Czym jest i jak działa Bluetooth


Najpierw mała i zabawna historia. W 1998 roku grupa inżynierów Intela otrzymała zadanie opracowania technologii radiowej krótkiego zasięgu, która mogłaby łączyć komputery, telefony i inne technologie. To zabawne, że największym problemem przy tworzenia była nazwa – żadna z proponowanych opcji nie pasowała do topowych Intelów. Wtedy kierownik projektu Jim Kardak usłyszał od znajomego opowieść o duńskim królu Haraldzie Sinezubie (uwaga: Bluetooth oznacza po angielsku niebieski ząb), który podbił wiecznie wojujące Danię i Norwegię, nawracając oba narody na chrześcijaństwo. Na chwilę zabrano symboliczną jednoczącą nazwę „Niebieski Ząb”. Jednak ze względu na problemy patentowe Intel nie był w stanie użyć nazwy Personal Area Networking, a nowa sieć pozostała „niebieskozębna”, a dziwne logo odzwierciedla pierwsze litery nazwy Harald Bluetooth (XB), zapisane alfabetem runicznym.

Aby lepiej zrozumieć różnice między nową i starą wersją, przyjrzyjmy się ogólnie, jak działa Bluetooth na przykładzie prostego przesyłania plików z jednego smartfona do drugiego. Czyli najpierw aktywujesz nadajnik radiowy pracujący w paśmie częstotliwości 2,4 GHz. Pierwszy smartfon zaczyna monitorować wszystkie sygnały w tych granicach, a drugi pinguje coś w rodzaju sygnału powitania. Po wykryciu siebie nadajnik pierwszego smartfona tworzy specjalny wzór fal radiowych, który zmienia się ponad tysiąc razy na sekundę, przeskakując pomiędzy częstotliwościami od 2,4 GHz do 2,48 GHz w niemal losowej kolejności. Okazuje się, że jest to coś w rodzaju unikalnego uścisku dłoni, dzięki któremu oba smartfony identyfikują się nawzajem i ignorują wszystkie inne aktywne urządzenia Bluetooth w zasięgu. Następnie rozpoczyna się proces wysyłania: dane są dzielone na pakiety (bloki danych zaprojektowane w określony sposób z instrukcjami składania z nich pliku źródłowego), a procesor odbiorcy przetwarza te pakiety, umieszcza je w jednym pliku i umieszcza w pamięci urządzenia. pamięć trwała. Ta zasada działania jest wspólna dla wszystkich urządzeń bezprzewodowych. Różnią się tylko zasady przesyłania danych i funkcje połączenia.

Aktualne wersje Bluetooth

Wersja Bluetooth: Prędkość: Nowe technologie:
Bluetooth 2 do 2,1 Mb/s Zwiększona szybkość transmisji danych w celu zwiększenia prędkości, subrating wąchania w celu zmniejszenia zużycia energii
Bluetooth 3 do 24 Mb/s Alternatywny adres MAC/PHY do szybkiej komunikacji
Bluetooth 4 do 1 Mb/s Bluetooth Low Energy, przyspieszenie
Bluetooth 5 do 2 Mb/s rozszerzenie zasięgu, łączenie łańcuchowe, pozycjonowanie

W tej chwili obecna wersja Bluetooth to 5.1. Większość nowoczesnych gadżetów używa „pięciu” i „czterech”, a trzecia i wcześniejsze wersje przechodzą na emeryturę i nie są szczególnie istotne. Ważne jest, aby zrozumieć, że nowe wersje protokołu działają również ze starymi. Oznacza to, że smartfon z piątą generacją Bluetooth można łatwo połączyć z gadżetem z Bluetooth 3.0. Zagrają jednak zgodnie z zasadami młodszej wersji, która nie umie robić wszystkiego, co starsza.

