Rozhranie Bluetooth sa dnes veľmi rozšírilo v rôznych typoch zariadení, najmä v osobných počítačoch, mobilných telefónoch, tabletoch a iných. Používatelia samozrejme nie sú imúnni voči rôznym problémom. Najčastejšie nie je ťažké pochopiť príčiny problémov, stačí poznať základné princípy fungovania špecifikovaného rozhrania. "Bluetooth" - čo to je? Ako sa to používa?

Vlastnosti technológie

Bluetooth je bezdrôtové rozhranie krátkeho dosahu, ktoré bolo vytvorené v roku 1994 inžiniermi zo spoločnosti Ericsson so sídlom vo Švédsku. V roku 1998 niekoľko spoločností vytvorilo špeciálnu organizáciu Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), ktorá stále pracuje na vývoji, propagácii a implementácii tejto technológie. V súčasnosti počet spoločností, ktoré sa stali členmi združenia, prekročil 13 tisíc.

Hlavnou výhodou tejto technológie je, že pripojenie Bluetooth nevyžaduje veľké zdroje z hľadiska spotreby energie a náklady na transceivery sú relatívne nízke v porovnaní s inými technológiami bezdrôtového prenosu. To všetko umožňuje použitie takéhoto technického riešenia aj v malých zariadeniach s miniatúrnymi batériami. Výrobcovia zariadení nie sú povinní platiť tvorcom technológie nič za používanie opísaného rozhrania. Táto skutočnosť zohrala dôležitú úlohu v takom širokom rozšírení tohto rozhrania v rôznych zariadeniach.

Načo to je?

Stručne sme sa pozreli na to, čo je Bluetooth. Už teraz je jasné, že ide o užitočnú vec. Stále však musíte prísť na to, ako ho použiť. Hlavným účelom tejto technológie je vytvoriť osobné siete, ktoré poskytujú príležitosti na výmenu údajov medzi zariadeniami umiestnenými v blízkosti. Môžu to byť notebooky, stolné počítače, mobilné zariadenia, periférie a mnohé ďalšie, ktoré patria do tejto kategórie.

Aplikácia

Bluetooth je možné použiť na rôzne účely. Už sme sa dozvedeli, že ide o zariadenie, ktoré umožňuje pripojiť niekoľko zariadení do siete. Ako však dôjde k spojeniu? V prípade dvoch miniaplikácií sa pripojenie vykonáva podľa schémy „bod-bod“ a v prípade veľkého počtu zariadení už pôjde o schému „bod-multibod“. Bez ohľadu na použitý obvod je pridelené hlavné zariadenie a podriadené zariadenia.

Hlavné zariadenie nastavuje šablónu, ktorú používajú všetky podriadené zariadenia, a je tiež zodpovedné za synchronizáciu všetkých zariadení. Prostredníctvom tohto spojenia sa vytvorí pikonet. V rámci jedného takéhoto riešenia je možné spojiť jedno nadradené a sedem podriadených zariadení. Okrem toho je možné na pikonet pridať niekoľko ďalších zariadení, ktoré budú otrokmi, ale len v dočasne zablokovanom stave. Nezúčastňujú sa výmeny informácií, ale sú synchronizované s hostiteľom pomocou rozhrania Bluetooth. Čo to je, je jasné, ak si predstavíte, ako sa údaje odosielajú z jedného zdroja všetkým ostatným v reálnom čase. Je to pohodlné a otvára to veľa možností na organizáciu práce.

Maximálny počet zariadení

Ďalšou úrovňou prepojenia je integrácia niekoľkých pikonetov do jednej distribučnej siete. Za týmto účelom zariadenie, ktoré je otrokom v jednej pikonete, preberá úlohy master v inej. V tomto prípade je zvláštnosťou, že pikonety patriace do rovnakej distribučnej siete používajú rôzne vzory a nie sú navzájom synchronizované. Jedna distribučná sieť nemôže obsahovať viac ako 10 pikonetov. Ukazuje sa, že organizáciou distribučnej siete, ktorá zahŕňa zariadenia Bluetooth, je možné skombinovať celkovo až 71 zariadení.

Vlastnosti prenosu dát

Používa sa rádiový kanál 2,4-2,4835 GHz, doplnený metódou pseudonáhodného ladenia pracovnej frekvencie. Špecifikovaný rozsah je rozdelený do 79 kanálov, pre každý z nich je pridelená šírka pásma 1 MHz. Horná a spodná časť radu obsahuje nepoužité pásy, ktoré sa považujú za ochranné. Prenos dát sa uskutočňuje pomocou Gaussovej fázovej modulácie, ktorá zahŕňa zmenu nosnej frekvencie v čase podľa Gaussovej krivky a to výrazne obmedzuje spektrum emitovaného signálu.

Bluetooth adaptér si vymieňa dáta v časových intervaloch, ktorých dĺžka je 625 μs. Prenos každého slotu končí prechodom na nový frekvenčný kanál. Vrstva dátového spojenia predpokladá, že dáta sa vymieňajú v paketoch, z ktorých každý má jeden až päť slotov. Určitá časť z nich môže byť vyhradená pre synchrónne kanály určené na vysielanie streamovaných dát. Ukazuje sa, že prenos je možné vykonávať nielen so synchrónnymi údajmi, ale aj s asynchrónnymi údajmi.

Špecifikácia zariadenia Bluetooth poskytuje možnosť používať dva typy komunikácie: synchrónnu s nadviazaním spojenia a asynchrónnu, pri ktorej sa spojenie nevytvorí. Použitie prvej možnosti je relevantné pri vytváraní kanálov typu point-to-point medzi hlavnými a podriadenými zariadeniami. Účelom druhého je zorganizovať rozhranie point-to-multipoint medzi hlavným zariadením piconet a všetkými podriadenými zariadeniami.

triedy zariadení Bluetooth

V závislosti od výkonu a účinnosti dosahu adaptéra Bluetooth existujú tri triedy transceiverov. Najbežnejšou možnosťou, relevantnou pre použitie vo väčšine počítačov a mobilných zariadení vyrábaných moderným priemyslom, sú transceivery druhej triedy. Zdravotnícke zariadenia sú vybavené vysielačmi triedy 3 s nízkym výkonom a moduly s najdlhším dosahom patriace do triedy 1 sa používajú v riadiacich a monitorovacích systémoch pre priemyselné zariadenia.

