Что означает слово блютуз
Портал о современных технологиях мобильной и беспроводной связи
Bluetooth или блютуc ( переводится как синий зуб) — технология беспроводной передачи данных. Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.
Bluetooth позволяет этим устройствам общаться, на расстоянии от 1 до 100 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.
Происхождение названия Bluetooth
Слово Bluetooth — перевод на английский язык датского слова «Blåtand» («Синезубый»). Это прозвище носил король Харальд I, правивший в X веке Данией и частью Норвегии и объединивший враждовавшие датские племена в единое королевство. Подразумевается, что Bluetooth делает то же самое с протоколами связи, объединяя их в один универсальный стандарт.
С чего начался Bluetooth?
Первая концепция технологии Bluetooth появилась в небольшом городке Швеции Лунде, в 1994 году, где компания Ericsson решила воздвигнуть там новый камень (своеобразный ритуал) в память о великом человеке. Надпись на этом памятнике гласит (в оригинале — на древнескандинавском языке): «Компания Ericsson Mobile Communications АВ установила этот камень в честь Гаральда Блютуса, который дал свое имя новой беспроводной технологии для мобильных коммуникаций».
Далее, в начале 1998 года, пять крупных компаний — Ericsson, Nokia, IBM, Intel и Toshiba — объединились, чтобы начать работу над созданием новой технологии беспроводной связи Bluetooth. 20 мая этого же года для дальнейшего продвижения новой технологии на телекоммуникационном рынке была сформирована специальная рабочая группа (Special Interest Group — SIG). Любая компания, которая планирует разрабатывать устройства Bluetooth, может бесплатно войти в эту группу. В настоящее время в SIG входит более трех тысяч компаний, среди которых есть и старые представители, давшие начало развитию данного стандарта, и новые — например, такие гиганты, как Lucent, Microsoft, Motorola и др.
Основные положения технологии Bluetooth
Bluetooth – это, как уже было сказано выше, современная технология беспроводной передачи данных, позволяющая соединять друг с другом практически любые устройства. Соединить можно все, что соединяется, то есть имеет встроенный микрочип Bluetooth. Технология стандартизирована, следовательно, проблемы несовместимости устройств от конкурирующих фирм быть не должно.
Рис. 2 Bluetooth-чип и спичка рядом
Принцип работы Bluetooth
Для США и Европы N = 79. Исключение составляют Испания и Франция, где для Bluetooth применяется 23 частотных канала. Смена каналов производится по псевдослучайному закону 1600 раз в секунду. Постоянное чередование частот позволяет радиоинтерфейсу Bluetooth транслировать информацию по всему диапазону ISM и избежать воздействия помех со стороны устройств, работающих в этом же диапазоне. Если данный канал зашумлён, то система перейдёт на другой, и так будет происходить до тех пор, пока не обнаружится канал, свободный от помех.
Рис. 3. Частотно-временная диаграмма работы модулей Bluetooth
На рис. 3 показана частотно-временная плоскость, иллюстрирующая одновременную работу трёх Bluetooth-модулей. Модули работают тактами (слотами), длительностью 625 мкс. Каждому модулю в пределах каждого такта назначается соответствующий частотный канал и режим передачи или приёма.
Когда пара любых Bluetooth-устройств соединяется, то они образуют пикосеть (рис. 4).
Одно из них, выполняющее функции ведущего устройства, формирует сигналы синхронизации частоты и ее изменения. Обычно ведущим является тот модуль, который размещён в наиболее мощном устройстве, таком, как персональный компьютер. Все другие устройства являются ведомыми.
Пикосеть является фундаментальной формой коммуникации в технологии Bluetooth. Пикосеть может содержать до 7 активных ведомых устройств. Кроме того, в окрестности (зоне уверенного приема) ведущего устройства могут находиться неактивные ведомые устройства, которые также синхронизированы на общие часы и общую последовательность смены частот, но не могут обмениваться данными до тех пор, пока ведущее устройство не активирует их. Если в сети оказывается более 8 устройств, то будет сформирована вторая пикосеть и так далее. Несколько (до 10) независимых и даже не синхронизированных между собой пикосетей, между которыми возможен обмен информацией, могут объединяться в так называемую большую сеть Scatternel. Для этого каждая пара пикосетей должна иметь как минимум одно общее устройство, которое будет главным в одной и подчиняемым в другой. Таким образом, в пределах отдельной Scatternet может быть одновременно связано максимум 71 устройство.
