Стандарт Bluetooth mesh можно использовать, например, для передачи данных с датчика в одной комнате на компьютер в другой комнате того же дома. Информация передается через промежуточные узлы: смартфоны, планшеты, компьютеры и любые другие устройства, поддерживающие эту технологию.
Почему Bluetooth называется именно так — «синий зуб»?
Bluetooth сегодня повсеместно распространен — телефоны, компьютеры, телевизоры, гарнитуры — это вездесущий стандарт, который позволяет нашим устройствам соединяться без проводов.
Но почему его назвали именно «Bluetooth», что в переводе означает — «синий зуб».
Что такое Bluetooth
Bluetooth — это беспроводная технология с низким энергопотреблением и малым радиусом действия, которая позволяет электронным устройствам соединяться и обмениваться данными. Вы можете подключать самые разные вещи, например, наушники к телефону или динамик к телевизору, но даже у этой технологии есть свои ограничения. Он стабильно работает в пределах 100 метров, хотя более новые версии — Bluetooth 5.0 — должны поддерживать связь в радиусе 1500 метров.
Когда вы включаете Bluetooth, радиопередатчик со скачкообразным изменением частоты передает данные между десятками коротковолновых каналов УВЧ. Это означает, что чипсеты в телефоне и беспроводной гарнитуре распознают друг друга и взаимодействуют посредством сигнала, который скачет туда-сюда между радиочастотами сотни раз в секунду. Такое переключение по принципу «хоп-хоп» снижает уровень помех и обеспечивает надежное соединение. Однако нет уверенности в том, что устройства с поддержкой Bluetooth используют один и тот же алгоритм обмена данными. Bluetooth использует кодеры, которые кодируют и декодируют данные в специальные пакеты для упрощения передачи. Существует множество кодеров (SBC, AAC, APTX и LDAC), которые поддерживают различную глубину данных и оказывают влияние на энергопотребление, скорость передачи, качество звука, стабильность диапазона и так далее. Однако наиболее универсальным является SBC (Low Complexity Subband Coding), которое встречается во многих устройствах. Остальные вышеперечисленные опции интегрируются по желанию разработчика. Однако следует отметить, что два устройства Bluetooth должны поддерживать один и тот же кодек. В противном случае по умолчанию выбирается кодек SBC, который обеспечивает среднее качество звука MP3.
Чем Bluetooth отличается от Wi-Fi
И Bluetooth, и Wi-Fi используют радиосигналы для беспроводной связи. Проще говоря, Wi-Fi — это мощная точка доступа для подключения устройств к Интернету, позволяющая быстро передавать большие объемы данных. Wi-Fi быстрее, безопаснее, имеет больший радиус действия, поддерживает больше пользователей и предлагает различные возможности настройки. Соединения Bluetooth обычно имеют мощность не более 2,5 мВт, низкое энергопотребление, низкую скорость и используются для прямой и простой передачи данных между двумя устройствами. Попробуйте передать несколько десятков мегабайт другу через Bluetooth, и вы сразу увидите, насколько различны эти соединения.
Ericsson считается основной компанией, разработавшей Bluetooth, хотя IBM, Intel, Nokia и Toshiba представили аналогичные технологии. Однако первым мобильным телефоном с поддержкой Bluetooth стал Ericsson T39, выпущенный в 2001 году. Бывший инженер компании, Яап К. Хаартсен, впоследствии был признан гением и в 2015 году включен в Национальный зал славы изобретателей США за создание основ беспроводных технологий.
Поскольку Bluetooth есть в телефонах у всех, и это не T39, Ericsson не спешил патентовать эту разработку. Фактически, в 1998 году была создана некоммерческая группа по интересам Bluetooth для стандартизации всех разработок различных компаний в области беспроводных технологий. Затем группа установила спецификации для электропитания и связи, которые должны соблюдать производители устройств, чтобы получить лицензию Bluetooth.
Принцип действия
Спецификация Bluetooth 1.0 была официально представлена в 1999 году и привела к выпуску первых устройств, использующих эту технологию. Телефоны Ericsson R520m и T36m были выпущены с улучшенной беспроводной функциональностью. В этот момент появились «те странные люди», которые разговаривают сами с собой. Поначалу было непривычно видеть человека с беспроводной гарнитурой.
Если мы немного подробнее рассмотрим принцип действия, то доберемся до деталей того, как работает технология. Bluetooth использует радиоволны. Он работает на частотах 2402-2480 МГц или 2400-2483,5 МГц, которые являются частью всемирного диапазона ISM для промышленности, науки и медицины. Технология разделяет передаваемые данные на пакеты и передает каждый пакет по одному из 79 выделенных каналов.
В течение последующих двадцати лет Bluetooth был усовершенствован. Наиболее важными версиями были версия 2.0. с расширенной скоростью передачи данных (EDR). Версия 4.0 в 2014 году включала классические протоколы, высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением. На 2019 год была анонсирована версия 5.1, которая будет определять направление сигнала.
Устройства с Блютус
Устройства, подключенные через Bluetooth, не обязательно должны находиться в зрительном контакте друг с другом. Однако сигнал нарушается или прерывается из-за чрезмерного количества препятствий. Официально радиостанции категории 3 имеют радиус действия до 1 метра, категории 2, которая чаще используется в мобильных устройствах, — до 10 метров, а категории 1, которая в основном применяется в промышленных целях, — до 100 метров.
