Как работает Bluetooth: не все так просто. История происхождения названия блютуз Устройства с поддержкой bluetooth
2 года назад
Какое отношение имеет Король Харальд к системе передачи данных? Оказывается, король Гаральд Блютус (Harald Bluetooth) остался в истории известен тем, что собирал земли скандинавские. Например, именно ему приписывают объединение Норвегии и Дании. И в этих краях затем и разработали систему передачи данных, которую потом все полюбили.
По-видимому, в данном случае полная аналогия. Ведь технология Bluetooth тоже призвана служить для того, чтобы объединить огромный мир мобильной электроники.
Создатели проекта, когда вели разработку, приняли решение дать системе кодовое название. Поступило предложение назвать систему в память о Харольде, то есть Bluetooth. Предполагалось, что это название временное. Потом его можно будет поменять. Однако оно быстро прижилось. Причем настолько, что заменять его на какое-то другое не решились.
Кто такой Гаральд Блютус
На самом деле короля величали Гаральдом Гормсом. И все-таки в большинстве случаев его называли прозвищем, которое вошло в летописи Великобритании как Bluetooth - «Синезубый».Есть два предположения, почему у «синезубого» королевского прозвища такое происхождение. Одни историки утверждают, что у него действительно были зубы патологического цвета. Ведь Король Дании Харальд очень любил есть чернику. Вот почему его зубы были синего цвета постоянно. И потому его стали называть «Синезубым». В переводе – Bluetooth.
Другие же историки утверждают иначе. И эта версия все-таки выглядит более правдоподобно.
Bluetooth – местное прозвище (то есть прозвище короля на языке викингов), исковерканное на английский манер.
У короля от рождения были темные волосы и смуглая кожа. Это весьма нетипично для расы викингов. Ведь они обычно светловолосые и белокожие. За это Гаральда прозвали «Чернявеньким». В скандинавском оригинале это Bletand. Наверное, летописцы из Великобритании не стали ломать язык и придумали королю прозвище, которое проще для английского языка.
Историю правления Гаральда, полную всяких тайн, потомки почерпнули из древнескандинавских надписей. Она была высечена на паре камней, которые были установлены в память об этом короле. Находятся они ныне в датском городе Jelling.
Как была создана технология Bluetooth
Первая концепция технологии Bluetooth появилась в Лунде. Есть такой маленький город в Швеции. Произошло это в 1994 году. Именно тогда компанией Ericsson было принято решение воздвигнуть в нем новый камень. Это был своеобразный ритуал, который должен был напоминать о великом человеке.
На этом памятнике есть надпись на древнескандинавском языке. Она гласит, что компания Ericsson Mobile Communications АВ установила этот камень в честь Гаральда Блютуса. В честь того человека, который дал свое имя новой беспроводной технологии для мобильных коммуникаций.
В 1998 году 5 крупных компаний компьютерного и телекоммуникационного рынка объединились для того, чтобы совместно разработать технологии беспроводного соединения мобильных устройств. Это были Toshiba, IBM, Ericsson, Nokia, Intel.
Потом, чтобы дальше продвигать новые технологии на телекоммуникационном рынке, появилась специальная рабочая группа Special Interest Group - SIG. На нее возложили задачу беспрепятственно внедрять технологию Bluetooth. Потом в группу вошли UK Limited, Xircom, Axis Communication, 3COM/Palm, Compaq, Motorola, Dell, Qualcomm, Lucent Technologies.
Любая компания, желающая разрабатывать Bluetooth, может войти в группу. Сейчас в SIG входит свыше трех тысяч компаний. Среди них, например, Lucent, Microsoft, Motorola. Они участники бесплатной открытой спецификации Bluetooth.
В чем суть технологии Bluetooth
Эта технология проста и изящна. И потому, по сути, не имеет конкуренции в сфере создания маленьких локальных сетей и беспроводного объединения устройств в офисе или в доме.Bluetooth - технология, способная передать данные на короткую дистанцию. Она стала заменой соединения проводных периферийных устройств на соединение по радиоканалу. Она обеспечивает экономичную и дешевую радиосвязь между различными типами устройств.
Bluetooth - это маленький чип высокой частоты, приемопередатчик. Он функционирует в диапазоне ISM. Для того, чтобы использовать эти частоты, не нужна лицензия. Их используют во всех странах, кроме Испании и Франции.
Главный принцип построения сетей на базе Bluetooth - это метод расширения спектра, когда происходит скачкообразное изменение частоты, то есть когда передатчик разбивает данные на пакеты, а потом передает их по псевдослучайному алгоритму. При нем несущая частота меняется 1600 раз в секунду. Он принимает значение одной из 79 подчастот.
Понимают друг друга только устройства, настроенные на один и тот же шаблон передачи. Посторонние приборы воспринимают переданную информацию как обычный шум.
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, бесплатной, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.
Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 100 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.
Название и логотип
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. Хотя «blå» в современных скандинавских языках означает «синий», во времена викингов оно также могло означать «чёрного цвета». Таким образом, исторически правильно было бы перевести датское Harald Blåtand скорее как Harald Blacktooth, чем как Harald Bluetooth.
Логотип Bluetooth
является сочетанием двух нордических («скандинавских») рун: «хаглаз» (Hagall) - аналог латинской H и «беркана» (Berkanan) - латинская B. Логотип похож на более старый логотип для Beauknit Textiles, подразделения корпорации Beauknit. В нём используется слияние отраженной K и В для «Beauknit», он шире и имеет скругленные углы, но в общем он такой же.