Структурная схема архитектуры Bluetooth
Рис. 5 Архитектура Bluetooth
Важной частью архитектуры (рис. 5) является Host to Controller интерфейс (HCI), обеспечивающий взаимодействие софтовой подсистемы Host с железной подсистемой Controller. Всё взаимодействие верхних уровней Bluetooth системы с ее аппаратной частью происходит через HCI-команды, инициируемые драйвером.
Основные блоки архитектуры:
RF
Блок Radio занимается преобразованием битовой последовательности в радио сигналы. Вопросы модуляции, спектральных характеристик и физики процессов обеспечения битовой скорости — все это решается на нижнем уровне модели.
Baseband Layer = Link Controller + Baseband Manager + Device Manager
Уровень baseband представлен в виде трех блоков, совместная задача которых состоит в управлении физическими каналами, поверх которых устанавливаются физические соединения. Bluetooth-адресация, синхронизации генераторов устройств, управление кодами доступа к физическим каналам, поиск устройств и установление физического канала между ними — все это задачи Baseband-уровня.
Link Manager
После того, как два нижних уровня обеспечили нас физическим соединением между устройствами, дело становится за организацией логических каналов, которые впоследствии и станут базой для передачи трафика приложений. Link Managerв ответе за установление, изменение и освобождение логических соединений между устройствами, а так же за обновление параметров физических соединений. Для этих целей Link Manager использует Link Management протокол (LMP).
L2CAP Layer = Channel Manager + L2CAP Resource Manager
Это высокоуровневый блок Bluetooth Host, оккупированный L2CAP уровнем. Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) — протокол, работающий поверх созданных логических соединений, обеспечивающий сегментацию и восстановление пакетных данных от всех вышележащих приложений.
Скачков Максим Константинович
Как это работает? | Bluetooth
Bluetooth — это технология беспроводной передачи данных между устройствами на расстоянии до 100 метров. Работы по созданию Bluetooth были начаты в 1994 году производителем телекоммуникационного оборудования Ericsson в качестве беспроводной альтернативы кабелям RS-232. В результате Bluetooth разработала группа Bluetooth Special Interest Group, основанная в 1998 году. В неё вошли компании Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. Впоследствии Bluetooth стала частью международного стандарта IEEE 802.15.1. Само слово Bluetooth — это перевод на английский язык датского слова «Blatand» («Синезубый»). Так прозвали короля викингов Харальда I, который объединил враждовавшие датские племена в единое королевство. Bluetooth по сути делает то же самое с протоколами связи, объединяя их в один универсальный стандарт. Как же работает Bluetooth — об этом в сегодняшнем выпуске!
Принцип действия Bluetooth основан на использовании радиоволн. При включении Bluetooth активируется радиопередатчик, который работает в ограниченном диапазоне частот в районе 2,4 ГГц. Эта часть спектра называется ISM — Industry, Science and Medicine — и используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях. После активации радиопередатчик начинает отслеживать все сигналы в этом диапазоне. Второе устройство делает то же самое. После того, как устройства обнаружили друг друга, первое берет на себя роль передатчика, а второе становится приемником. При этом данные передаются по специальному алгоритму FHSS, который обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам. Согласно этому алгоритму, частота сигнала Bluetooth скачкообразно меняется 1600 раз в секунду, перепрыгивая с одной из доступных 79 частот на другую. Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику, которые каждые 625 микросекунд синхронно перестраиваются с одной частоты на другую. Таким образом, если рядом работают несколько пар приёмников-передатчиков, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм также является частью системы защиты передаваемой информации.
При передаче цифровых данных и аудиосигнала используются различные схемы кодирования: аудиосигнал не повторяется, а цифровые данные в случае утери пакета информации передаются повторно.