Bluetooth 2


Bluetooth 2.0 został udostępniony masowo w 2004 roku. Główną innowacją było obsługa dla Enhanced Data Rate (EDR) w celu przyspieszenia transferu danych. Nominalna prędkość EDR to około 3 Mb/s, choć w praktyce pozwoliło to zwiększyć prędkość do 2,1 Mb/s. Nieco później dodano funkcję rozszerzonego żądania specyfikacji urządzenia i energooszczędnej technologii Sniff Subrating, która pozwala wydłużyć czas działania urządzenia z jednego ładowania baterii o 3-10 razy.

Druga wersja i jej poprzednicy są obecnie używane głównie tam, gdzie nie jest potrzebne połączenie szybkości i głośności. Na przykład w kijach do selfie, gdzie tak naprawdę trzeba nacisnąć spust migawki aparatu. Lub proste myszy bezprzewodowe. Zwłaszcza odkąd

Bluetooth 3


Trzecia wersja została wydana w 2009 roku i poważnie zmieniła zasady protokołu ze względu na poważny wzrost prędkości. Teraz nowe moduły z obsługą Bluetooth 3 faktycznie połączyły dwa systemy radiowe: pierwszy faktycznie działa w standardzie Bluetooth 2.0 i zapewnia szybkość transferu 3 Mb/s, a drugi jest kompatybilny ze standardem 802.11 i zapewnia szybkość transmisji danych do 24 Mb/s . W rzeczywistości była to próba połączenia kilku istniejących technologii bezprzewodowych w jedną, co utorowało drogę do prawdziwie przełomowej czwartej wersji protokołu.

Bluetooth 4


Bluetooth czwartej generacji faktycznie łączył kilka protokołów komunikacyjnych: konwencjonalny, szybki (do 1 Mb/s) i energooszczędny. Ostatni z nich, Bluetooth Low Energy, był promowany jako idealne rozwiązanie dla miniaturowych urządzeń w dobie Internetu Rzeczy, ale był bardziej przydatny przy tworzeniu zestawów słuchawkowych, słuchawek bezprzewodowych i bransoletek fitness.

Również w czwartej wersji dwa urządzenia Bluetooth będą w stanie nawiązać połączenie w czasie krótszym niż 5 milisekund i utrzymać je w odległości do 100 m. W tym celu wykorzystywana jest zaawansowana korekcja błędów, a 128-bitowe szyfrowanie AES zapewnia niezbędny poziom bezpieczeństwa. Również w czwartej wersji dodano obsługę pierwszych kodeków aptX do bezstratnej transmisji dźwięku. Najpopularniejszą obecnie jest modyfikacja Bluetooth 4.2, z bardziej złożoną i bezpieczniejszą procedurą nawiązywania połączenia między urządzeniami niż oryginalna modyfikacja.

Bluetooth 5


Obecnie aktualna wersja Bluetooth to wersja 5.0 i 5.1. „Piątka” została wprowadzona latem 2016 roku i wyróżnia się zwiększonym zasięgiem (do 40 metrów w pomieszczeniach i 200 metrów na zewnątrz), zwiększoną przepustowością (teoretycznie może to być 6,25 Mb/s, ale w praktyce okazuje się około 2 Mb/s) i zmniejszone zużycie energii. Istnieje również ważna funkcja połączenia szeregowego urządzeń z Internetem rzeczy (IoT). Dane można teraz przesyłać nie tylko bezpośrednio z jednego urządzenia na drugie, na przykład ze smartfona do inteligentnej lodówki, ale także za pośrednictwem sieci pośredników, którymi są inne inteligentne gadżety domowe. Oznacza to, że nie wygląda już jak droga dwukierunkowa, ale rondo autostradowe, po którym wiele samochodów porusza się w kilkunastu różnych kierunkach.


Chociaż wszystkie ulepszenia zostały wprowadzone z myślą o inteligentnym domu, najwięcej wygrały bezprzewodowe głośniki, słuchawki i inne urządzenia muzyczne. Dzięki zwiększeniu szybkości przesyłania danych i zastosowaniu nowych kodeków jakość dźwięku znacznie się poprawiła. Na przykład nowa wersja kodeka aptX HD obsługuje 24-bitową jakość muzyki Bluetooth do 48 kHz. Kolejnym osiągnięciem jest stosunek sygnału do szumu, który sięga 129 dB, a jest to już wartość, która nie jest dostępna we wszystkich nowoczesnych przetwornikach cyfrowo-analogowych na poziomie odniesienia. Jednak nawet bez wsparcia dla kodeków takich jak AptX brzmią wielokrotnie lepiej, choć nie na poziomie konwencjonalnych modeli przewodowych, ale bardzo blisko.