История создания и развития
Спецификация Bluetooth была разработана группой Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), которая была основана в 1998 году. В неё вошли компании Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. Впоследствии Bluetooth SIG и IEEE достигли соглашения, на основе которого спецификация Bluetooth стала частью стандарта IEEE 802.15.1 (дата опубликования - 14 июня 2002 года). Работы по созданию Bluetooth компания Ericsson Mobile Communication начала в 1994 году. Первоначально эта технология была приспособлена под потребности системы FLYWAY в функциональном интерфейсе между путешественниками и системой.
Принцип действия Bluetooth
Принцип действия основан на использовании радиоволн. Радиосвязь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне (англ. Industry, Science and Medicine), который используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях (свободный от лицензирования диапазон 2,4-2,4835 ГГц). В Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты (англ. Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS). Метод FHSS прост в реализации, обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование недорого.
Согласно алгоритму FHSS, в Bluetooth несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду (всего выделяется 79 рабочих частот шириной в 1 МГц, а в Японии, Франции и Испании полоса у́же - 23 частотных канала). Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику, которые каждые 625 мкс (один временной слот) синхронно перестраиваются с одной несущей частоты на другую. Таким образом, если рядом работают несколько пар приёмник-передатчик, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм является также составной частью системы защиты конфиденциальности передаваемой информации: переход происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется отдельно для каждого соединения. При передаче цифровых данных и аудиосигнала (64 кбит/с в обоих направлениях) используются различные схемы кодирования: аудиосигнал не повторяется (как правило), а цифровые данные в случае утери пакета информации будут переданы повторно.
Bluetooth 1.0
Устройства версий 1.0 (1998) и 1.0B имели плохую совместимость между продуктами различных производителей. В 1.0 и 1.0B была обязательной передача адреса устройства (BD_ADDR) на этапе установления связи, что делало невозможной реализацию анонимности соединения на протокольном уровне и было основным недостатком данной спецификации.
Bluetooth 1.1
В Bluetooth 1.1 было исправлено множество ошибок, найденных в 1.0B, добавлена поддержка для нешифрованных каналов, индикация уровня мощности принимаемого сигнала (RSSI).
Bluetooth 1.2
В версии 1.2 была добавлена технология адаптивной перестройки рабочей частоты (AFH), что улучшило сопротивляемость к электромагнитной интерференции (помехам) путём использования разнесённых частот в последовательности перестройки. Также увеличилась скорость передачи и добавилась технология eSCO, которая улучшала качество передачи голоса путём повторения повреждённых пакетов. В HCI добавилась поддержка трёх-проводного интерфейса UART.
Главные улучшения включают следующее:
Быстрое подключение и обнаружение.
Адаптивная перестройка частоты с расширенным спектром (AFH), которая повышает стойкость к радиопомехам.
Более высокие, чем в 1.1, скорости передачи данных, практически до 721 кбит/с.
Расширенные Синхронные Подключения (eSCO), которые улучшают качество передачи голоса в аудиопотоке, позволяя повторную передачу повреждённых пакетов, и при необходимости могут увеличить задержку аудио, чтобы оказать лучшую поддержку для параллельной передачи данных.
В Host Controller Interface (HCI) добавлена поддержка трёхпроводного интерфейса UART.
Утверждён как стандарт IEEE Standard 802.15.1-2005.
Введены режимы управления потоком данных (Flow Control) и повторной передачи (Retransmission Modes) для L2CAP.
Bluetooth 2.0 + EDR
Bluetooth версии 2.0 был выпущен 10 ноября 2004 г. Имеет обратную совместимость с предыдущими версиями 1.x. Основным нововведением стала поддержка Enhanced Data Rate (EDR) для ускорения передачи данных. Номинальная скорость EDR около 3 Мбит/с, однако на практике это позволило повысить скорость передачи данных только до 2,1 Мбит/с. Дополнительная производительность достигается с помощью различных радио технологий для передачи данных.
Стандартная (базовая) скорость передачи данных использует GFSK-модуляцию радиосигнала при скорости передачи в 1 Мбит/с. EDR использует сочетание модуляций GFSK и PSK с двумя вариантами, π/4-DQPSK и 8DPSK. Они имеют большие скорости передачи данных по воздуху - 2 и 3 Mбит/с соответственно.
Bluetooth SIG издала спецификацию как «Технология Bluetooth 2.0 + EDR», которая подразумевает, что EDR является дополнительной функцией. Кроме EDR есть и другие незначительные усовершенствования к 2.0 спецификации, и продукты могут соответствовать «Технологии Bluetooth 2.0», не поддерживая более высокую скорость передачи данных. По крайней мере одно коммерческое устройство, HTC TyTN Pocket PC, использует «Bluetooth 2.0 без EDR» в своих технических спецификациях.
Согласно 2.0 + EDR спецификации, EDR обеспечивает следующие преимущества:
Увеличение скорости передачи в 3 раза (2,1 Мбит/с) в некоторых случаях.
Уменьшение сложности нескольких одновременных подключений из-за дополнительной полосы пропускания.
Более низкое потребление энергии благодаря уменьшению нагрузки.
Bluetooth 2.1
2007 год. Добавлена технология расширенного запроса характеристик устройства (для дополнительной фильтрации списка при сопряжении), энергосберегающая технология Sniff Subrating, которая позволяет увеличить продолжительность работы устройства от одного заряда аккумулятора в 3-10 раз. Кроме того обновлённая спецификация существенно упрощает и ускоряет установление связи между двумя устройствами, позволяет производить обновление ключа шифрования без разрыва соединения, а также делает указанные соединения более защищёнными, благодаря использованию технологии Near Field Communication.
Bluetooth 2.1 + EDR
В августе 2008 года Bluetooth SIG представил версию 2.1+EDR. Новая редакция Bluetooth снижает потребление энергии в 5 раз, повышает уровень защиты данных и облегчает распознавание и соединение Bluetooth-устройств благодаря уменьшению количества шагов за которые оно выполняется.