Развитие технологии Bluetooth в течение 20 лет
В начале 2000-х появились телефоны с технологией Bluetooth. Новинка позволила существенно улучшить беспроводную передачу данных. До этого все пользовались инфракрасным портом. Сегодня Блютуз является неотъемлемой частью современного мира. Он охватывает все: от наушников и колонок, игровых контроллеров и клавиатур, принтеров, ноутбуков и смартфонов. Функция становится все более полезной с каждым годом. Это весьма примечательно, учитывая то, на сколько ограниченным был ее охват 20 лет назад.
Содержание
Что означает Bluetooth
Стандарт Bluetooth был первоначально разработан шведскими учеными из компании Ericsson. Однако ответственным за создание технологии считается Яап Хаартсен из Голландии, работавший там в 1994 году. Задумка состояла в том, чтобы заменить телекоммуникационные кабели RS-232 с использованием УВЧ-волн малого радиуса действия от 2,4 до 2,485 ГГц. Спустя 4 года была основана группа Bluetooth Special Interest Group, куда вошли Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. Именно они запустили первый потребительский Блютус. Название компания объяснила так:
«Технология была названа в честь датского короля Харальда Блатанда, который любил чернику и был известен тем, что объединил враждующие племена Дании, Норвегии и Швеции. Объединение устройств разных производителей и с разными целями, таких как компьютеры Apple и мыши от Microsoft, – вот что такое технология Bluetooth – все это по низкой цене, с низким энергопотреблением и безопасным соединением».
Имя Блатанд в переводе означает «синий зуб», видимо как раз из-за черники. Что касается логотипа, то это комбинация датских рун: Н (Хагалаз) и В (Беркана), которые соответствуют инициалам короля.
Принцип действия
Спецификация Bluetooth 1.0 была официально представлена в 1999 году, что привело к выпуску первых устройств с технологией. Вышли телефоны Ericsson R520m и T36m, оснащенные улучшенной беспроводной функцией. Именно тогда появились «эти странные люди», которые разговаривают сами с собой. Первое время было непривычно видеть человека с беспроводной гарнитурой.
Немного углубившись в принцип действия, рассмотрим особенности работы технологии. Bluetooth использует радиоволны. Он работает на частотах от 2402 до 2480 МГц или от 2400 до 2483,5 МГц, которые находятся в глобальном промышленном, научном и медицинском диапазоне ISM. Технология делит передаваемые данные на пакеты и передает каждый пакет по одному из 79 назначенных каналов.
В течение последующих двадцати лет Блютуз совершенствовали. Самыми важными выпусками была версия 2.0. с расширенной скоростью передачи данных Enhanced Data Rate (EDR). Версия 4.0 2014 года включила в себя классические протоколы, высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением. В 2019 году анонсировали выпуск 5.1, который должен определять направление сигнала.
Устройства с Блютус
Приборы, которые соединяются по Блютус, необязательно должны находиться в зоне прямой видимости друг для друга. Однако слишком большие преграды ухудшат или прервут сигнал. Официально радиостанции класса 3 имеют радиус действия до 1 метра, класс 2, наиболее часто встречающийся в мобильных устройствах, 10 метров, и класс 1, в основном для промышленных целей, 100 метров.
Современные Bluetooth-соединения могут связывать автомобили с телефонами, а принтеры с компьютерами. Система открывает возможности, которые не были доступны при проводных подключениях. Технология может позволить человеку контролировать все действия на расстоянии, начиная от прослушивания музыки и заканчивая приготовлением кофе. Умные часы и даже кроссовки синхронизируются со смартфоном по Блютуз. К примеру, в конце 2018 года Puma перевыпустила свои кроссовки RS-Computer 80-х с модулем Bluetooth 4.0.
Как подключаться через Bluetooth
Чтобы подключиться через Блютус, необходимо активировать функцию на всех устройствах, которые будут задействованы. Можно подключить два гаджета по схеме «точка-точка» или несколько по схеме «точка-многоточка». В любом случае одно устройство будет главным, а остальные (до 7 штук) – ведомыми. К примеру, к смартфону можно одновременно подключить часы и наушники. Подключение разбивается на два этапа: подключение устройства, который должны найти другие приборы и подключение самих приборов.
