Det blå ljuset är på, du är ansluten till magin med bluetooth! Men hur fungerar det?
Bluetooth är en trådlös teknologistandard som gör det möjligt för enheter att kommunicera inom kort räckvidd (UHF-radiovågor i ISM-bandet från 2.4 till 2.485 GHz) bygga personligt nätverk (PAN). Det används i stor utsträckning för mobila enheter som headset och högtalare, vilket ger möjlighet att kommunicera och realisera många olika applikationer.
Låt oss titta på historien och tekniken bakom denna fantastiska trådlösa standard.
Förstå Bluetooth-teknik
Vad är Bluetooth?
Bluetooth är en trådlös teknikstandard som gör det möjligt för enheter att kommunicera med varandra över en kort räckvidd och bygga upp ett personligt nätverk (PAN). Det används ofta för att utbyta data mellan fasta och mobila enheter, vilket ger dem möjlighet att kommunicera och realisera ett brett utbud av applikationer. Bluetooth-teknik använder radiovågor i frekvens bandet 2.4 GHz, vilket är ett begränsat frekvensområde reserverat för industriella, vetenskapliga och medicinska (ISM) tillämpningar.
Hur fungerar Bluetooth?
Bluetooth-teknik innebär att skicka och ta emot data trådlöst mellan enheter som använder radiovågor. Tekniken använder en stadig ström av data, som överförs osynligt genom luften. Den typiska räckvidden för Bluetooth-enheter är cirka 30 fot, men det kan variera beroende på enheten och miljön.
När två Bluetooth-aktiverade enheter kommer inom räckhåll för varandra känner de igen och väljer varandra automatiskt, en process som kallas ihopparning. När de är ihopparade kan enheterna kommunicera med varandra helt trådlöst.
Vilka är fördelarna med Bluetooth?
Bluetooth-teknik erbjuder flera fördelar, inklusive:
- Enkelhet: Bluetooth-teknik är lätt att använda och gör att enheter kan kommunicera med varandra utan att involvera ledningar eller kablar.
- Bärbarhet: Bluetooth-teknik är designad för att kommunicera trådlöst mellan bärbara enheter, vilket gör den idealisk för användning när du reser.
- Säkerhet: Bluetooth-teknik gör det möjligt för förare att prata i sina mobiltelefoner handsfree, vilket gör det säkrare att köra.
- Bekvämlighet: Bluetooth-teknik gör det möjligt för användare att ladda ner bilder från sina digitalkameror eller koppla upp en mus till sin surfplatta utan några sladdar eller kablar.
- Samtidiga anslutningar: Bluetooth-teknik gör det möjligt för flera enheter att ansluta till varandra samtidigt, vilket gör det möjligt att lyssna på musik på ett headset samtidigt som man använder tangentbord och mus.
Etymologi
Den angliciserade versionen av ett skandinaviskt fornnordiskt epitet
Ordet "Bluetooth" är en anglicerad version av det skandinaviska fornnordiska epitetet "Blátǫnn", som betyder "blåtandad". Namnet valdes av Jim Kardach, en tidigare Intel-ingenjör som arbetade med utvecklingen av Bluetooth-teknik. Kardach valde namnet för att antyda att Bluetooth-teknik på liknande sätt förenar olika enheter, precis som kung Harald förenade danska stammar till ett enda kungarike på 10-talet.
Från galen hemspunnen idé till en vanlig användning
Namnet "Bluetooth" var inte resultatet av en naturlig utveckling, utan snarare en serie händelser som ledde till att ett varumärke byggdes. Enligt Kardach tittade han i en intervju på en History Channel-dokumentär om Harald Bluetooth när han kom på idén att döpa tekniken efter honom. Namnet lanserades vid en tidpunkt då webbadresserna var korta, och medgrundaren Robert medgav att "Bluetooth" helt enkelt var trevligt.
Från Googol till Bluetooth: The Lack of a Perfect Name
Grundarna av Bluetooth föreslog ursprungligen namnet "PAN" (Personal Area Networking), men det saknade en viss klang. De övervägde också den matematiska termen "googol", som är nummer ett följt av 100 nollor, men det ansågs för stort och ofattbart. Den nuvarande VD:n för Bluetooth SIG, Mark Powell, beslutade att "Bluetooth" var det perfekta namnet eftersom det återspeglade teknikens enorma indexerings- och personliga nätverkskapacitet.