Bluetooth 3.0 + HS
3.0+HS была принята Bluetooth SIG 21 апреля 2009 года. Она поддерживает теоретическую скорость передачи данных до 24 Мбит/с. Её основной особенностью является добавление AMP (асимметричная мультипроцессорная обработка) (альтернативно MAC/PHY), дополнение к 802.11 как высокоскоростное сообщение. Две технологии были предусмотрены для AMP: 802.11 и UWB, но UWB отсутствует в спецификации.
Модули с поддержкой новой спецификации соединяют в себе две радиосистемы: первая обеспечивает передачу данных в 3 Мбит/с (стандартная для Bluetooth 2.0) и имеет низкое энергопотребление; вторая совместима со стандартом 802.11 и обеспечивает возможность передачи данных со скоростью до 24 Мбит/с (сравнима со скоростью сетей Wi-Fi). Выбор радиосистемы для передачи данных зависит от размера передаваемого файла . Небольшие файлы передаются по медленному каналу, а большие - по высокоскоростному. Bluetooth 3.0 использует более общий стандарт 802.11 (без суффикса), то есть не совместим с такими спецификациями Wi-Fi, как 802.11b/g или 802.11n.
Bluetooth 4.0
Bluetooth SIG утвердил спецификацию Bluetooth 4.0 30 июня 2010г. Bluetooth 4.0 включает в себя протоколы Классический Bluetooth, Высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением. Высокоскоростной Bluetooth основан на Wi-Fi, а Классический Bluetooth состоит из протоколов предыдущих спецификаций Bluetooth.
Протокол Bluetooth с низким энергопотреблением предназначен, прежде всего, для миниатюрных электронных датчиков (использующихся в спортивной обуви, тренажёрах, миниатюрных сенсорах, размещаемых на теле пациентов и т. д.). Низкое энергопотребление достигается за счёт использования специального алгоритма работы. Передатчик включается только на время отправки данных, что обеспечивает возможность работы от одной батарейки типа CR2032 в течение нескольких лет. Стандарт предоставляет скорость передачи данных в 1 Мбит/с при размере пакета данных 8-27 байт. В два Bluetooth-устройства смогут устанавливать соединение менее чем за 5 миллисекунд и поддерживать его на расстоянии до 100 м. Для этого используется усовершенствованная коррекция ошибок, а необходимый уровень безопасности обеспечивает 128-битное AES-шифрование.
Сенсоры температуры, давления, влажности, скорости передвижения и т. д. на базе этого стандарта могут передавать информацию на различные устройства контроля: мобильные телефоны, КПК, ПК и т. п.
Первый чип с поддержкой Bluetooth 3.0 и Bluetooth 4.0 был выпущен компанией ST-Ericsson в конце 2009 года.
Bluetooth 4.0 поддерживается в MacBook Air и Mac mini (с июля 2011 года), iMac (ноябрь 2012 года), iPhone 4S (октябрь 2011 года) и iPhone 5 (сентябрь 2012 года), iPad 3 (март 2012 года), смартфонах LG Optimus 4X HD (февраль 2012 года), HTC One X, S, V и Samsung Galaxy S III (май 2012 года), Explay Infinity (август 2012 года), HTC One X+ (2012), HTC Desire C, Google Nexus 7 (2012), Sony VAIO SVE1511N1RSI.
Привет всем, уважаемые пользователи лучшего мобильного портала Trashbox. Сегодня 1 сентября, официальный день знаний, а я тем временем продолжаю свою интересную колонку «Как это работает». Прежде чем начать, хотел бы поздравить всех учащихся с их днём - удачи вам в учёбе и не смейте пропускать - пожалеете. Сегодня я хочу поговорить о Bluetooth, одном из самых популярных беспроводных интерфейсов. Давайте же узнаем, что такое Bluetooth и как это работает. Самое интересное под катом .
Bluetooth (в переводе означает «синий зуб » или в народе «синезуб») - одна из технологий беспроводных сетей, обеспечивающих обмен информацией между различными устройствами, включая персональные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны, принтеры, фотоаппараты и другие подобные продукты. Bluetooth позволяет устройствам сообщаться - максимальный радиус действия равен 100 метрам друг от друга.
Главная задача технологии Bluetooth заключается в передаче данных между устройствами без помощи проводов - обеспечение экономичной и дешёвой радиосвязи между различными типами электронных устройств.
Принцип действия основан на использовании радиоволн, а сама технология Bluetooth представляет собой маленький чип, являющийся высокочастотным приёмопередатчиком. Он работает в диапазоне ISM (Industry, Science and Medicine; промышленный, научный и медицинский), так как для использования этих частот не требуется лицензия - они свободны для применения по всему миру (исключения: Франция и Испания).
Основополагающий принцип построения сетей на базе Bluetooth - метод расширения спектра при скачкообразном изменении частоты (FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum). Метод FHSS прост в реализации - он обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование недорогое.
Передатчик разбивает данные на пакеты и передает их по псевдослучайному алгоритму, при котором несущая частота (шаблон) меняется 1600 раз в секунду и принимает значение одной из 79 подчастот. Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику.
Несколько устройств, объединённых при помощи Bluetooth , образуют так называемую пикосеть (Piconet) - это совокупность от двух до восьми устройств, работающих на одном и том же шаблоне. В рамках пикосети одно из устройств является ведущим, а другое - ведомым. Ведомых устройств технология Bluetooth может поддерживать несколько - максимум до семи. Ведущим же является пользовательское устройство, инициирующее связь. Оно же управляет и работой устройств в пикосети.
