrebno za razbremenitev omrežja. Vendar pa je lahko delovanje naprav Bluetooth nekoliko nejasno in se lahko razlikuje glede na napravo in njeno izvedbo. Branje vadnice o implementaciji Bluetooth bo morda pomagalo razjasniti nekaj nejasnosti. Bluetooth je ad hoc tehnologija, kar pomeni, da za delovanje ne potrebuje centralizirane enote. Naprave Bluetooth lahko medsebojno dosežejo neposredno brez stikala ali usmerjevalnika.
Specifikacije in funkcije Bluetooth
Interoperabilnost in združljivost
- Bluetooth je v skladu z naborom tehničnih specifikacij, ki jih je razvila Bluetooth Special Interest Group (SIG), da zagotovi interoperabilnost med različnimi napravami.
- Bluetooth je združljiv nazaj, kar pomeni, da lahko novejše različice Bluetooth delujejo s starejšimi različicami Bluetooth.
- Bluetooth je bil skozi čas deležen številnih posodobitev in izboljšav, pri čemer je trenutna različica Bluetooth 5.2.
- Bluetooth ponuja skupni profil, ki napravam omogoča izmenjavo podatkov in funkcij, vključno z zmožnostjo poslušanja zvoka, spremljanja stanja in zagona aplikacij.
Mrežno omrežje in dvojni način
- Bluetooth ima ločen mrežasti profil, ki napravam omogoča sobivanje in zanesljivo povezavo na večjem območju.
- Dvojni način Bluetooth omogoča, da naprave hkrati izvajajo klasičen Bluetooth in Bluetooth Low Energy (BLE), kar zagotavlja boljšo povezljivost in zanesljivost.
- BLE je izpopolnjena različica Bluetootha, ki zagotavlja osnovno funkcijo prenosa podatkov in se uporabniki z njim lažje povežejo.
Varnost in oglaševanje
- Bluetooth ima vodnik, ki ga je razvil Nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo (NIST) za zagotavljanje varnosti povezav Bluetooth.
- Bluetooth uporablja tehniko, imenovano oglaševanje, ki omogoča napravam odkrivanje in povezovanje med seboj.
- Bluetooth je opustil nekatere starejše funkcije, ki bi lahko vplivale na umik podpore za te funkcije v prihodnosti.
Na splošno je Bluetooth široko uporabljena brezžična tehnologija, ki je bila skozi čas deležna številnih posodobitev in izboljšav, da bi zagotovila boljšo funkcionalnost in zanesljivost. S svojo paleto funkcij in specifikacij je Bluetooth še vedno priljubljena izbira za številne strokovnjake in potrošnike.
Tehnične podrobnosti tehnologije Bluetooth
Arhitektura Bluetooth
Arhitektura Bluetooth je sestavljena iz jedra, ki ga definira Bluetooth SIG (Special Interest Group), in zamenjave za telefonijo, ki jo je sprejela ITU (International Telecommunication Union). Osnovna arhitektura je sestavljena iz sklada, ki upravlja univerzalno podprte storitve, medtem ko nadomestna telefonija upravlja vzpostavitev, pogajanja in status ukaza.
Strojna oprema Bluetooth
Strojna oprema Bluetooth je izdelana z uporabo RF CMOS (komplementarna kovinsko-oksidna polprevodniška) integrirana vezja. Glavna vmesnika strojne opreme Bluetooth sta vmesnik RF in vmesnik osnovnega pasu.
Bluetooth storitve
Storitve Bluetooth so vključene v sklad Bluetooth in so v bistvu niz PDU-jev (podatkovnih enot protokola), ki se pošiljajo med napravami. Podprte so naslednje storitve:
- Storitev Discovery
- Vzpostavitev povezave
- Pogajanje o povezavi
- Prenos podatkov
- Status ukaza
Združljivost Bluetooth
Tehnologija Bluetooth se pogosto uporablja za osebna omrežja, saj napravam omogoča brezžično komunikacijo na omejenih razdaljah. Naprave Bluetooth se držijo nabora specifikacij in funkcij za zagotavljanje združljivosti, vključno z uporabo edinstvenega naslova MAC (Media Access Control) in zmožnostjo izvajanja sklada Bluetooth. Bluetooth podpira tudi asinhroni prenos podatkov in obravnava popravljanje napak z uporabo ARQ in FEC.
Povezovanje z Bluetoothom
Naprave za uparjanje
Povezovanje naprav prek Bluetooth je edinstven in enostaven način za brezžično povezovanje naprav. Seznanjanje naprav vključuje registracijo in povezovanje dveh naprav, ki podpirata Bluetooth, kot sta pametni telefon in prenosni računalnik, za izmenjavo podatkov brez žic. Naprave seznanite tako:
- Vklopite Bluetooth na obeh napravah.
- Na eni napravi izberite drugo napravo s seznama razpoložljivih naprav, ki se prikaže.
- Tapnite gumb »Seznani« ali »Poveži«.