Подключение устройства, который должны «увидеть» другие приборы: для этого необходимо активировать Блютус. Каждый гаджет включает функцию по-своему. Например, в гарнитуре, колонках или наушниках иногда нужно лишь зажать определенную кнопку. На ноутбуках и ПК нужно зайти в настройки беспроводной сети и найти пункт «Bluetooth». При включении они запрашивают «разрешение на обнаружение». Это значит, что после включения функции техника появится в списке всех находящихся рядом устройств. В любом случае, в инструкции всегда указывается, как включить Блютуз.
Подключение устройства, который должен «увидеть» активированный гаджет. В большинстве случаев это смартфон: необходимо зайти в настройки и включить «Bluetooth». Затем нажать на раздел «поиск». В списке появятся все устройства, которые выполнили пункт выше. Выбирайте нужный. Иногда система запрашивает пароль, он или указывается в инструкции к гаджету или идет по умолчанию «0000». После выполнения всех условий техника готова к работе.
Что делать, если не подключается Блютуз
Если после подключения техники беспроводная функция не работает, не нужно сразу отдавать гаджет в ремонт. Первым делом стоит проверить параметры.
Если Bluetooth включен, но не видит устройства: важно удостовериться, что первое устройство является «видимым». Как было описано выше, некоторые приборы запрашивают «разрешение на обнаружение». Среди них смартфоны, компьютеры и ноутбуки. Также возможно стоит ограничение по видимости – таймер. Если он присутствует, нужно отключить его в разделе «Время видимости устройства» или пункте с похожим названием. Также стоит обратить внимание, подключена ли функция на втором приборе. Можно перезагрузить или переподключить гаджеты. Помните о расстоянии устройств друг от друга и преградах.
В случае когда аппарат видит гаджет, но не передает данные, проблема может крыться в программном обеспечении. Обновите устройства до последнего ПО. Если все советы не помогли, возможно виной механическое повреждение модуля при падении или другие неисправности. Их поможет устранить мастер в сервисном центре. Для тех, кто хочет решить вопрос самостоятельно, есть видеоуроки и инструкции в интернете.
Несмотря на появление Wi-Fi, Блютус все же остается очень востребованной функцией, особенно для портативного оборудования. Технологии в некоторой степени дополняют друг друга. Bluetooth хорошо работает в простых приложениях, где два устройства должны соединяться с минимальной конфигурацией вроде нажатия кнопки, как в гарнитурах и колонках. В свою очередь Wi-Fi лучше подходит для приложений, где требуются высокие скорости, особенно для доступа к сети.
Что такое Bluetooth и зачем его использовать
Абсолютное большинство современных мобильных устройств оснащено такой беспроводной технологией, как Bluetooth, однако находятся и те, кому до сих пор незнакомы её функции.
Разобравшись в том, что же такое на самом деле блютуз, пользователь сможет понять принцип его работы. Сделать это не так уж и сложно.
Что же это такое? Понятие, технические особенности и принцип работы
Итак, Bluetooth представляет собой особый стандарт передачи данных между устройствами беспроводным образом.
Передача может осуществляться как между гаджетами различных типов (например, ноутбуком и смартфоном), так и между подобными устройствами (двумя телефонами).
С самого начала своего появления эта технология получила множество версий, последней из которых стала Bluetooth 4.0. Сегодня ею оснащены многие современные многофункциональные девайсы.
Версия позволяет пользователям сообщаться на расстоянии до 100 метров и передавать данные со скоростью до 1-го мегабита в секунду. Дополнительное оборудование при этом не требуется.
Принцип работы технологии блютуз основывается на использовании радиосвязи в диапазоне ISM. Именно этот диапазон используют в беспроводных сетях, а также ряде бытовых приборов.
При этом само оборудование является недорогим, а уровень сопротивляемости помехам – высоким. Кроме того, энергопотребление невысоко, а значит, увеличивается время работы iPhone и других мобильных устройств.