Bluetooth позволяет передавать как голос, так и данные. Голос передаётся по трём аудиоканалам со скоростью 64 Кбит/с в каждом. Скорость передачи данных составляет приблизительно 720 Кбит/с в ассиметричном и 420 Кбит/c в полностью симметричном или полнодуплексном (двустороннем) режиме. Работать «синий зуб» может на сравнительно небольших расстояниях. Согласно спецификациям (версии 1.1 и 1.2), он имеет два класса адаптеров: класс 1 (класс A) поддерживает расстояние до 100 метров, а класс 2 (класс B) работает в пределах 10 метров (до сих пор является самым распространенным классом среди спецификаций).
В настоящее время самая новая спецификация Bluetooth имеет индекс 4.0. Bluetooth SIG утвердил спецификацию 30 июня 2010 года. Протокол Bluetooth с низким энергопотреблением поддерживает передачу таких данных, как датчики температуры, давления, влажности, скорости передвижения и другие на базе этого стандарта могут передавать информацию на различные устройства: мобильные телефоны, персональные компьютеры, смартфоны и другие тому подобные мобильные продукты.
Также технология Bluetooth может применяться в самых различных сферах мобильной жизни. Вы без какого-либо труда можете применять её для следующих целей:
- Для автоматической синхронизации между устройствами. Например, как только вы вводите новые данные в адресную книгу в ноутбуке, автоматически модифицируются соответствующие записи в настольном компьютере, и наоборот
- Для автоматической резервной синхронизации. Примером станет такая ситуация: руководитель изменил ваш план мероприятий, в то время как вы находитесь в отпуске. Офисный ПК посылает изменения на ваше мобильное устройство, которое автоматически соединяется с ноутбуком и передает модифицированное расписание
- Для использования портативного ПК в качестве спикерфона. Соединив беспроводный головной телефон с ноутбуком, можно использовать его в офисе, автомобиле или дома
- Для соединения всех участиников обмена информацией. Находясь на каком-либо деловом мероприятии, можно быстро обсудить интересующий вопрос со всеми ее участниками. Кроме того, вы можете дистанционно выполнять функции управления. Например, включить проектор
- Для передачи различного мультимедийного контента из любой точки. Фотоаппарат соединяется с телефоном (без проводов), а вы добавляете комментарии посредством использования клавиатуры на телефоне или ноутбуке. Фотографии и текст отправляются адресату
Все вышеперечисленное - это лишь самая малая часть, где может применяться беспроводная технология Bluetooth. Сейчас уже появляются такие экзотичные варианты, как встраивание модулей, работающих на этой технологии, в принтеры, карты памяти и другие различные устройства.
В ближайшем будущем технология Bluetooth, помимо мобильных телефонов, смартфонов, и других соединяемых между собой устройств, будет встраиваться даже в бытовую технику. Стоит только представить это: телевизор, пылесос, холодильник, микроволновая печь и другая домашняя техника может управляться с помощью смартфона - так же, как и с универсального пульта управления. Кроме того, в настоящее время ведутся разработки альтернативных решений, которые должны составить серьёзную конкуренцию так называемому «синему зубу» и даже, вероятно, превзойти эту технологию.
Современный человек окружен неимоверным количеством мобильных и электронных устройств, а потому он обязательно должен быть в курсе последних новостей новых технологий и хорошо знать, что означают основные понятия и термины средств связи и коммуникации. Одной из самых распространенных технологий построения сетей связей в мире является Bluetooth (блютуз, блютус) - функция беспроводной связи , без которой в наше время уже невозможно обойтись.
На сегодняшний день все модели мобильных устройств оснащены беспроводной технологией блютуз, а последняя ее версия Bluetooth 4.0 встроена во все флагманские мобильных устройств компании Samsung и Apple. Четвертая версия блютуз - самая совершенная, она позволяет передавать данные беспроводным образом с одного смартфона или планшета на другой со скоростью до одного мегабита в секунду на расстоянии 100 метров.
Технология Bluetooth предназначена для осуществления передачи данных не только между подобными устройствами, например, между двумя смартфонами, но и между устройствами различных типов. Например, компьютером и мобильным телефоном. Благодаря блютуз создается беспроводная связь , с помощью которой можно передавать любую информацию, в том числе фото, видео и аудио- файлы с одного носителя на другой. Также Bluetooth используется для соединения управляемого устройства с контролером или передачи сигнала , позволяющей пользоваться наушниками без проводов.
В переводе с английского слово "Bluetooth" означает "синий зуб". Так назвали технологию беспроводной связи не случайно. Bluetooth - это прозвище датского короля викингов Гаральд Bluetooth, жившего в 900-х годах и знаменитого тем, что он объединил Норвегию и Данию. Получил свое прозвище король викингов из-за переднего зуба, который был потемневшим. При выборе названия разработчики технологии Bluetooth видимо решили, что по аналогии с королем-объединителем земель она будет объединять компьютеры, мобильные телефоны, планшеты и другие телекоммуникационные устройства между собой.
Принцип работы технологии Bluetooth основан на использовании радиосвязи в диапозоне ISM , который свободен от необходимости лицензирования и не требует вложения крупных средств для покупки оборудования. Уровень сопротивляемости и конфиденциальности при использовании Bluetooth высокое, поскольку передача данных происходит по алгоритму псевдо-случайности и последовательность переключения частот известна только самим устройствам.
Последние модели всех мобильных телефонов, планшетов и ноутбуков оснащены блютузом, на наличие которого указывает значок-логотип в корпусе или на экране мобильного устройства. При установке соединения блютуз на экране появляется соответствующий значок, а при обмене данными - дополнительная индикация.
Кроме мобильных устройств, технология Bluetooth используется в настольных компьютерах, для обеспечения связи между фотоаппаратами, мышками, клавиатурами, принтерами, сканерами, гарнитурами и наушниками. Все это оборудование может сообщаться на расстоянии до 100 метров при наличии Bluetooth-адаптеров с флеш-накопителями, которые сегодня можно найти в продаже в любом магазине технике. Иногда беспроводная связь поддерживается даже между устройствами, находящимися в разных помещениях.