Nastavenia Funkcie

Ak chcete nainštalovať Bluetooth do počítača a potom ho použiť na spárovanie s akýmikoľvek zariadeniami, mali by ste byť oboznámení s funkciami jeho konfigurácie. Pomocou tejto technológie môžete využívať rádiové vlny krátkeho dosahu na pripojenie k bezdrôtovým sieťam, ako aj získať prístup k periférnym zariadeniam kompatibilným s technologickou verziou: tlačiarni, myši, mobilnému telefónu, ako aj ďalším počítačom a komunikátorom.

Keďže hovoríme o bezdrôtovom pripojení, to znamená, že sa uskutočňuje prostredníctvom rádiových vĺn, akékoľvek periférne zariadenie sa môže pohybovať v priestore a spojenie sa nestratí, ak neopustí zónu „viditeľnosti“. Ak sa chcete pripojiť, mali by ste vedieť, že sa to deje automaticky, keď sa zariadenie dostane do dosahu vysielača. Všetky potrebné nastavenia musíte vykonať iba raz. Väčšina modelov notebookov má od začiatku zabudované vysielače, stačí ich správne nakonfigurovať, aby neskôr všetko fungovalo bez prerušení.

Nastavenie zariadenia Bluetooth pre Windows

Ak chcete vykonať túto operáciu, musíte vykonať veľmi špecifické akcie. Najprv sa musíte uistiť, že váš laptop má tento adaptér. Potom si musíte stiahnuť všetky potrebné ovládače. Po aktivácii inštalačného programu ovládača a spustení Sprievodcu pridaním zariadenia sa všetko určí automaticky.

Po zistení zariadenia ho budete musieť pridať. Ak ho systém nedokáže nájsť, mali by ste sa uistiť, že je zariadenie plne nabité, napájané, zapnuté a nachádza sa v dosahu. Informácie o dosahu akéhokoľvek zariadenia nájdete v sprievodnej dokumentácii. Po dokončení podrobnej kontroly komponentov musíte reštartovať Sprievodcu pridaním zariadenia.

Problémy, ktoré môžu nastať

Ak ste zmätení tým, ako zapnúť Bluetooth, môžete si všimnúť, že ak samotný komponent nie je prítomný na paneli úloh prenosného počítača, môže byť prítomná príslušná ikona. Musí to byť skryté. Ak to chcete urobiť, kliknite na ikonu a potom na položku „Prispôsobiť“.

Keď sú zariadenia Bluetooth zapnuté, na displeji sa zobrazí zoznam všetkých spárovaných zariadení, ktoré sú dostupné v dosahu. Navyše, ako už bolo spomenuté, každý má svoj vlastný rozsah, ktorý je potrebné vziať do úvahy pri párovaní.

Vlastnosti práce

Všetky najnovšie modely telefónov, tabletov a notebookov dostávajú ako povinnú súčasť Bluetooth modul, ktorého prítomnosť potvrdzuje ikona loga na obrazovke alebo tele zariadenia. Po vytvorení spojenia sa na obrazovke zobrazí príslušné logo a výmena údajov je sprevádzaná dodatočnou indikáciou. Výrobcovia teraz integrujú zariadenia Bluetooth do tabletov, telefónov a počítačov.

Okrem mobilných zariadení je táto technológia použiteľná aj pre stolné počítače na zabezpečenie komunikácie medzi myšami, klávesnicami, digitálnymi fotoaparátmi, skenermi, tlačiarňami, slúchadlami a rôznymi náhlavnými súpravami. Toto zariadenie podporuje výmenu dát na vzdialenosť až 100 metrov. Niekedy je bezdrôtová podpora možná aj pri používaní zariadení umiestnených v rôznych miestnostiach.

Spárovanie rôznych zariadení

Ak pri pripájaní k počítaču používate Bluetooth pre telefón alebo iné zariadenia, musíte do počítača nainštalovať konektor portu, ktorý má tvar bežného flash disku pripojeného cez USB. Ovládače a potrebné programy sa zvyčajne dodávajú so zariadením, ale ak nie sú k dispozícii, vždy môžete použiť oficiálnu webovú stránku na získanie potrebných aplikácií.

Ak vezmeme do úvahy Bluetooth zariadenie pre telefón, tak tí, ktorí túto technológiu využívajú, sú najobľúbenejší. S ich pomocou môžete telefonovať, aj keď sú vaše ruky zaneprázdnené: pri športe, šoférovaní auta atď. telefón. Samotné zariadenie môže byť v tomto čase v taške alebo vo vrecku.

Bluetooth: technológia a jej aplikácie

...a povedal: "Nech sa všetci znovu zídu."

Je celkom možné, že práve s týmito slovami stredovekého dánskeho kráľa Haralda II Bluetooth (Harald II Bluetooth) sa spája jeho ďalšia prezývka – „zjednotiteľ“, ktorá sa o 1000 rokov neskôr stala názvom nového bezdrôtového komunikačného rozhrania.

Čo je to Bluetooth? Ide o bezdrôtovú komunikačnú technológiu vytvorenú v roku 1998 skupinou spoločností: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba. V súčasnosti vývoj v oblasti Bluetooth realizuje Bluetooth SIG (Special Interest Group), do ktorej patria aj Lucent, Microsoft a mnohé ďalšie.

Hlavným účelom Bluetooth je poskytovať ekonomickú (z hľadiska spotreby prúdu) a lacnú rádiovú komunikáciu medzi rôznymi typmi elektronických zariadení, pričom veľký význam sa prikladá kompaktnosti elektronických komponentov, čo umožňuje použitie Bluetooth v malých zariadeniach, napr. veľkosť náramkových hodiniek.