Den oavsiktliga felstavningen som fastnade
Namnet "Bluetooth" stavas nästan "Bluetoo" på grund av brist på tillgängliga webbadresser, men stavningen ändrades till "Bluetooth" för att ge en vanligare stavning. Stavningen var också en nick till den danske kungens namn, Harald Blåtand, vars efternamn betyder "blå tand". Felstavningen var ett resultat av en språklig trolldom som massakrerade det ursprungliga namnet och resulterade i ett nytt namn som var catchy och lätt att komma ihåg. Som ett resultat blev den oavsiktliga felstavningen det officiella namnet på tekniken.
Historien om Bluetooth
Jakten på en trådlös anslutning
Bluetooths historia sträcker sig årtusenden tillbaka, men jakten på en trådlös anslutning började i slutet av 1990-talet. 1994 initierade Ericsson, ett svenskt telekommunikationsföretag, ett projekt med syftet att specificera en trådlös modul för en personlig basstation (PBA). Enligt Johan Ullman, då CTO för Ericsson Mobile i Sverige, kallades projektet "Bluetooth" efter Harald Gormsson, en död kung av Danmark och Norge som var känd för sin förmåga att förena människor.
Bluetooths födelse
1996 fick en holländare vid namn Jaap Haartsen, som arbetade för Ericsson vid den tiden, i uppdrag att leda ett team av ingenjörer för att studera genomförbarheten av en trådlös anslutning. Teamet drog slutsatsen att det var möjligt att uppnå en tillräckligt hög datahastighet med tillräcklig strömförbrukning för en mobiltelefon. Det logiska steget var att åstadkomma samma sak för bärbara datorer och telefoner på sina respektive marknader.
1998 öppnade industrin upp för att tillåta maximalt samarbete och integrering av uppfinningar, och Ericsson, IBM, Intel, Nokia och Toshiba blev undertecknare av Bluetooth Special Interest Group (SIG), med totalt 5 patent avslöjade.
Bluetooth idag
Idag har Bluetooth-tekniken drivit den trådlösa industrin framåt, med kraften att ansluta enheter sömlöst och trådlöst. Den maximala strömförbrukningen är låg, vilket gör den lönsam för användning i ett brett utbud av enheter. Införlivandet av Bluetooth-teknik i bärbara datorer och telefoner har öppnat upp nya marknader, och branschen fortsätter att tillåta maximalt samarbete och integration av uppfinningar.
Från och med 2021 finns det över 30,000 XNUMX patent relaterade till Bluetooth-teknik, och Bluetooth SIG fortsätter att revidera och uppdatera tekniken för att möta behoven på konsumentelektronikmarknaden.
Bluetooth-anslutningar: Säker eller inte?
Bluetooth-säkerhet: det goda och det dåliga
Bluetooth-teknik har revolutionerat sättet vi ansluter våra enheter. Det gör det möjligt för oss att utbyta data trådlöst, utan behov av kablar eller direktanslutningar. Denna uppfinning har gjort våra vardagliga aktiviteter extremt bekväma, men den kommer också med en skrämmande aspekt – faran för dåliga skådespelare som avlyssnar våra Bluetooth-signaler.
Vad kan du göra med Bluetooth?
Ansluta enheter trådlöst
Bluetooth-teknik gör att du kan ansluta olika enheter trådlöst, vilket eliminerar behovet av kablar och sladdar. Detta innebär att du kan uppleva ett mer sömlöst och bekvämt sätt att ansluta enheter. Vissa enheter som kan anslutas via Bluetooth inkluderar:
- smartphones
- Datorer
- Skrivare
- Möss
- tangentbord
- Hörlurar
- högtalare
- kameror
Överföra data
Med Bluetooth-teknik kan du också överföra data trådlöst mellan enheter. Det betyder att du snabbt och enkelt kan dela dokument, foton och andra filer utan att behöva använda kablar eller en internetanslutning. Några sätt du kan använda Bluetooth för dataöverföring är:
- Para ihop din telefon med din dator för att överföra filer
- Länka din kamera till din telefon för att omedelbart dela foton
- Anslut din smartklocka till din telefon för att ta emot aviseringar och styra din enhet
Förbättra din livsstil
Bluetooth-teknik har gjort det lättare att förbättra din livsstil på flera sätt. Till exempel:
- Hälso- och fitnessappar kan använda Bluetooth för att spåra dina tränings- och hälsodata, vilket ger dig en bättre förståelse för din allmänna hälsa och ditt välbefinnande.