Если рядом по Bluetooth сообщаются несколько устройств, друг другу они не мешают, поскольку последовательность переключения частот известна только самим аппаратам, и они могут перестраиваться на другие частоты вполне синхронно.
Ну а вследствие того, что передача происходит по алгоритму псевдо-случайности, сохраняется конфиденциальность.
В случае утери нужных данных они будут переданы повторно. При этом используются самые различные системы кодировки аудио-сигналов, потому они не повторяются.
Разобравшись с тем, что это такое, можно остановиться более подробно и на его технических характеристиках.
Итак, как уже было сказано, беспроводная сеть использует диапазон ISM, который свободен от необходимости в лицензировании, а последовательность переключения между частотами случайна.
Несущая частота сигнала меняется 1,6 тыс. раз за секунду, что и обеспечивает высокий уровень сопротивляемости различным помехам.
Это также возможно благодаря особому расширению спектра, в котором частота перестраивается скачкообразно (метод FHSS).
Использование системы блютуз
Кроме мобильной техники, данная технология активно используется в ноутбуках, настольных и планшетных компьютерах. Многие подобные устройства оснащаются встроенным модулем беспроводного соединения Bluetooth.
Технология блютуз обеспечивает связь между цифровыми фотоаппаратами, ПК, мышками, сканерами, гарнитурами, наушниками, клавиатурами, принтерами и смартфонами.
Сегодня в продаже можно найти даже Bluetooth-адаптеры с флеш-накопителями.
Bluetooth: технология и ее применение
Что же такое Bluetooth? Это технология беспроводной связи, созданная в 1998 году группой компаний: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba. В настоящее время разработки в области Bluetooth ведутся Bluetooth SIG (Special Interest Group), в которую входят также Lucent, Microsoft и многие другие.
Интерфейс Bluetooth позволяет передавать как голос (со скоростью 64 Кбит/сек), так и данные. Для передачи данных могут быть использованы асимметричный (721 Кбит/сек в одном направлении и 57,6 Кбит/сек в другом) и симметричный методы (432,6 Кбит/сек в обоих направлениях). Работающий на частоте 2.4 ГГц приемопередатчик, коим является Bluetooth-чип, позволяет в зависимости от степени мощности устанавливать связь в пределах 10 или 100 метров. Разница в расстоянии, безусловно, большая, однако соединение в пределах 10 м позволяет сохранить низкое энергопотребление, компактный размер и достаточно невысокую стоимость компонентов. Так, маломощный передатчик потребляет всего 0.3 мА в режиме standby и в среднем 30 мА при обмене информацией.
Частотный диапазона Bluetooth в большинстве стран свободен от лицензирования, но во Франции, Испании и Японии из-за законодательных ограничений необходимо использовать отличные от указанных выше частоты.
Часто приходится сталкиваться с мнением, что находящиеся в пределах действия связи Bluetooth-устройства могут просто соединиться и начать обмениваться информацией, которая, возможно, не предназначена для сторонних ушей или глаз. На самом деле автоматический обмен информацией между Bluetooth-устройствами ведется лишь на уровне аппаратного обеспечения, т.е. исключительно для определения самого факта возможности соединения. А вот на уровне приложений пользователь сам решает, ввести или запретить автоматическую установку связи. Таким образом, использование Bluetooth становится не опаснее подключения к Интернету, в котором все узлы также соединены электрически, но это еще не означает получение безоговорочного доступа к любому ресурсу.
Стоит также заметить, что стандарт Bluetooth разрабатывался с расчетом на малую мощность, поэтому воздействие его на организм человека сведено к минимуму.
Основным направлением использования Bluetooth должно стать создание так называемых персональных сетей (PAN, или private area networks), включающих такие разноплановые устройства, как мобильные телефоны, PDA, МР3-плееры, компьютеры и даже микроволновые печи с холодильниками (вот уж что давно не подключали в сеть ). Возможность передачи голоса позволяет встраивать интерфейс Bluetooth в беспроводные телефоны или, например, беспроводные гарнитуры для сотовых телефонов. Возможности применения Bluetooth на практике безграничны: помимо синхронизации PDA с настольным компьютером или подсоединения относительно низкоскоростной периферии вроде клавиатур или мышей интерфейс позволяет очень просто и с небольшими затратами организовать домашнюю сеть. Причем узлами этой сети могут быть любые устройства, имеющие потребность в информации либо обладающие необходимой информацией.