Rozhranie Bluetooth umožňuje prenášať hlas (pri 64 Kbps) aj dáta. Pre prenos dát možno použiť asymetrické (721 Kbit/s v jednom smere a 57,6 Kbit/s v druhom) a symetrické metódy (432,6 Kbit/s v oboch smeroch). Transceiver, ktorý je čipom Bluetooth, pracuje na frekvencii 2,4 GHz a umožňuje nadviazať komunikáciu v rozsahu 10 alebo 100 metrov v závislosti od stupňa výkonu. Rozdiel vo vzdialenosti je určite veľký, ale spojenie do 10 m umožňuje nízku spotrebu energie, kompaktné rozmery a pomerne nízke náklady na komponenty. Vysielač s nízkym výkonom teda v pohotovostnom režime spotrebuje len 0,3 mA a pri výmene informácií priemerne 30 mA.

Bluetooth funguje na princípe FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum). Stručne to možno vysvetliť nasledovne: vysielač rozdeľuje dáta do paketov a prenáša ich pomocou algoritmu pseudonáhodného frekvenčného skoku (1600-krát za sekundu) alebo vzoru, ktorý pozostáva zo 79 subfrekvencií. Iba tie zariadenia, ktoré sú nakonfigurované na rovnaký prenosový vzor, ​​sa môžu navzájom „porozumieť“ - pre cudzie zariadenia budú prenášané informácie obyčajným šumom.

Hlavným štrukturálnym prvkom siete Bluetooth je takzvaný „piconet“ - súbor 2 až 8 zariadení pracujúcich na rovnakej šablóne. V každej pikonete jedno zariadenie funguje ako hlavné a ostatné ako podriadené. Master určí šablónu, na ktorej budú fungovať všetky podriadené zariadenia jeho pikonetu a synchronizuje svoju činnosť. Štandard Bluetooth umožňuje pripojenie nezávislých a dokonca aj nesynchronizovaných pikonetov (až 10) do takzvaného „rozptyľovacieho siete“ (zatiaľ som nevidel správny ruský preklad tohto výrazu, ale jeden z prekladov slovesa rozptýliť znie ako „rozptyl“). Na to musí mať každá dvojica pikonetov aspoň jedno spoločné zariadenie, ktoré bude v jednom nadriadené a v druhom podriadené. V rámci jedného scatternetu tak môže byť k rozhraniu Bluetooth súčasne pripojených maximálne 71 zariadení, nikto však neobmedzuje použitie bránových zariadení, ktoré využívajú rovnaký internet na komunikáciu na väčšie vzdialenosti.

Frekvenčný rozsah Bluetooth je vo väčšine krajín bez licencie, ale vo Francúzsku, Španielsku a Japonsku je z dôvodu zákonných obmedzení potrebné používať iné frekvencie, ako sú uvedené vyššie.

Keď už hovoríme o bezdrôtovej komunikácii, nemôžeme sa dotknúť otázky bezpečnosti takéhoto spojenia. Okrem zamerania sa na frekvenčné vzory a potreby synchronizácie transceivera poskytuje štandard Bluetooth šifrovanie prenášaných dát pomocou kľúča s efektívnou dĺžkou od 8 do 128 bitov a možnosť výberu jednosmernej alebo obojsmernej autentifikácie ( samozrejme sa zaobídete úplne bez autentifikácie), čo umožňuje nastaviť silu výsledného šifrovania v súlade s legislatívou každej jednotlivej krajiny (v niektorých krajinách je používanie silnej kryptografie zakázané:). Okrem šifrovania na úrovni protokolu je možné šifrovanie použiť aj na aplikačnej úrovni – tu nikto neobmedzuje použitie svojvoľne silných algoritmov.

Často sa stáva, že zariadenia Bluetooth v dosahu sa môžu jednoducho pripojiť a začať si vymieňať informácie, ktoré nemusia byť určené pre vonkajšie uši alebo oči. V skutočnosti k automatickej výmene informácií medzi zariadeniami Bluetooth dochádza len na hardvérovej úrovni, t.j. len na určenie samotnej skutočnosti prepojenia. Ale na aplikačnej úrovni sa užívateľ sám rozhodne, či zavedie alebo zakáže automatické nadväzovanie spojenia. Používanie Bluetooth sa tak nestáva o nič nebezpečnejšie ako pripojenie k internetu, v ktorom sú všetky uzly aj elektricky prepojené, ale to ešte neznamená získanie bezpodmienečného prístupu k akémukoľvek zdroju.

Za zmienku tiež stojí, že štandard Bluetooth bol vyvinutý s ohľadom na nízku spotrebu energie, takže jeho vplyv na ľudské telo je minimalizovaný.

Hlavným smerom využitia Bluetooth by malo byť vytváranie takzvaných osobných sietí (PAN, alebo private area networks), vrátane takých rôznorodých zariadení, ako sú mobilné telefóny, PDA, MP3 prehrávače, počítače a dokonca aj mikrovlnné rúry s chladničkami (ktoré doteraz neboli zavedené pripojený v dlhom čase).net). Schopnosť prenášať hlas umožňuje zabudovať rozhranie Bluetooth do bezdrôtových telefónov alebo napríklad bezdrôtových slúchadiel pre mobilné telefóny. Možnosti využitia Bluetooth v praxi sú nekonečné: okrem synchronizácie PDA so stolným počítačom alebo pripojenia relatívne nízkorýchlostných periférií, ako sú klávesnice alebo myši, rozhranie veľmi zjednodušuje a nenákladne umožňuje organizáciu domácej siete. Navyše, uzly tejto siete môžu byť akékoľvek zariadenia, ktoré potrebujú informácie alebo majú potrebné informácie.