- Smarta hemenheter kan styras via Bluetooth, så att du kan styra dina lampor, termostat och andra enheter från din telefon.
- Bluetooth-aktiverade hörapparater kan strömma ljud direkt från din telefon, vilket förbättrar kvaliteten på din lyssningsupplevelse.
Upprätthålla kontroll
Bluetooth-teknik låter dig också behålla kontrollen över dina enheter på ett antal sätt. Till exempel:
- Du kan använda Bluetooth för att fjärrstyra kamerans slutare, så att du kan ta bilder på avstånd.
- Du kan använda Bluetooth för att styra din TV, så att du kan justera volymen och byta kanal utan att behöva resa dig från soffan.
- Du kan använda Bluetooth för att styra din bilstereo, så att du kan strömma musik från din telefon utan att behöva röra din enhet.
Sammantaget är Bluetooth-teknik ett mångsidigt och användbart verktyg som kan användas på en mängd olika sätt för att förbättra våra liv. Oavsett om du vill ansluta enheter, överföra data eller behålla kontrollen över dina enheter, erbjuder Bluetooth en bra lösning.
Genomförande
Frekvens och spektrum
Bluetooth fungerar i det olicensierade frekvensbandet 2.4 GHz, som också delas av andra trådlösa tekniker inklusive Zigbee och Wi-Fi. Detta frekvensband är uppdelat i 79 angivna kanaler, var och en med en bandbredd på 1 MHz. Bluetooth använder en spridningsteknik för frekvenshoppning som delar upp de tillgängliga frekvenserna i 1 MHz-kanaler och utför adaptivt frekvenshopp (AFH) för att undvika störningar från andra enheter som arbetar i samma frekvensband. Bluetooth använder också Gaussisk frekvensskiftnyckel (GFSK) som moduleringsschema, vilket är en kombination av kvadraturfasskiftningsnyckel (QPSK) och frekvensskiftnyckel (FSK) och sägs ge momentana frekvensskiftningar.
Ihopparning och anslutning
För att upprätta en Bluetooth-anslutning mellan två enheter måste de först paras ihop. Parning innebär att man utbyter en unik identifierare som kallas länknyckel mellan enheterna. Denna länknyckel används för att kryptera data som överförs mellan enheterna. Parning kan initieras av båda enheterna, men en enhet måste fungera som initiator och den andra som svarsperson. När de är ihopparade kan enheterna upprätta en anslutning och bilda ett piconet, som kan innehålla upp till sju aktiva enheter åt gången. Initiatorn kan därefter initiera anslutningar med andra enheter och bilda ett scatternet.
Dataöverföring och lägen
Bluetooth kan överföra data i tre lägen: röst, data och sändning. Röstläge används för att överföra ljud mellan enheter, till exempel när du använder ett Bluetooth-headset för att ringa ett telefonsamtal. Dataläge används för att överföra filer eller annan data mellan enheter. Broadcast-läge används för att skicka data till alla enheter inom räckhåll. Bluetooth växlar snabbt mellan dessa lägen beroende på vilken typ av data som överförs. Bluetooth tillhandahåller även forward error correction (FEC) för att förbättra datatillförlitligheten.
Beteende och vaghet
Bluetooth-enheter är tänkta att lyssna och ta emot data endast när det är nödvändigt för att lätta bördan på nätverket. Beteendet hos Bluetooth-enheter kan dock vara något vagt och kan variera beroende på enheten och dess implementering. Att läsa en handledning om Bluetooth-implementering kan hjälpa till att klargöra en del av vagheten. Bluetooth är en ad hoc-teknik, vilket innebär att den inte kräver en centraliserad enhet för att fungera. Bluetooth-enheter kan nå varandra direkt utan att behöva en switch eller router.