Современные соединения Bluetooth могут связывать автомобили с телефонами и принтеры с компьютерами. Система открывает возможности, которые были недоступны при проводном подключении. С помощью этой технологии один человек может дистанционно управлять всем — от прослушивания музыки до приготовления кофе. Умные часы и даже тренажеры синхронизируются со смартфоном через Bluetooth. Например, компания Puma в конце 2018 года перезапустила свои кроссовки RS Computer 80s с модулем Bluetooth 4.0.
Как подключаться через Bluetooth
Для подключения через Bluetooth необходимо активировать функцию на всех задействованных устройствах. Два гаджета могут быть подключены по схеме «точка-точка» или несколько по схеме «точка-многоточка». В обоих случаях один гаджет является ведущим, а до 7 других гаджетов — ведомыми. Например, часы и наушники могут быть подключены к смартфону одновременно. Подключение делится на две фазы: Подключение устройства, которое должно быть найдено другими устройствами, и подключение самих устройств.
Подключение устройства таким образом, чтобы его «видели» другие устройства: Для этого должен быть активирован Bluetooth. Каждый гаджет активирует функцию по-своему. Например, при использовании наушников, колонок или наушников иногда достаточно нажать определенную кнопку. На ноутбуках и ПК необходимо найти «Bluetooth» в настройках WLAN. При активации они запрашивают «разрешение на открытие». Это означает, что после активации устройства оно появится в списке всех близлежащих устройств. В любом случае, в инструкции будет указано, как активировать Bluetooth.
Подключите устройство, которое должно «видеть» активированный гаджет. В большинстве случаев это смартфон: необходимо активировать «Bluetooth» в настройках. Затем нажмите на заголовок «Поиск». В списке появятся все устройства, выполнившие вышеуказанный пункт. Выберите нужную опцию. Иногда система запрашивает пароль, который либо указан в инструкции к устройству, либо по умолчанию равен «0000». После выполнения всех требований технология готова к использованию.
Первое поколение
Первая версия протокола называлась Bluetooth 1.0 и вышла в 1998 году, и люди жаловались на нее — как предприятия, так и обычные пользователи — на совместимость устройств, трудности с настройкой и так далее.
К сожалению, возникли проблемы с совместимостью — не все устройства быстро и эффективно распознавали все Bluetooth-устройства в окружении. Кроме того, разные устройства имели разные версии радиомодуля, поэтому было возможно, что два устройства с, казалось бы, одинаковыми версиями Bluetooth не могли распознать друг друга.
Вскоре после этого появилось обновление 1.0B. В 2000 году была выпущена версия Bluetooth 1.1, которая содержала множество усовершенствований, включая возможность определения силы сигнала беспроводного соединения и передачи данных по незашифрованным каналам. И в большинстве случаев устройства могли видеть друг друга. Конечно, были и проблемы, но в целом все работало так, как было задумано.
Bluetooth был доступен с версии 1.2, которая обеспечивала более высокую пропускную способность (до 1 Мбит/с) и улучшенную помехоустойчивость. Кроме того, была введена поддержка A2DP, позволяющая передавать стереозвук.
Версия 2.0
Через четыре года после выхода Bluetooth 1.1 появился Bluetooth 2.0. Конечно, в нем было много улучшений по сравнению с предыдущим поколением. Вот основные моменты:
- Увеличенная до 3 Мб/с скорость передачи данных. Правда, это была теоретическая скорость, на практике этот показатель составлял примерно 2 Мб/с.
- Появление EDR, что улучшило качество приема и передачи.
- Возможность работать одновременно с несколькими устройствами.
В последней версии 2.1 энергопотребление снижено в пять раз, а безопасность данных значительно повышена.
А теперь — версия 3.0
Здесь улучшено все и вся. Разработчики пошли дальше, особенно в улучшении скорости передачи данных. Теоретический предел ширины канала составляет 24 Мб/с. На практике он оказался немного ниже, но все же намного выше, чем в версии 2.0.
Интересно, что версия 3.0 включает в себя версию 2.0. Более новая использовалась, когда нужно было передать большой объем данных. Более ранняя версия использовалась, когда файл был небольшим и не требовалась действительно высокая скорость передачи.
Почему Bluetooth — «синий зуб»
В X веке Норвегией и Данией правил король Харальд I Галльский Датчанин. По одной из версий, он получил свое прозвище из-за темного цвета зубов, что не означает, что они действительно были синими, но слово «blå» очень похоже на слово «синий». Группа Bluetooth ведет свое название от имени менеджера Intel Джима Кардаха, который предложил эту технологию на встрече по стандартизации между Intel, Ericsson и Nokia в 1996 году. «Король Харальд Синий прославился тем, что объединил Скандинавию, точно так же, как мы намерены объединить компьютерную индустрию и индустрию мобильных телефонов с помощью беспроводных сетей малого радиуса действия», — сказал тогда Кардах.
Согласно официальной истории группы по интересам Bluetooth, название должно было быть изменено на RadioWire, но они не успели сделать это до запуска. Однако теперь у Bluetooth есть отличительный знак, состоящий из смеси рун, представляющих инициалы короля.