Porovnajme Bluetooth s ďalším nemenej známym bezdrôtovým komunikačným rozhraním – IEEE 802.11, najmä preto, že obe riešenia sú už dostupné na širokom trhu. Hlavné rozdiely medzi nimi možno zhrnúť takto:

	IEEE 802.11	Bluetooth
1. Účel	Bezdrôtové domáce/kancelárske siete	Náhradné káblové pripojenia pre kompaktné komunikačné médiá
2. Prevádzková frekvencia	2,4 GHz	2,4 GHz
3. Maximálna rýchlosť prenosu dát	11 Mbit/s (IEEE 802.11b), 2 Mbit/s (IEEE 802.11)	721 kbps
4. Rozsah	100 m	10 m alebo 100 m
5. Maximálny počet uzlov	128 zariadení na sieť	8 zariadení na pikonet, max. 10 pikonetov, t.j. až 71 zariadení na scatternet
6. Hlasové kanály	Nie (voliteľné)	3 kanály
7. Dostupnosť	Teraz	Teraz
8. Cena	100 – 400 USD za uzol	Približne 5 dolárov za uzol

Ako je ľahko vidieť, rozhranie Bluetooth je oveľa vhodnejšie na použitie v tých zariadeniach bezdrôtovej komunikácie, kde sa vyžaduje pomerne nízka cena, nie sú potrebné vysoké rýchlosti a požaduje sa nízka spotreba energie. Ako však už bolo uvedené, je možné vytvárať kombinované siete, najmä preto, že IEEE 802.11 funguje na úplne inom princípe kódovania prenášaných údajov, a preto pri rovnakej prevádzkovej frekvencii sa oba štandardy budú navzájom fyzicky počuť, ale signály iných ľudí každý z nich bude interpretovať ako vonkajší hluk.

Dôležitým aspektom pri vývoji Bluetooth je fakt, že táto technológia nepodlieha licencovaniu a jej používanie si nevyžaduje platenie žiadnych licenčných poplatkov (hoci si vyžaduje podpísanie bezplatnej zmluvy). Táto politika umožnila mnohým spoločnostiam aktívne sa zapojiť do vývoja zariadení s rozhraním Bluetooth, ktoré boli vo veľkom počte predvedené na výstave CeBIT 2001.

Najväčší záujem, prirodzene, vyvolávajú zariadenia, ktoré poskytujú prechod z existujúcich rozhraní na Bluetooth. Jedným z nich bol Industrial Bluetooth Serial Port Adapter od švédskej spoločnosti connectBlue. Ako už názov napovedá, toto zariadenie je určené na priemyselné použitie a umožňuje pripojiť akékoľvek zariadenia vybavené sériovým portom k Bluetooth:

Typickým prípadom použitia by bola napríklad konfigurácia priemyselných inštalácií pomocou notebooku.

Charakteristika:

• dosah - do 10 m,
• prenosová rýchlosť - 300-115200 Kbit,
• napájacie napätie - 9-30 Voltov.

Spoločnosť Belkin, známa najmä svojimi produktmi zbernice USB, predstavila celý rad zariadení Bluetooth:

Táto karta formátu PCMCIA Type II umožňuje všetkým zariadeniam s podobným slotom prijímať rozhranie Bluetooth s rýchlosťou až 721 Kbps. Dosah - 10 m.

Tu vidíme vynikajúce riešenie USB pre stolné (nielen) počítače: charakteristiky sú rovnaké ako v predchádzajúcom prípade, navyše vám toto zariadenie umožňuje vymieňať si údaje prostredníctvom hlasových kanálov.

Pre Palm V je dokonca aj adaptér: Palm sa do nej jednoducho vloží ako do štandardnej postieľky, po ktorej sa môžete synchronizovať so stolným počítačom alebo pristupovať na internet pomocou mobilného telefónu, ktorý je tiež vybavený rozhraním Bluetooth. Tento adaptér je napájaný vlastnou batériou Palm.

Na výstave ste dokonca mohli nájsť Bluetooth adaptér pre Compact Flash:

Troy XCD predstavil adaptér na pripojenie tlačiarne s rozhraním Centronics k Bluetooth:

Spoločnosť sľubuje, že ho uvedie na trh začiatkom leta, približná cena je približne 195 dolárov.

Nemenej zaujímavou možnosťou využitia technológie Bluetooth môže byť organizácia bezdrôtového prístupu k lokálnej sieti a/alebo internetu pre zariadenia v malej kancelárii alebo domácnosti. Nesporným lídrom v tejto oblasti bola spoločnosť Red-M, ktorá predstavila svoje riešenie - server Red-M 3000AS:

Tu je fotografia jeho prototypu v akcii:

3000AS je linuxový server, ktorý môže fungovať aj ako brána do lokálnej siete alebo internetu. Na rozdiel od väčšiny ostatných zariadení Bluetooth má 3000AS výkonný transceiver, ktorý umožňuje komunikáciu v dosahu 100 metrov a obsahuje externú anténu pre vyššiu spoľahlivosť v prítomnosti vonkajšieho rušenia. Na pripojenie môžete využiť ISDN (s možnosťou výberu „vždy online“ alebo „pripojenie na požiadanie“), 10/100 Mbit Ethernet, ako aj RS-232 pre servisné aplikácie. Server je možné napájať aj cez UPS.

Na rozšírenie prístupu k serveru je možné použiť malé prístupové body Red-M 1000AP:

Server automaticky rozpozná a nakonfiguruje všetky prístupové body v rámci svojho dosahu. Externé zariadenia je možné pripojiť k prístupovému bodu cez 10/100 Mbit Ethernet.