Для подключения различных устройств к персональному компьютеру через Bluetooth надо установить на компьютер порт блютуз-коннектор, который по форме выглядит как простая флешка и подключается через USB. Программа и драйвера для работы с Bluetooth обычно поставляются в комплекте, если их нет, необходимо использовать универсальную программу для работы с устройствами BlueSoleil.
При установке соединения между двумя устройствами одно из них является главным, другое - ведомым. На обоих устройств надо включить Bluetooth и далее производить сканирование
беспроводной сети блютуз. Список доступных устройств отображается на экране мобильного телефона и в программе на компьютере. Имя устройства можно задать. Для осуществления соединения через Bluetooth нужно знать имя устройства, к которому вы хотите подключиться и найти его в списке. Затем на одном из устройств вводится пароль, а на втором -этот пароль надо подтвердить. После этого соединение установлено и можно выполнять обмен данными между устройствами, которые стали сопряженными. Порт Bluetooth, подключаемый к компьютеру, обычно оснащен световой индексацией, при наличии соединения и передачи данных она загорается и мигает синим или зеленым цветом.
Отдельного внимания заслуживают блютуз-наушники , которые позволяют во время управления автомобилем, занятия спортом и прогулок. Беспроводная Bluetooth гарнитура крепится к уху, а сам телефон в это время может находиться в кармане или сумке. В гарнитуре имеется кнопка, которая используется для ответа и дает возможность отрегулировать громкость. Качество связи при использовании блютуз-наушников высокое, а небольшая мощность сигнала Bluetooth исключает вредное воздействие мобильной связи на здоровье.
С помощью блютуз можно обмениваться информацией между электронными мультимедийными устройствами: компьютерами, мобильниками и т.д. Блютуз позволяет им сообщаться на недорогой, повсеместно доступной частоте 2,45 ГГц. Установленная связь надежна, если гаджеты удалены на расстояние до 100 м.
Блютуз – беспроводная технология радиосвязи. Разработана она для объединения различных цифровых устройств. Версия Bluetooth 4.0 отличается энергосбережением, совместима с предыдущими. Такая технология позволяет увеличить время работы устройства после полной зарядки от аккумулятора более чем в пять раз. Кроме этого, увеличилась скорость обмена данными и устойчивость соединения. Последняя версия 4.1 имеет ряд улучшений, касающихся связи с мобильными устройствами. В технологии блютуз используются передатчики небольшого радиуса действия. Бывают двух типов: встроенные непосредственно в устройство, внешние - подключаемые через РС-карту или USB-порт. Отличается от IrDA (инфракрасный порт) большим радиусом действия, высокой скоростью передачи информации. Для блютуз нет необходимости прямой видимости приемника. Высокоскоростные устройства IrDA не были широко распространены. Их вытеснили современные – Bluetooth, WiFi.
Для соединения блютуз устройств и передачи мультимедийной информации не требуются кабели. Оба аппарата должны иметь встроенный адаптер блютуз. При его активации каждое устройство начинает поиск другого, находящегося в допустимом радиусе действия сигнала. В настоящее время радиус увеличился с 10 м до 100 м (в квартире 30-40 м). С этим связано появление большого количества периферийных блютуз устройств, работающих без громоздких, неудобных проводов: клавиатуры, мыши, наушники, модемы.
Диапазон частоты блютуз – 2,45 ГГц является повсеместно доступным для всех желающих. Федеральная комиссия по коммуникациям ограничивает диапазон, используемый устройствами. Проблема в том, что их стало чрезвычайно много: блютуз, беспроводные сети , микроволновые печи. Аудио- и видеотехника, работающая в диапазоне Home RF, еще более распространена. Увеличение диапазона Home RF повлечет за собой конфликт между ними.
На частоте 2,45 ГГц работают устройства сигнализации, охраны, радиосвязи – они также создают помехи. Для решения данной проблемы блютуз использует быструю скачкообразную перестройку частоты. Эта перестройка дает возможность быстрее передавать данные, по сравнению с другими, работающими на той же частоте. Ослабление помех делает связь блютуз наиболее устойчивой и сильной.
Каждый пользователь, желающий использовать преимущества беспроводной технологии , должен убедиться в наличии микрочипа блютуз в устройстве, иначе его надо купить и установить. На компьютере адаптер подключается к USB порту. Система сама автоматически определит новое устройство в пределах досягаемости. Обычно не требуется установка драйверов. Если операционная система указывает адаптер как неизвестное устройство, то драйвер уставите с диска, прилагающегося в комплекте.
После завершения установки драйвера надо активировать блютуз, чтобы начать поиск других устройств. Адаптер должен быть активен на обоих устройствах. При положительном результате сканирования выводится список доступных устройств. Найдите нужное, выполните сопряжение и начните передачу данных.
Как установить и настроить блютус
Самым сложным делом является установка и настройка соединения блютус, после чего уже не нужно будет задумываться, как пользоваться блютус – компьютер станет автоматически определять все блютус-устройства в радиусе действия и не требовать вмешательства пользователя.
1. Вставьте блютус-адаптер в компьютерный разъем USB (туда, куда обычно вставляется флешка).
2. Если устройство не определилось автоматически, то для установки блютус на компьютер необходимо использовать диск с драйверами (программным обеспечением (поставляется в комплекте с блютус-устройством)). Вставляем диск в дисковод по центру выезжающего приемника дисков, не обращая внимание на то, что диск маленький.
3. Выбираем язык установки. В нашем случае – русский.
