Приветствую читателей! Сегодня я хочу сделать небольшой обзор на когда-то очень популярную беспроводную технологию, которая хоть и уступила первенство более современному WiFi, но все же во многих случаях является более удобной и до сих пор применяется. Речь идет о Bluetooth — что это такое и для чего нужен блютуз в смартфоне или ноутбуке? Появилась технология в 1998 году благодаря усилиям нескольких компаний, среди которых IBM, Ericsson, Intel, Toshiba, Nokia. В наше время все разработки в области Bluetooth ведутся компаний Bluetooth SIG, куда, например, входят Lucent, Microsoft и рядом других компаний. А значок «голубого зуба» вы найдете на большинстве коробок от ТВ, мобильных телефонов, часов, планшетов и т.д. — очень многие современные цифровые устройства Bluetooth поддерживают.
Что такое Bluetooth?
Bluetooth (блютуз) — это технология передачи информации по беспроводному каналу. Отличается от других небольшим расстоянием связи, а также и малым объемом и скоростью обмена данными
Для чего нужен блютуз в смартфоне или ноутбуке?
Основным назначением Bluetooth как в мобильном телефоне, так и на ноутбуке или любом другом беспроводном девайсе является обеспечение эргономичной (по части потребляемого тока), а главное дешёвой радиосвязи между различными электронными устройствами. При этом компоненты блютуз очень небольшие по размером, что позволяет применять его в совсем небольших девайсах, например, в фитнес браслетах, наушниках и т.д.
В интерфейсе Bluetooth возможна как передача голоса (со скоростью в 64 кбит/сек), а также и других данных. Чтобы передавать информацию, может использоваться как асимметричный метод передачи, тогда скорость составляет 721 кбит/сек в одном направлении и всего 57,6 кбит/сек в другом, так и симметричный метод, тогда скорость передачи данных в обе стороны ограничена скоростью 432,6 кбит/сек.
В цифровых устройствах Bluetooth-чип, являющийся приемопередатчиком, позволяет в зависимости от мощности устанавливать связь на расстоянии либо 10 метров, либо 100 метров. Такая разница в расстояниях существенна, однако передатчик, обеспечивающий связь на 10 метрах, потребляет совсем немного энергии, а также имеет компактный размер и небольшую совокупную стоимость компонентов. В режиме ожидания такой передатчик потребляет всего 0.3 мА, а в режиме обмена информацией 30 мА.
Основной принцип работы устройств Bluetooth-технологии — принцип FHSS, который расшифровывается как Frequency-Hopping Spread Spectrum или метод расширения спектра.
Если упрощать описание этого метода, то можно описать его так: все передаваемые данные передатчик разбивает на пакеты, которые затем передаёт с помощью псевдослучайного алгоритма скачкообразной перестройки частоты (порядка 1600 раз в секунду) или с помощью шаблона, состоящего из 79 подчастот. При этом «понимание» между устройствами возникает только когда, если они настроены на один и то же шаблон, для других же устройств вся эта информация будет просто шумом.
Основной структурный элемент Bluetooth-сети — пикосеть, это своего рода совокупность от 2 до 8 устройств, которые работают по одному и тому же шаблону. В каждой такой пикосети один из девайсов обязательно работает как «Master» (главное/основное), а все остальные как «Slave», то есть подчиненные. Главное устройство определяет шаблон, по которому будет работать вся пикосеть, а также синхронизирует работу сети. На практике это свойство наиболее заметно при использовании беспроводных наушников. Когда управление отключением гарнитуры от телефона по Bluetooth происходит с одного из модулей.
Технология Bluetooth позволяет соединить до 10 независимых и синхронизированных друг с другом пикосетей в «scatternet». Чтобы подобное стало возможно, каждая пара пикосетей должна иметь по меньше мере одно общее устройство, являющееся master’ом в одной сети и slave’ом в другой. Диапазон частот Bluetooth с большинстве стран свободен от лицензирования, однако в ряде стран (Франции, Японии, Испании) из-за местного законодательства необходимо использовать другие, нестандартные частоты.
Что касается безопасности Bluetooth-соединения, то кроме необходимости синхронизации приёмопередачи и различными махинациями с частотными шаблонами, в стандарте также поддерживается шифрование данных с ключом эффективной длиной от 8 до 128 бит, при этом существует также возможность выбора односторонней и даже двусторонней аутентификации. Кроме этого стоит отметить, что стандарт Bluetooth разрабатывался таким образом, чтобы свести воздействие на организм человека к минимуму.
Использование Bluetooth на телефоне, ноутбуке и других устройствах
Использование Bluetooth будет эффективным и оправданным в так называемых персональных сетях, в которые могут входить совершенно различные устройства, как сотовые телефоны, MP3-плееры, компьютеры, так и микроволновые печи с холодильниками. Так как с помощью технологии возможно передавать не только служебную информацию, но и аудио или даже видео, это обусловило появление беспроводных устройств для мобильных телефонов. На практике по блютуз к смартфону можно подключить:
Кроме всего вышеперечисленного через беспроводную связь Bluetooth можно:
Интерфейс Bluetooth лучше всего приспособлен для тех случаев, когда нет необходимости в совсем высоких скоростях, но требуется связать устройства беспроводной связью и при этом не выйти за рамки минимального бюджета. Большим преимуществом на пути развития Bluetooth также стал факт не обязательного лицензирования технологии, а значит, её использование не требует выплаты лицензионных отчислений. Поэтому многие компании включились в процесс разработки устройств, поддерживающих интерфейс Bluetooth, тех же телефонов и ноутбуков. А также гаджетов, обеспечивающих переход с кабельных интерфейсов на эту технологию — наушников, колонок, пультов управления, устройств ввода и так далее.
Самыми популярными сегодня примерами использования Bluetooth устройств являются следующие:
Я как раз очень часто использую последний способ, если нужно быстро перекинуть какой-то небольшой документ, так как он требует гораздо меньших настроек, чем тот же WiFi. Как я говорил, очень многие современные девайсы имеют поддержку Bluetooth из коробки. Однако если, например, в вашем компьютере нет такого модуля, то его можно приобрести отдельно — на рынке огромное количество Bluetooth-адаптеров, в основном подключаемых по USB. Так что обеспечить данной беспроводной технологией компьютер или ноутбук не составит труда.
Давно и прочно в наш повседневный обиход вошли телефонные гарнитуры, беспроводные наушники и колонки. Они не только позволяют избавиться от постоянно путающихся под ногами проводов, но и помогают отвечать на звонки не отрываясь от работы без использования рук. Например, во время управления автомобилем.
Есть примеры и более интересного использования «голубого зуба». Сегодня уже ни для кого не секрет, что существуют устройства умного дома, которые соединяются между собой по Bluetooth. Например, Xiaomi Aqara Smart Home Kit, состоящий из нескольких датчиков. Или светодиодные лампочки. В зависимости от модели управление ими происходит либо по WiFi, либо по Bluetooth из мобильного приложения, которое установлено на телефон. Более того, к нем можно подключить не один, а сразу несколько сразу несколько источников света по всей квартире, объединив их в цельную систему.
До сих пор про устройства и технологию Bluetooth на блоге было очень мало статей, и теперь я планирую устранить этот недостаток, так что ждите новых обзоров и уроков с примерами различных подключений через данный вид беспроводной связи.