Как легко заметить, интерфейс Bluetooth намного лучше приспособлен для использования в тех беспроводных устройствах связи, где требуется достаточно низкая цена, нет необходимости в высоких скоростях и желательно низкое энергопотребление. Однако, как уже отмечалось, возможно создание комбинированных сетей, тем более что IEEE 802.11 работает совершенно по другому принципу кодирования передаваемых данных, следовательно, находясь на одной и той же рабочей частоте, оба стандарта будут слышать друг друга физически, но чужие сигналы будут расценены каждым из них как посторонний шум.
Немаловажным аспектом в развитии Bluetooth является тот факт, что эта технология не подлежит лицензированию и ее использование не требует выплаты каких-либо лицензионных отчислений (хотя и требует подписания бесплатного соглашения). Такая политика позволила многим компаниям энергично включиться в процесс разработки устройств с интерфейсом Bluetooth, кои были в большом количестве продемонстрированы на выставке CeBIT 2001.
Наибольший интерес, естественно, вызывают устройства, обеспечивающие переход с уже существующих интерфейсов на Bluetooth. Одним из них стало Industrial Bluetooth Serial Port Adapter шведской компании connectBlue. Как видно из названия, это устройство предназначено для промышленного применения и позволяет подключать к Bluetooth любые приборы, оборудованные последовательным портом:
Типичным вариантом использования может стать, например, конфигурирование промышленных установок при помощи ноутбука.
Компания Belkin, знаменитая, в частности, своими продуктами для шины USB, представила целый набор устройств Bluetooth:
Здесь мы видим отличное USB решение для настольных (и не только) компьютеров: характеристики те же, что и в предыдущем случае, к тому же это устройство позволяет обмениваться данными по голосовым каналам.
Есть даже адаптер для Palm V: Palm просто кладется в него, как в стандартную кроватку, после чего можно синхронизироваться с настольным компьютером или выходить в Интернет при помощи мобильного телефона, также снабженного Bluetooth интерфейсом. Данный адаптер питается от батареи самого Palm’а.
На выставке можно было найти даже Bluetooth адаптер для Compact Flash:
Компания Troy XCD представила адаптер для подключения принтера с интерфейсом Centronics к Bluetooth:
А вот фотография его прототипа в работе:
3000AS представляет собой Linux-сервер, который может также работать как шлюз в локальную сеть или Интернет. В отличие от большинства других Bluetooth-устройств 3000AS имеет мощный приемопередатчик, обеспечивающий связь в пределах 100 м, причем в комплект входит внешняя антенна, повышающая надежность связи при наличии внешних помех. Для подключения можно использовать ISDN (с выбором вариантов «постоянно онлайн» или «подключение по требованию»), 10/100 Мбит Ethernet, а также RS-232 для сервисного применения. Сервер может также быть запитан через UPS.
Для расширения доступа к серверу могут использоваться малогабаритные точки доступа Red-M 1000AP:
Сервер автоматически определяет и конфигурирует все точки доступа, находящиеся в пределах дальности его действия. Внешние устройства могут быть подсоединены к точке доступа через 10/100 Мбит Ethernet.
Схожую систему представил MiTAC: их Bluetooth Access Point несет на борту 750МГц процессор Transmeta Crusoe TM5400, встроенный NAT и DHCP сервер и, как и предыдущий образец, мощный приемопередатчик дальностью действия до 100 м:
Распространенным вариантом является подключение стандартных устройств ввода через Bluetooth, например, вот так:
Sony представила на CeBIT специальный модуль в формате Memory Stick под названием InfoStick:
Очень неплохая идея, особенно учитывая наличие аналогичного устройства для Compact Flash.