(Рисунок 1)
3.1. Ждём, пока Мастер установки выполнит необходимые приготовления. Нажимаем — «Далее».
3.2. Принимаем условия Лицензионного соглашения.
(Рисунок 2)
3.3. Выбираем, нужен ли нам ярлык на рабочем столе и автоматический запуск программы при загрузке ОС или просто жмем «Далее».
3.4. Определяемся с местом установки программы. Если не хотите устанавливать на диск С, то нажмите кнопку «Изменить» и укажите другую папку на другом диске.
(Рисунок 3)
3.5. Начинаем установку драйвера.
3.6. Ждём, пока программы устанавливает свои компоненты.
3.7. Извлекаем компакт-диск из дисковода.
4. Если устройство определилось автоматически, то находим в трее над часами значок bluetooth и кликаем на нем правой кнопкой мыши и выбираем в контекстном меню «Принять файл».
Если Вы самостоятельно устанавливали драйвера, то в компьютере нужно открыть программу, кликнув два раза по значку «Bluetooth» на рабочем столе.
После открытия меню программы необходимо выбрать режим обнаружения – в этом режиме компьютер будет искать все доступные блютус-устройства в пределах радиуса действия сигнала.
После обнаружения компьютером сигнала внешнего устройства следует подтвердить запрос на установление связи между устройствами, и все – ваш bluetooth работает!
Как загрузить файл с телефона в компьютер
Файлы с телефона на компьютер обычно передаются неоднократно, поэтому удобнее будет с самого начала установить для телефона стандартное соединение.
1. Активируем bluetooth в телефоне, а в компьютере запускаем специальный мастер подключения, выбрав в меню программы пункт «Подключить устройство Bluetooth». Мастер просканирует все доступные устройства bluetooth и покажет их список.
2. Дважды кликаем по значку телефона, осуществляем переход в окно выбора служб.
3. Среди всех указанных вариантов для передачи файлов лучше всего подходит вариант FTP-сервера, возле которого следует поставить галочку.
4. Нажимаем кнопку «Далее».
5. Для завершения создания стандартного соединения в открывшемся окне нужно нажать кнопку «Готово».
Открыв окно «Bluetooth-окружение», можно увидеть ярлык для созданного соединения. Для подключения телефона к компьютеру нужно всего лишь дважды кликнуть по этому ярлыку и ввести пин-код, если на телефоне активизирована функция «безопасное подключение». После выполнения вышеописанных манипуляций все файлы с телефона будут отображены на экране компьютера в привычном виде папки и ее содержимого. С этими файлами можно производить все стандартные операции, в том числе копирование на жесткий диск компьютера.
Как передать файл через блютус
В свободный USB – разъём подключаем Bluetooth адаптер.
1. Через несколько секунд на рабочем столе появится главное окно программы (его можно вызвать при помощи ярлыка на рабочем столе или в меню Пуск/Программы).
(Рисунок 4)
Красный шар в центре — компьютер, к которому подключён USB адаптер. Иконки вверху показывают, с какими устройствами он может работать и какие функции выполнять. Попробуем установить соединение с мобильным телефоном (внимание: мобильный телефон должен поддерживать соединение через Bluetooth и оно должно быть включено!).
2. Нажимаем один раз на красный шар. По этой команде программа выполнит поиск устройств.
3. В нашем случае программа нашла одно новое устройство – мобильный телефон.
Теперь два раза кликнем по изображению телефона. Это позволит нам определить доступные сервисы. При этом иконки с их обозначением будут выделены рамками.
Поиск устройств поддерживающих передачу по блютус — найден телефон
(Рисунок 5)
Попробуем установить соединение. Для этого один раз нажимаем «Передача файлов». Программа предложит ввести код подтверждения. Это могут быть любые комбинации цифр, но они должны быть одинаковыми и в компьютере, и в телефоне (например, 123. Или 55).
(Рисунок 6)
Если в памяти Вашего телефона сохранено много устройств, можно отправить визитную карточку компьютера, кликнув по иконке «Пересылка объектов». Это позволит уточнить имя компьютера.
Проблемы?
… Если компьютер не видит устройство bluetooth.
1. Проверить, активирована ли функция блютус в устройстве. Если нет – активировать ее.
2. Перезагрузить компьютер и устройство bluetooth.
3. Переустановить драйверы блютус в компьютере.
… Есть ли в моем компьютере блютус
Встроенные модули «синего зуба» содержатся только в новых устройствах, в большинстве моделей они отсутствуют. Чтобы проверить, содержит ли компьютер модуль блютус, следует нажать кнопку «Пуск», выбрать «Панель управления» и в открывшемся окне найти значок «bluetooth». Если его нет – такой модуль в компьютере не установлен, однако можно воспользоваться блютус-адаптером.
… Как выбрать блютус
При выборе следует обратить внимание на технические характеристики – скорость передачи данных должна быть не ниже 50-60 Кбит/с, радиус действия – class 1 (до 100 м на открытом пространстве, а в квартире – до 30-40 м). Довольно удобным является адаптер mini-формата – он позволяет использовать близко расположенные USB разъемы.
Итак, вы сами видите, что пользоваться bluetooth очень просто. Для этого вполне достаточно наличия минимальных навыков обращения с мобильным телефоном и начального пользовательского уровня работы с ПК.
С помощью блютуз можно обмениваться информацией между электронными мультимедийными устройствами: компьютерами, мобильниками и т.д. Блютуз позволяет им сообщаться на недорогой, повсеместно доступной частоте 2,45 ГГц. Установленная связь надежна, если гаджеты удалены на расстояние до 100 м.