MiTAC predstavil podobný systém: ich Bluetooth Access Point nesie na palube 750 MHz procesor Transmeta Crusoe TM5400, vstavaný NAT a DHCP server a rovnako ako predchádzajúci príklad výkonný transceiver s dosahom až 100 m:

Skvelým doplnkom k takémuto systému môže byť zariadenie od spoločnosti Canon - modul Bluetooth pre digitálny fotoaparát:

Len si to predstavte – fotoaparát bude môcť automaticky prenášať obrázky cez bránu Bluetooth na vašu pracovnú stanicu, rovnaký subnotebook, alebo dokonca cez mobilný telefón s pripojením na internet s podporou Bluetooth... no, možností je neúrekom.

Bežnou možnosťou je pripojenie štandardných vstupných zariadení cez Bluetooth, ako je toto:

Sony predstavilo na CeBIT špeciálny modul vo formáte Memory Stick s názvom InfoStick:

Veľmi dobrý nápad, najmä vzhľadom na dostupnosť podobného zariadenia pre Compact Flash.

Zostáva len poznamenať, že licencovanie podpory Bluetooth je bezplatné a je potrebné iba na uzavretie zmluvy o ochrannej známke. Takže v blízkej budúcnosti môžeme očakávať výskyt Bluetooth v žiarovkách a žehličkách :). Ale vážne, technológia Bluetooth môže urobiť skutočnú revolúciu vo svete osobnej komunikácie a v ľudskom živote všeobecne. O tom, ako veľmi potrebujeme ďalšiu revolúciu, sa však ešte musí rozhodnúť.

Články a Lifehacks

Drvivá väčšina moderných mobilných zariadení je vybavená bezdrôtovou technológiou, akou je Bluetooth, no nájdu sa aj takí, ktorým jeho funkcie stále nie sú známe.

Po pochopení toho, čo bluetooth vlastne je, bude môcť používateľ pochopiť princíp jeho fungovania. Nie je to také ťažké urobiť.

Čo je to? Koncepcia, technické vlastnosti a princíp fungovania

Bluetooth je teda špeciálny štandard na bezdrôtový prenos dát medzi zariadeniami.

Prenos je možné vykonávať medzi miniaplikáciami rôznych typov (napríklad laptop a) a medzi podobnými zariadeniami (dva telefóny).

Od svojho vzniku sa táto technológia dočkala mnohých verzií, z ktorých najnovšia je Bluetooth 4.0. Dnes sú ním vybavené mnohé moderné multifunkčné zariadenia.

Verzia umožňuje používateľom komunikovať na vzdialenosť až 100 metrov a prenášať dáta rýchlosťou až 1 megabit za sekundu. Nie je potrebné žiadne ďalšie vybavenie.

Princíp fungovania technológie Bluetooth je založený na použití rádiovej komunikácie v rozsahu ISM. Práve tento rozsah sa používa v bezdrôtových sieťach, ako aj v množstve domácich spotrebičov.

Samotné zariadenie je zároveň lacné a úroveň odolnosti voči rušeniu je vysoká. Okrem toho je spotreba energie nízka, čo znamená to isté pre ostatné mobilné zariadenia.

Ak cez Bluetooth komunikuje niekoľko zariadení v blízkosti, navzájom sa nerušia, keďže postupnosť prepínania frekvencií poznajú len samotné zariadenia a na iné frekvencie sa môžu prepínať celkom synchrónne.

Vzhľadom na skutočnosť, že prenos prebieha podľa pseudonáhodného algoritmu, zachováva sa dôvernosť.

Ak dôjde k strate potrebných údajov, budú znova odoslané. V tomto prípade sa používajú rôzne systémy kódovania zvukového signálu, takže sa neopakujú.

Keď sme pochopili, čo to je, môžeme sa podrobnejšie zaoberať jeho technickými charakteristikami.

Takže, ako už bolo spomenuté, bezdrôtová sieť využíva ISM pásmo, ktoré je bez nutnosti licencovania a poradie prepínania medzi frekvenciami je náhodné.

Nosná frekvencia signálu sa mení 1,6 tisíckrát za sekundu, čo zaisťuje vysokú úroveň odolnosti voči rôznym rušeniam.

To je možné aj vďaka špeciálnemu rozpätiu spektra, v ktorom je frekvencia preskakovaná (metóda FHSS).

Používanie systému Bluetooth

Okrem mobilnej technológie sa táto technológia aktívne používa v prenosných počítačoch, stolných počítačoch a tabletoch. Mnohé takéto zariadenia sú vybavené vstavaným modulom bezdrôtového pripojenia Bluetooth.

Technológia Bluetooth zabezpečuje komunikáciu medzi digitálnymi fotoaparátmi, počítačmi, myšami, skenermi, náhlavnými súpravami, slúchadlami, klávesnicami, tlačiarňami a smartfónmi.

Dnes dokonca nájdete v predaji adaptéry Bluetooth s flash diskami.

Všetky tieto zariadenia môžu medzi sebou komunikovať na vzdialenosť až 100 metrov. Niekedy je bezdrôtová komunikácia možná, aj keď sú zariadenia umiestnené v rôznych miestnostiach.

Použitie tejto technológie nie je vôbec ťažké. Za týmto účelom aktivujte funkciu Bluetooth na zariadeniach vo vhodnom dosahu, vyhľadajte ďalšie dostupné vybavenie a skúste sa pripojiť.

Na konci prenosu alebo príjmu dát by sa mala funkcia deaktivovať.

Funkcie používania Bluetooth v telefónoch a smartfónoch

Prvé telefóny boli schopné prenášať iba hlas, no v posledných desaťročiach pokročili vo svojom vývoji tak ďaleko, že už dokážu posielať text, grafiku, video a mnohé ďalšie typy dát do iných zariadení. V neposlednom rade v tom zohráva rádiový modul Bluetooth (doslovný preklad do ruštiny je „modrý zub“), ktorý dnes nájdete takmer v každom mobilnom telefóne, ako aj v notebookoch, počítačoch a ako samostatné zariadenia.