- Med napravami se izmenja del kode, da se zagotovi, da so pravilne.
- Koda pomaga zagotoviti, da so naprave prave in ne naprave nekoga drugega.
- Postopek seznanjanja naprav se lahko razlikuje glede na napravo, ki jo uporabljate. Na primer, seznanjanje iPada z zvočnikom Bluetooth lahko vključuje drugačen postopek kot seznanjanje pametnega telefona s prenosnikom.
Varnostni premisleki
Tehnologija Bluetooth je razmeroma varna in preprečuje naključno prisluškovanje. Prehod na radijske frekvence onemogoča preprost dostop do podatkov, ki se prenašajo. Vendar tehnologija Bluetooth prinaša nekaj varnostnih tveganj, zato je pomembno, da pri njeni uporabi upoštevate varnost. Tukaj je nekaj varnostnih pomislekov:
- Omejite dejavnosti Bluetooth na določene vrste naprav in omejite vrste dovoljenih dejavnosti.
- Ukvarjajte se z dejavnostmi, ki so dovoljene, in se izogibajte tistim, ki niso.
- Bodite pozorni na hekerje, ki lahko poskušajo pridobiti nepooblaščen dostop do vaše naprave.
- Onemogočite Bluetooth, ko ni v uporabi.
- Vedno uporabljajte najnovejšo različico Bluetootha, ki ponuja izboljšano pasovno širino in varnostne funkcije.
- Zavedajte se tveganj pri povezovanju prek mobilnega telefona, ki vam omogoča skupno rabo internetne povezave vaše naprave z drugimi napravami.
- Seznanjanje naprav na javnem mestu lahko predstavlja tveganje, če se na seznamu razpoložljivih naprav pojavi neznana naprava.
- Tehnologijo Bluetooth je mogoče uporabiti za napajanje pametnih naprav, kot sta Amazon Echo ali Google Home, ki so prenosljive in zasnovane za uporabo na poti, na primer na plaži.
Razlike
Bluetooth proti Rf
V redu, ljudje, zberite se in se pogovorimo o razliki med Bluetooth in RF. Zdaj vem, kaj si mislite: "Kaj za vraga je to?" No, naj vam povem, da sta oba načina za brezžično povezovanje vaših elektronskih naprav, vendar imata nekaj precej velikih razlik.
Najprej se pogovorimo o pasovni širini. RF ali radijska frekvenca ima širšo pasovno širino kot Bluetooth. Predstavljajte si to kot avtocesto, RF je kot 10-pasovna avtocesta, medtem ko je Bluetooth kot enopasovna cesta. To pomeni, da lahko RF obdeluje več podatkov hkrati, kar je odlično za stvari, kot sta pretakanje videa ali glasbe.
Toda tukaj je ulov, RF za delovanje potrebuje več energije kot Bluetooth. To je kot razlika med Hummerjem in Priusom. RF je bencinski Hummer, medtem ko je Bluetooth okolju prijazen Prius. Bluetooth za delovanje potrebuje manj energije, kar pomeni, da ga je mogoče integrirati v manjše naprave, kot so ušesne slušalke ali pametne ure.
Zdaj pa se pogovorimo o tem, kako se povezujejo. RF za prenos podatkov uporablja elektromagnetna polja, Bluetooth pa radijske valove. To je kot razlika med čarobnim urokom in radijsko oddajo. RF za delovanje potrebuje namenski oddajnik, medtem ko se Bluetooth lahko poveže neposredno z vašo napravo.
Toda RF še ne štejte, saj ima v rokavu trik. RF lahko uporablja infrardečo (IR) tehnologijo za povezovanje naprav, kar pomeni, da ne potrebuje namenskega oddajnika. To je kot skrivno rokovanje med napravami.
Nazadnje se pogovorimo o velikosti. Bluetooth ima manjšo velikost čipa kot RF, kar pomeni, da ga je mogoče integrirati v manjše naprave. To je kot razlika med ogromnim terencem in kompaktnim avtomobilom. Bluetooth se lahko uporablja v majhnih ušesnih čepkih, medtem ko je RF bolj primeren za večje naprave, kot so zvočniki.
Torej, ljudje, razlika med Bluetooth in RF. Ne pozabite, da je RF kot Hummer, medtem ko je Bluetooth kot Prius. Izberite modro.
zaključek
Bluetooth je torej standard brezžične tehnologije, ki napravam omogoča medsebojno komunikacijo v kratkem dosegu.
Odličen je za osebno mreženje in z njim si lahko olajšate življenje. Zato se ne bojte raziskati vseh možnosti, ki jih ponuja.
Sem Joost Nusselder, ustanovitelj Neaere in tržnik vsebine, oče in rad preizkušam novo opremo s kitaro, ki je v središču moje strasti, in skupaj s svojo ekipo od leta 2020 ustvarjam poglobljene članke na blogu. pomagati zvestim bralcem z nasveti za snemanje in kitaro.