Nieco później ukazała się wersja 5.1, w której nacisk położono na pracę z lokalizacją. Urządzenia nie tylko będą w stanie zrozumieć, że są blisko tagu Bluetooth, ale także określić kierunek jego ruchu. Wyobraź sobie przyszłość, w której nawet prosty pilot do telewizora i brelok stały się „inteligentne”. Ich utrata w mieszkaniu nie będzie już problemem.

Kupuję gadżet. Jakiej wersji Bluetooth potrzebuję?


Smartfony. Jak już pisaliśmy, do przesyłania dźwięku w wysokiej jakości wystarczy wersja 4.2. Jednak nadal szukalibyśmy modeli z bardziej nowoczesnym modułem, ponieważ kosztują mniej więcej tyle samo, ale mogą więcej. Co więcej, odbiorniki Bluetooth piątej generacji są teraz instalowane nawet w niedrogich modelach za 180 - 200 USD. Na przykład .

Akustyka przenośna. Nie ma tu również jednoznacznej odpowiedzi, wiele dobrych modeli działa dobrze na Bluetooth 4.2, inne na Bluetooth 5.0 mogą brzmieć gorzej. Nie da się jednoznacznie powiedzieć, jaki jest tego powód, ponieważ wydajność samego głośnika jest znacznie ważniejsza dla jakości dźwięku. Najważniejsze, że wersja nie jest niższa niż 4.2, ponieważ tam prędkość transferu będzie słabsza. Jednak zużycie energii w nowych modelach jest bardziej ekonomiczne. Chociaż tutaj znowu wszystko zależy bardziej od pojemności wbudowanego akumulatora.

Słuchawki bezprzewodowe. To taka sama sytuacja, jak w przypadku głośników bezprzewodowych. Wydają się być doskonałymi modelami z BT 4.2, takimi jak , które brzmią świetnie nawet ze zwykłym smartfonem z Androidem bez kodeków AptX. I są wręcz przeciwnie, takie sobie modele z obsługą 5.0. Modne teraz w pełni bezprzewodowe modele True Wireless współpracują również z czwartą i piątą wersją.

Bezprzewodowe gamepady. Z tą kategorią jest ogólnie minimum kłopotów, ponieważ popularne modele, takie jak i odpowiednio przesyła sygnał za pomocą drugiej i trzeciej wersji Bluetooth. Dlatego do połączenia z komputerem wystarczy najprostszy odbiornik BT.

Inteligentne zegarki i bransoletki. Wiele modeli 2018 działa z protokołem 4.2, podczas gdy najnowsze smartwatche i monitory fitness przeszły na protokół piątej generacji. W przypadku „piątki” podstawową wygodą jest autonomia i zasięg. Smartfon można rzucić na drugi koniec mieszkania i nadal będzie miał mocny kontakt z gadżetem na nadgarstek. O ile oczywiście nie jesteś potomkiem angielskiego lorda i nie mieszkasz w ogromnej rezydencji z 5 sypialniami.

„Inteligentne” rzeczy do inteligentnego domu. Do inteligentnych gadżetów, takich jak inteligentne żarówki, gniazdka i złożone systemy bezpieczeństwa, takie jak im wyższa wersja Bluetooth, tym lepiej. Jednak to w teorii. W praktyce pełnowartościowy Internet rzeczy również nie nadszedł, a w oczekiwaniu na postęp inteligentne gadżety korzystają z bardziej znanego połączenia Wi-Fi.

Więcej o tym, co jest ciekawe w koncepcji inteligentnego domu, dowiesz się z naszego materiału „Czym jest inteligentny dom: funkcje, rodzaje, komponenty i ekosystemy”.