Základy Bluetooth

Spočiatku bol rádiový modul Bluetooth vynájdený ako alternatíva ku káblovému pripojeniu pre rôzne zariadenia. Vďaka nemu nie je potrebné neustále prenášať a pripájať rôzne káble, keď je to potrebné. Dnes sa to stalo globálnym štandardom a Bluetooth môžete používať v každom kúte našej planéty. Na prevádzku tento rádiový modul využíva frekvenciu 2,4 GHz (nízkofrekvenčná rádiová komunikácia). Tento sortiment nepodlieha povinnému licencovaniu, takže s ním môže pracovať každý.

V závislosti od triedy môžu moduly Bluetooth fungovať v dosahu 1 až 100 metrov, ale to je teoreticky. V praxi (v iných ako ideálnych podmienkach) bude rozsah pôsobenia v každej triede o 10-20% menší ako referenčný. Fyzické prekážky nerušia rádiový signál, ale len mierne obmedzujú jeho dosah. To je jeho hlavný rozdiel oproti staršiemu spôsobu prenosu dát v telefóne – IrDA.

Navonok je Bluetooth malý mikročip vložený do iného elektronického zariadenia. Tento článok bude diskutovať o možnostiach Bluetooth ako súčasti mobilného telefónu alebo smartfónu.

Na najstarších telefónoch stále nájdete najstaršiu špecifikáciu Bluetooth – 1.0. K dokonalosti mal ďaleko, keďže umožňoval prenos dát maximálnou rýchlosťou 721 Kbps a vyznačoval sa slabou kompatibilitou medzi zariadeniami rôznych výrobcov. Verzie 1.1 a 1.2 túto chybu opravili a pred niekoľkými rokmi boli široko používané v mobilných telefónoch. Dnes sú najobľúbenejšie verzie Bluetooth 2.0 a 2.1. Prvý (Bluetooth 2.0) pridal podporu EDR, ktorá zvýšila rýchlosť prenosu dát na 3 Mbit/s, a druhý (Bluetooth 2.1) predstavil energeticky úspornú technológiu Sniff Subbrating. Výrobcovia nainštalovali rádiové moduly Bluetooth vo verzii 3.0 na množstvo najnovších mobilných produktov, pričom hlavným rozdielom oproti predchádzajúcim je schopnosť prenášať dáta rýchlosťou až 24 Mbit/s (porovnateľná s rýchlosťou prenosu dát cez Wi-Fi).

Možnosti Bluetooth telefónu sú do značnej miery určené množinou podporovaných profilov. Medzi najužitočnejšie a najobľúbenejšie profily patrí Handsfree (umožňuje používať bezdrôtovú náhlavnú súpravu na konverzáciu), Serial Port (emulátor sériového portu PC), Dial Up Networking (sieťové vytáčanie), File Transfer (prenos súborov), Basic Printing (tlač obrázkov ), A2DP (umožňuje prenášať vysokokvalitný zvuk do bezdrôtových slúchadiel). Každý telefón môže mať inú sadu podporovaných profilov, ale možnosti, ktoré budú popísané v posledných troch častiach, vám môže ponúknuť každý moderný telefón, ktorý má nainštalovaný tento rádiový modul.

Výhody a nevýhody bezdrôtovej komunikácie cez Bluetooth na vašom telefóne

Medzi výhody rádiového modulu Bluetooth v telefóne patria nasledujúce vlastnosti:

• prítomnosť Bluetooth vám umožňuje vymieňať si dáta s inými zariadeniami (samozrejme aj vybavenými rovnakým modulom) bez použitia ďalšieho príslušenstva – dátového kábla;
• prítomnosť modulu Bluetooth má veľmi malý vplyv na jeho náklady, takže je inštalovaný takmer vo všetkých moderných modeloch mobilných telefónov a smartfónov (výnimkou sú extrémne lacné telefóny určené iba na telefonovanie);
• na používanie modulu Bluetooth v telefóne budete potrebovať minimálne ďalšie znalosti;
• je vylúčená možnosť rušenia medzi rôznymi telefónmi Bluetooth, ktoré sú vo vzájomnej blízkosti;
• pri prepojení dvoch zariadení s modulmi Bluetooth v každom z nich nie je potrebné kupovať ďalšie príslušenstvo;
• Rádiový modul Bluetooth využíva energiu batérie úspornejšie ako Wi-Fi.

Nevýhody bezdrôtovej technológie Bluetooth v telefóne sú nasledovné:

• Napriek miernemu vybíjaniu batérie pri zapnutí Bluetooth by sa tento modul mal stále používať opatrne, najmä ak v blízkej budúcnosti nebude možné dobiť váš mobilný telefón;
• obmedzený prevádzkový rádius modulu v telefóne – zvyčajne do 10 metrov v otvorenom priestore. Betónové podlahy budov môžu tento polomer zmenšiť 1,5-2 krát.

Bluetooth v telefóne pre komunikáciu

Používanie náhlavnej súpravy Bluetooth s telefónom vybaveným týmto rádiovým modulom vám umožní uvoľniť ruky pri telefonovaní. Slúchadlá sa pripájajú k uchu používateľa a samotný telefón môže v tejto chvíli bez problémov ležať vo vrecku. Táto metóda je žiadaná najmä medzi zaneprázdnenými ľuďmi, ktorí často musia odpovedať na hovory, ako aj medzi priaznivcami aktívneho životného štýlu a automobilovými nadšencami.

Dnes existuje toľko spôsobov, ako komunikovať cez mobilné telefóny, že je ťažké povedať niečo nové o niektorom z nich. Bohužiaľ, väčšina z nich funguje na platenej báze: bežné hovory, SMS, MMS, emaily, ICQ správy či správy na sociálnej sieti. Všetky budú zaplatené v súlade s aktuálnymi tarifami vášho mobilného operátora. Existujú, samozrejme, veľmi lojálne tarify, kde budú niektoré služby veľmi lacné alebo dokonca bezplatné, ale to sú špeciálne prípady. Napriek tomu existuje spôsob, ako komunikovať zadarmo a je implementovaný práve cez bezdrôtový modul Bluetooth.