Specifikationer och funktioner för Bluetooth
Interoperabilitet och kompatibilitet
- Bluetooth följer en uppsättning tekniska specifikationer som utvecklats av Bluetooth Special Interest Group (SIG) för att säkerställa interoperabilitet mellan olika enheter.
- Bluetooth är bakåtkompatibelt, vilket innebär att nyare versioner av Bluetooth kan fungera med äldre versioner av Bluetooth.
- Bluetooth har genomgått flera uppdateringar och förbättringar över tiden, med den nuvarande versionen Bluetooth 5.2.
- Bluetooth tillhandahåller en gemensam profil som tillåter enheter att dela data och funktionalitet, inklusive möjligheten att höra ljud, övervaka hälsa och köra applikationer.
Mesh-nätverk och Dual Mode
- Bluetooth har en separat mesh-nätverksprofil som tillåter enheter att samexistera och ge en pålitlig anslutning över ett större område.
- Bluetooth Dual Mode ger ett sätt för enheter att köra både klassisk Bluetooth och Bluetooth Low Energy (BLE) samtidigt, vilket ger bättre anslutning och tillförlitlighet.
- BLE är en förfinad version av Bluetooth som ger grundläggande dataöverföringsfunktioner och är lättare för konsumenter att ansluta till.
Säkerhet och reklam
- Bluetooth har en guide utvecklad av National Institute of Standards and Technology (NIST) för att säkerställa säkerheten för Bluetooth-anslutningar.
- Bluetooth använder en teknik som kallas reklam för att låta enheter upptäcka och ansluta till varandra.
- Bluetooth har utfasat vissa äldre funktioner som kan ha en inverkan på att stödet för dessa funktioner dras tillbaka i framtiden.
Sammantaget är Bluetooth en allmänt använd trådlös teknik som har genomgått många uppdateringar och förbättringar över tid för att ge bättre funktionalitet och tillförlitlighet. Med sitt utbud av funktioner och specifikationer fortsätter Bluetooth att vara ett populärt val för många utövare och konsumenter.
Tekniska detaljer för Bluetooth-teknik
Bluetooth-arkitektur
Bluetooth-arkitekturen består av en kärna som definieras av Bluetooth SIG (Special Interest Group) och en ersättning för telefoni som antagits av ITU (International Telecommunication Union). Kärnarkitekturen består av en stack som hanterar de universellt stödda tjänsterna, medan telefoniersättningen hanterar kommandots etablering, förhandling och status.
Bluetooth-hårdvara
Bluetooth-hårdvaran tillverkas med hjälp av RF CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) integrerade kretsar. Huvudgränssnitten för Bluetooth-hårdvaran är RF-gränssnittet och basbandsgränssnittet.
Bluetooth-tjänster
Bluetooth-tjänster ingår i Bluetooth-stacken och är i princip en uppsättning PDU:er (Protocol Data Units) som skickas mellan enheter. Följande tjänster stöds:
- Service Discovery
- Anslutningsetablering
- Anslutningsförhandling
- Dataöverföring
- Kommandostatus
Bluetooth-kompatibilitet
Bluetooth-teknik används ofta för personliga nätverk, vilket gör att enheter kan kommunicera trådlöst över begränsade avstånd. Bluetooth-enheter följer en uppsättning specifikationer och funktioner för att säkerställa kompatibilitet, inklusive användningen av en unik MAC-adress (Media Access Control) och möjligheten att köra Bluetooth-stacken. Bluetooth stöder även asynkron dataöverföring och hanterar felkorrigering med ARQ och FEC.
Ansluter med Bluetooth
Pairing Devices
Att ansluta enheter med Bluetooth är ett unikt och enkelt sätt att länka dina enheter trådlöst. Para ihop enheter innebär att man registrerar och länkar två Bluetooth-aktiverade enheter, till exempel en smartphone och en bärbar dator, för att utbyta data utan några sladdar. Så här parkopplar du enheter:
- Aktivera Bluetooth på båda enheterna.
- På en enhet väljer du den andra enheten från listan över tillgängliga enheter som visas.
- Tryck på knappen "Para ihop" eller "Anslut".
- En bit kod utbyts mellan enheterna för att säkerställa att de är de korrekta.
- Koden hjälper till att säkerställa att enheterna är de korrekta och inte någon annans enhet.