Блютуз – беспроводная технология радиосвязи. Разработана она для объединения различных цифровых устройств. Версия Bluetooth 4.0 отличается энергосбережением, совместима с предыдущими. Такая технология позволяет увеличить время работы устройства после полной зарядки от аккумулятора более чем в пять раз. Кроме этого, увеличилась скорость обмена данными и устойчивость соединения. Последняя версия 4.1 имеет ряд улучшений, касающихся связи с мобильными устройствами. В технологии блютуз используются передатчики небольшого радиуса действия. Бывают двух типов: встроенные непосредственно в устройство, внешние – подключаемые через РС-карту или USB-порт. Отличается от IrDA (инфракрасный порт) большим радиусом действия, высокой скоростью передачи информации. Для блютуз нет необходимости прямой видимости приемника. Высокоскоростные устройства IrDA не были широко распространены. Их вытеснили современные – Bluetooth, WiFi.
Если задуматься, выяснится, что вы понятия не имеете, как работает большинство функций привычных вам электронных устройств. Восполнить эти пробелы я постараюсь в серии образовательных статей. Начнется же она с Bluetooth – технологии беспроводной связи, без которой не обходится ни один смартфон. О том, как она появилась, почему так названа, что из себя представляет и какой станет в ближайшем будущем, читайте в этом материале.
История названия Bluetooth
В 1998 году инженер компании Intel Джим Кардак, в составе большой команды разработчиков трудился над радиотехнологией ближнего действия. Системой связи, которая могла бы объединить компьютеры и мобильные телефоны универсальным протоколом связи.Для нее технологии было перебрано множество названий, но ни одно из них не устраивало руководство компании. Одни были какими-то-громоздкими, другие не отражали сути проекта. Тогда, Джим Кардак услышал от своего шведского коллеги историю об одной маленькой норвежской деревеньке.
Она известна лишь одной старинной достопримечательностью. Там установлены рунные камни Еллинга.
Сейчас они защищены от непогоды и вандалов прочным стеклом, за которым поддерживается постоянная температура, но больше тысячи лет каменную поверхность поливали дожди и ветра, так что ныне камни Еллинга мало напоминают те монументы, что были здесь когда-то.
Самый маленький и самый старый из них поставлен королем Дании Гормом в честь жены, Тиры. Камень побольше - дело рук их сына, чье имя, в переводе на английский звучит как Харольд Блютуз (Синезубый). Надпись на нем гласит «Харальд, покоривший всю Данию и Норвегию, кто крестил датчан».
История о владыке, объединившим такие непохожие народы, приглянулась Кардаку и он решил, что из имени «Блютуз» получится неплохое кодовое название. Надо же как-то называть проект пока продолжаются споры. Только и всего.
После долгих совещаний и согласований официальным названием решили сделать «Персональная Сеть» или PAN (Personal Area Networking), но за три недели до релиза юристы сказали, что не могут зарегистрировать товарный знак на нечто с таким распространенным названием. Выбора не осталось, и за протоколом закрепили техническое название - имя древнего короля - Bluetooth.
Что до логотипа, то он означает: Харальд Блютуз. «ХБ», написанные рунным алфавитом слившись вместе образуют нечто древней подписи.
Тысячу лет назад датский король приказал вырезать и воздвигнуть камни в память о своих деяниях, а через век его имя увековечили в каждом смартфоне.
Аппаратная основа Bluetooth
Думаю, среди читателей этой статьи вряд ли найдется хоть один человек, который бы никогда не пользовался Bluetooth, так что я не буду задерживаться на том, для чего нужна эта технология. Лучше сразу расскажу, как выходит, что файлы перемещаются будто по воздуху с одного телефона на другой.
Вначале работу Bluetooth обеспечивал отдельный невзрачный маленький чип, который ничем не отличался от других компонентов, распаянных на плате телефона.
Однако, со временем миниатюризация, подстегиваемая погоней за наименьшей толщиной телефонов и первых смартфонов, вынудила инженеров создать чипы, объединяющие в себе Wi-Fi, FM-радио и Bluetooth под одной крышкой. Так эти протоколы связи могли использовать одну антенну, да и в случае поломки куда проще заменить один чип, чем несколько распаянных по всей плате.
Вот только в современных смартфонах вы скорее всего не найдете и комбинированного чипа беспроводных интерфейсов.
Нынче Bluetooth принято интегрировать в кремниевый кристалл, объединяющий в себе процессор, видео ускоритель и прочие вычислительные элементы.
Встраивать сетевой функционал непосредственно в кристалл или выносить его отдельным чипом решает производитель процессоров. В продаже ещё можно найти отдельные чипы Bluetooth от MediaTek, но постепенно такой подход к компоновке компонентов уходит в прошлое.
Принцип функционирования протокола
Что же до процесса передачи, то выбрав файл в меню операционной системы, вы активируете радиопередатчик, работающий в ограниченном диапазоне частот в районе 2,4ГГц, так называемом ISM - Industry, Science and Medicine - части спектра, выделенной специально под нужды различных высокотехнологичных устройств.Bluetooth начинает отслеживать все сигналы, в этих пределах. Смартфон на другом конце делает то же самое - старается вычленить из шума помех знакомые приветственные последовательности.
Стоит иметь в виду, что формально Bluetooth это разом и приемник, и передатчик, но одновременно работать в обоих режимах чип не может. Исключение составляет звук в bluetooth-гарнитурах, но этот аспект технологии заслуживает отдельного рассказа.
После того, как телефоны обнаружили друг друга, начинается настоящая магия. Первый Bluetooth контроллер берет на себя роль передатчика, а второй становится приемником. Передатчик формирует из радиоволн особый шаблон, который меняется 1600 раз за секунду «прыгая» с одной из доступных 79 частот (в пределах с 2,401ГГц до 2,480ГГц) на другую в почти что случайном порядке.