Okrem samotných Bluetooth telefónov budete potrebovať len jednu vec: jednoduchú Java aplikáciu, ktorá poskytne rozhranie potrebné na komunikáciu. Podobných programov vzniklo pomerne veľa, ale volajú sa veľmi podobne: Bluetooth Chat, Blue Chat, Blueeee! IM. Prevažnú väčšinu týchto aplikácií je možné rýchlo a voľne nájsť a nainštalovať do mobilného telefónu.

Po inštalácii stačí aktivovať Bluetooth v telefóne a urobiť ho „viditeľným“ pre ostatné zariadenia. Potom môžete zapnúť vyhľadávanie a pokúsiť sa nájsť ľudí, s ktorými sa môžete porozprávať. Všetky odoslané a prijaté správy budú úplne zadarmo a chat môže podporovať až desať dialógov súčasne v súkromnom režime alebo skutočnom chate - keď sú všetky správy viditeľné pre všetkých pripojených používateľov.

Rozhranie programu Bluetooth Chat

Bluetooth v telefóne pre prácu

Mobilný telefón s Bluetooth môže byť výborným pomocníkom, ak potrebujete surfovať po internete z počítača alebo notebooku. S využitím mobilného telefónu na prístup na internet je dnes ťažké niekoho prekvapiť. V niektorých prípadoch si však používatelia ani neuvedomujú, že ak majú po ruke PC alebo notebook so vstavaným alebo externým modulom Bluetooth, môžu si oveľa pohodlnejšie kontrolovať poštu, ICQ alebo svoju stránku na sociálnej sieti. Ak to chcete urobiť, musíte na svojom telefóne a počítači (alebo notebooku) zapnúť Bluetooth, aktivovať možnosť detekcie inými zariadeniami na každom z nich, vymeniť si riadiace kódy (aj keď sa môžete pripojiť aj bez nich - všetko závisí od vybrané nastavenia pripojenia). Keď sa počítač a telefón navzájom „vidia“, v nastaveniach počítača by ste mali vybrať službu „Telefonické pripojenia k sieti“. To je všetko, teraz máte prístup na internet pomocou mobilného telefónu, ktorý v tomto prípade poslúži ako GPRS modem.

Ak máte po ruke iba telefón a prenosný počítač (alebo počítač) s modulmi Bluetooth (a v mnohých moderných prenosných počítačoch je štandardne nainštalovaný), môžete rýchlo prenášať súbory z jedného zariadenia do druhého vrátane synchronizácie organizátorov, telefónnych zoznamov a vytvárania zálohy. kópie dôležitých údajov, výmena elektronických vizitiek a mnoho ďalšieho.

Bluetooth v telefóne pre zábavu

Mobilný telefón s Bluetooth môže byť dobrou náhradou za diaľkové ovládanie vášho počítača alebo notebooku. Ak chcete pomocou neho prepojiť dve zariadenia, budete si musieť do telefónu nainštalovať špeciálny softvér. Môže to byť napríklad akékoľvek diaľkové ovládanie alebo diaľkové ovládanie Bluetooth.

Rozhranie programu diaľkového ovládania Bluetooth

V nastaveniach aplikácie si môžete určiť, s ktorými programami bude telefón fungovať ako ovládací panel. Môžu to byť prehrávače zvuku a videa, prehliadače obrázkov a prezentácií a množstvo ďalších aplikácií.

Ak má váš telefón Bluetooth s profilom A2DP, môžete si pokojne kúpiť Bluetooth slúchadlá a počúvať hudbu s nimi. To je mimoriadne výhodné - nemáte zamotané káble a hudobný konektor na puzdre sa neuvoľní (a to je veľký problém pre telefóny, ktoré sa aktívne používajú 2-3 roky). Aby ste k telefónu mohli pripojiť slúchadlá a bez problémov do nich prenášať hudbu, musíte podľa štandardných krokov zapnúť „viditeľnosť“ každého z nich, ako aj vyhľadať a pridať sa navzájom do zoznamu pripojených zariadení.

Príklady Bluetooth slúchadiel

Mimochodom, v skutočnosti môžete na svojom počítači ovládať nielen hudbu alebo programy, ale aj mnoho rôznych gadgetov. Takže pred niekoľkými rokmi spoločnosť vydala Bluetooth Car 100 - gadget v podobe malého auta, ktoré bolo možné ovládať pomocou telefónu s rádiovým modulom Bluetooth.

Bluetooth zaisťuje výmenu informácií medzi zariadeniami, ako sú osobné počítače (stolné počítače, vrecká, notebooky), mobilné telefóny, tlačiarne, digitálne fotoaparáty, myši, klávesnice, joysticky, slúchadlá, náhlavné súpravy na spoľahlivej, lacnej, univerzálne dostupnej rádiovej frekvencii. rozsahová komunikácia.

Bluetooth umožňuje týmto zariadeniam komunikovať na vzdialenosť 1 až 100 metrov od seba (dosah značne závisí od prekážok a rušenia), a to aj v rôznych miestnostiach.

Pôvod názvu Bluetooth

Slovo Bluetooth je anglickým prekladom dánskeho slova "Blåtand" ("Blue-toothed"). Túto prezývku nosil kráľ Harald I., ktorý v 10. storočí vládol Dánsku a časti Nórska a zjednotil bojujúce dánske kmene do jedného kráľovstva. Z toho vyplýva, že Bluetooth robí to isté s komunikačnými protokolmi a spája ich do jedného univerzálneho štandardu.

kde sa to začalo?Bluetooth?