- Processen för att para ihop enheter kan variera beroende på vilken enhet du använder. Att koppla ihop en iPad med en Bluetooth-högtalare kan till exempel innebära en annan process än att para ihop en smartphone med en bärbar dator.
Säkerhetsöverväganden
Bluetooth-tekniken är rimligt säker och förhindrar slentrianmässig avlyssning. Övergången till radiofrekvenser förhindrar enkel åtkomst till de data som sänds. Men Bluetooth-tekniken erbjuder vissa säkerhetsrisker, och det är viktigt att ha säkerheten i åtanke när du använder den. Här är några säkerhetsöverväganden:
- Begränsa Bluetooth-aktiviteter till specifika typer av enheter och begränsa vilka typer av aktiviteter som är tillåtna.
- Delta i aktiviteter som är tillåtna och undvik sådana som inte är det.
- Var uppmärksam på hackare som kan försöka få obehörig åtkomst till din enhet.
- Inaktivera Bluetooth när den inte används.
- Använd alltid den senaste versionen av Bluetooth, som erbjuder förbättrad bandbredd och säkerhetsfunktioner.
- Var medveten om riskerna med internetdelning, vilket gör att du kan dela din enhets internetanslutning med andra enheter.
- Att para ihop enheter i ett offentligt område kan innebära en risk om en okänd enhet visas i listan över tillgängliga enheter.
- Bluetooth-teknik kan användas för att driva smarta enheter som Amazon Echo eller Google Home, som är bärbara och designade för att användas på språng, till exempel på stranden.
Skillnader
Bluetooth vs Rf
Okej gott folk, samlas och låt oss prata om skillnaden mellan Bluetooth och RF. Nu vet jag vad du tänker, "Vad i helvete är det?" Tja, låt mig berätta för dig, de är båda sätten att ansluta dina elektroniska enheter trådlöst, men de har några ganska stora skillnader.
Först och främst, låt oss prata om bandbredd. RF, eller radiofrekvens, har en bredare bandbredd än Bluetooth. Tänk på det som en motorväg, RF är som en 10-filig motorväg medan Bluetooth är som en enfilig väg. Detta innebär att RF kan hantera mer data på en gång, vilket är bra för saker som streaming av video eller musik.
Men här är haken, RF kräver mer kraft för att fungera än Bluetooth. Det är som skillnaden mellan en Hummer och en Prius. RF är den gasslukande Hummern, medan Bluetooth är den miljövänliga Prius. Bluetooth kräver mindre ström för att fungera, vilket innebär att den kan integreras i mindre enheter som hörlurar eller smartklockor.
Låt oss nu prata om hur de ansluter. RF använder elektromagnetiska fält för att överföra data, medan Bluetooth använder radiovågor. Det är som skillnaden mellan en magisk besvärjelse och en radiosändning. RF kräver en dedikerad sändare för att fungera, medan Bluetooth kan ansluta direkt till din enhet.
Men räkna inte bort RF än, den har ett trick i rockärmen. RF kan använda infraröd (IR) teknik för att ansluta enheter, vilket innebär att den inte behöver en dedikerad sändare. Det är som ett hemligt handslag mellan enheter.
Till sist, låt oss prata om storlek. Bluetooth har en mindre chipstorlek än RF, vilket innebär att den kan integreras i mindre enheter. Det är som skillnaden mellan en gigantisk SUV och en kompakt bil. Bluetooth kan användas i små hörsnäckor, medan RF är bättre lämpad för större enheter som högtalare.
Så där har ni det gott folk, skillnaden mellan Bluetooth och RF. Kom bara ihåg att RF är som en Hummer, medan Bluetooth är som en Prius. Välj vist.
Slutsats
Så, Bluetooth är en trådlös teknikstandard som gör det möjligt för enheter att kommunicera med varandra inom ett kort avstånd.
Det är bra för personligt nätverkande, och du kan använda det för att göra ditt liv enklare. Så var inte rädd för att utforska alla möjligheter det erbjuder.
Jag är Joost Nusselder, grundaren av Neaera och en innehållsmarknadsförare, pappa och älskar att testa ny utrustning med gitarr i hjärtat av min passion, och tillsammans med mitt team har jag skapat djupgående bloggartiklar sedan 2020 för att hjälpa trogna läsare med inspelningar och gitarrtips.