Шаблон выступает в роли идентификатора. Обменяться файлами смогут только те устройства, которые настроены на один и тот же шаблон. В то же время для других приборов передаваемая информация ничем не отличается от обычных радиопомех. Так удается добиться не только приватности, но и беспрепятственной одновременной работы нескольких пар приемник-передатчик, например, в одной комнате.
Непосредственно перед отправкой по bluetooth данные разбиваются на пакеты - определённым образом оформленные блоки данных, сопровождаемые инструкциями по сборке из них исходного файла.
Процессор приемника обрабатывает эти пакеты, складывает их в один файл и помещает его в постоянную память устройства. Если обнаруживается нехватка пакета, он запрашивается повторно.
Весь это процесс требует куда меньше времени, чем понадобилось на то, чтобы прочесть его объяснение - обычно от нескольких секунд, до пары минут. Скорость передачи файла зависит главным образом от его размера.
Краткая история версий
Некоторые из наших читателей могут помнить времена, когда передача файлов по Bluetooth была тем еще занятием. Единственный рингтон мог передаваться десятки минут, а процесс сопровождали разрывы связи. Имели место и проблемы совместимости между разными аппаратами (скажем, LG и Nokia). Все дело в версиях. Ни один продукт не идеален с самого первого дня его существования. Протоколы связи постоянно дорабатываются и настраиваются.Так, Bluetooth 1.0 был ужасен, и по сути представлял собой демонстрационный образец. К счастью, в реальной жизни почти никто не успел с ним столкнуться.
Bluetooth 1.1 и 1.2 были чуть лучше, но принципиально от первой версии не отличались. С ними разработчики в основном сосредоточились на исправлении ошибок и повышении стабильности протокола.
Только с 10 ноября 2004 года, когда был выпущен Bluetooth 2.0, технология пошла в массы. С внедрением EDR (Enhanced Data Rate) скорость передачи данных достигла 2,1 Мбит/с, а Bluetooth быстро приобрел огромную популярность.
Следующим большим шагом вперед стал выход Bluetooth 4.0 в котором под одним названием фактически объединили несколько протоколов связи: обычный, высокоскоростной и с низким энергопотреблением. Последний из них - Bluetooth Low Energy продвигался как идеальное решение для миниатюрных устройств эпохи интернета вещей, которая так и не наступила. Зато экономичный протокол пригодился при создании гарнитур, беспроводных наушников и фитнес браслетов.
В этом режиме сканирование радиодиапазона не обязательно пробуждает устройство. Смартфон с помощью Bluetooth Low Energy может распознать, например, гарнитуру, и поддерживать с ней связь, не выходя из режима ожидания.
К тому же, новые версии этого беспроводного протокола обучены распараллеливать вещание. Речь не об одновременной связи с несколькими устройствами (это было реализовано уже давно), а о распределении полосы связи между различными приложениями.
Поскольку место в каждом пакете с данными ограничено, раньше приложения, желающие передать данные через Bluetooth, конкурировали за него. С выпуском Bluetooth 4.0 разработчики могут указывать содержимое пакетов вещания, а радиомодуль отправлять данные каждого приложения в отдельном наборе пакетов.
Как и в случае со сканированием, технология теперь позволяет настроить частоту передачи пакетов запросов, для соблюдения баланса между питанием и работой функций Bluetooth, например, сканирования или подключения к беспроводному геймпаду.
Наиболее распространенной сейчас является модификация Bluetooth 4.2, с более сложной и безопасной, чем у первоначальной модификации процедурой установления соединения между устройствами.
В декабре Bluetooth 4.2 исполняется три года – почтенный возраст, так что в грядущем 2018 большинство смартфонов, по крайней мере из среднего и высокого ценового сегментов, будут иметь на борту Bluetooth 5.0, еще более быстрый энергоэффективный и стабильный.
По сравнению с версией 4.2 новый Bluetooth обладает в два раза большей максимальной скоростью передачи данных - 6,25 МБ/с, и куда большим радиусом. Замеры в лабораторных условиях, которые и приводят в характеристиках протокола, говорят об увеличении радиуса связи с 10 до 40 метров в помещениях и с 50 до 200 метров на улице.
Для особенно прожорливых приложений и быстрой передачи больших объемов данных добавлен и режим вещания с увеличенным пакетом.
Bluetooth Special Interest Group, нынешние разработчики протокола, продолжают развитие темы интернета вещей и ввели для него схему последовательного подключения устройств. Проще говоря, с Bluetooth 5.0 данные могут передаваться не только напрямую между смартфоном и умной лампочкой, но и через систему посредников – ретрансляторов, в роли которых выступят другие элементы умного дома.
К счастью, с выходом новых версий протокол не утрачивает поддержки старых – это называется обратной совместимостью. Так Bluetooth 5.0 без проблем установит соединение с Bluetooth 3.0, но передача данных будет ограничена скоростью младшего протокола и, конечно, все эти новые возможности работать не будут.
Заключение или пара слов о будущем протокола
С 1994 года Bluetooth стал неотъемлемым атрибутом любого смартфона, оказался востребован в самых разных устройствах, от умных лампочек, до геймпадов. Тем не менее, похоже, что пик популярности протокола уже пройден.По крайней мере мы все реже пользуемся его базовым функционалом – передачей файлов с устройства на устройство без посредников.
Вряд ли технология вновь обретет прежнюю популярность как средство передачи файлов, по крайней мере в тех странах, где есть скоростной интернет, но для выполнения других задач Bluetooth по-прежнему незаменим.
Все больше компаний отказываются от 3,5 мм jack в своих смартфонах и нет никаких сомнений в том, что гарнитуры будут присоединяться к новым флагманам именно по Bluetooth. Но приведет ли распространение Bluetooth 5.0 к новому взлету популярности технологии, покажет только время.