Prvý koncept technológie Bluetooth sa objavil v malom švédskom mestečku Lund v roku 1994, kde sa tam Ericsson rozhodol postaviť nový kameň (akýsi rituál) na pamiatku veľkého muža. Nápis na tomto pamätníku znie (pôvodne v starej nórčine): „Ericsson Mobile Communications AB nainštaloval tento kameň na počesť Haralda Bluetooth, ktorý dal meno novej bezdrôtovej technológii pre mobilnú komunikáciu.“

Začiatkom roku 1998 sa päť veľkých spoločností – Ericsson, Nokia, IBM, Intel a Toshiba – spojilo, aby začali pracovať na vytvorení novej bezdrôtovej technológie Bluetooth. Dňa 20. mája toho istého roku bola vytvorená špeciálna pracovná skupina (Special Interest Group - SIG) na ďalšiu propagáciu novej technológie na telekomunikačnom trhu. Každá spoločnosť, ktorá plánuje vývoj zariadení Bluetooth, sa môže bezplatne pripojiť k tejto skupine. V súčasnosti SIG zahŕňa viac ako tri tisícky spoločností, medzi ktorými sú starí predstavitelia, ktorí viedli k vývoju tohto štandardu, a noví - napríklad takí giganti ako Lucent, Microsoft, Motorola atď.

Základy technológie Bluetooth

Bluetooth je, ako už bolo spomenuté vyššie, moderná technológia bezdrôtového prenosu dát, ktorá umožňuje vzájomné prepojenie takmer akéhokoľvek zariadenia. Môžete pripojiť čokoľvek, čo sa pripája, to znamená, že má vstavaný mikročip Bluetooth. Technológia je štandardizovaná, preto by nemal nastať problém s nekompatibilitou zariadení od konkurenčných spoločností.

Bluetooth je malý čip (obr. 1), čo je vysokofrekvenčný (2,4 – 2,48 GHz) transceiver.

Ryža. 1 čipBluetooth

Spotreba energie (výkon vysielača) by nemala presiahnuť 10 mW. Technológia spočiatku predpokladala možnosť komunikácie na vzdialenosť nie väčšiu ako 10 metrov. Niektoré spoločnosti dnes ponúkajú čipy Bluetooth, ktoré dokážu komunikovať na vzdialenosť až 100 metrov. Ako rádiová technológia dokáže Bluetooth „obísť“ prekážky, takže pripojené zariadenia nemusia byť na dohľad. K pripojeniu dôjde automaticky hneď, ako sú zariadenia Bluetooth v dosahu, a to nielen na báze bod-bod (dve zariadenia), ale aj bod-multibod (jedno zariadenie spolupracuje s niekoľkými ďalšími).

Ryža. 2Bluetooth-čip a zápalka v blízkosti

Bluetooth čip je implementovaný s ohľadom na všetky moderné trendy. Veľkosť čipu (obr. 2) je menšia ako jeden štvorcový centimeter. Použitá frekvencia umožňuje obmedziť spotrebu energie na 1 mW. Takéto vlastnosti umožňujú integráciu čipov Bluetooth do zariadení, ako sú mobilné telefóny a PDA.

Ako funguje Bluetooth

Technológia Bluetooth zahŕňa dva typy komunikácie: synchrónnu - SCO (Synchronous Connection Oriented) a asynchrónnu - ACL (Asynchronous Connectionless). Prvý typ, SCO, je určený na vytvorenie symetrického spojenia bod-bod a slúži predovšetkým na prenos hlasových správ. Rýchlosť prenosu informácií SCO je 64 Kit/s. Druhý, ACL, je určený na paketový prenos dát. Podporuje symetrické a asymetrické point-to-multipoint spojenia. Prenosová rýchlosť paketových informácií s ACL je približne 721 Kbps. Dátové pakety majú pevný formát. Na začiatku bloku je 72-bitový prístupový kód. Dá sa použiť najmä na synchronizáciu zariadení. Potom nasleduje 54-bitová hlavička paketu obsahujúca kontrolný súčet paketu a informácie o jeho parametroch (napríklad opakovaný prenos dátového bloku). Paket je uzavretý oblasťou priamo obsahujúcou odosielané informácie. Veľkosť tejto oblasti sa pohybuje od 0 do 2745 bitov.

Základným princípom budovania systémov Bluetooth je použitie metódy Frequency Hop Spread Spectrum (FHSS). Celý frekvenčný rozsah 2,402-2,480 GHz pridelený pre rádiovú komunikáciu Bluetooth je rozdelený do N frekvenčných kanálov. Šírka pásma každého kanála je 1 MHz, rozstup kanálov je 140-175 kHz. Na kódovanie informácií o pakete sa používa kľúčovanie s frekvenčným posunom.

Pre USA a Európu N = 79. Výnimkou sú Španielsko a Francúzsko, kde sa pre Bluetooth používa 23 frekvenčných kanálov. Kanály sa menia podľa pseudonáhodného zákona 1600-krát za sekundu. Neustále striedanie frekvencií umožňuje rádiovému rozhraniu Bluetooth vysielať informácie v celom pásme ISM a vyhnúť sa rušeniu zo zariadení pracujúcich v rovnakom pásme. Ak je tento kanál zašumený, systém sa prepne na iný, a to sa bude diať dovtedy, kým sa nenájde kanál bez rušenia.

Ryža. 3. Časovo-frekvenčný diagram činnosti modulov Bluetooth

Na obr. Obrázok 3 zobrazuje časovo-frekvenčnú rovinu znázorňujúcu súčasnú prevádzku troch modulov Bluetooth. Moduly pracujú v cykloch (slotoch) s trvaním 625 μs. Každému modulu v rámci každého hodinového cyklu je priradený zodpovedajúci frekvenčný kanál a režim vysielania alebo príjmu.

Keď sa pár akýchkoľvek zariadení Bluetooth spojí, vytvoria pikonet (obr. 4).

Jeden z nich, ktorý pôsobí ako hlavné zariadenie, generuje frekvenčnú synchronizáciu a signály zmeny frekvencie. Hlavný modul je zvyčajne ten, ktorý sa nachádza v najvýkonnejšom zariadení, ako je osobný počítač. Všetky ostatné zariadenia sú otrokmi.

Ryža. 4 Pikonet

Piconet je základná forma komunikácie v technológii Bluetooth. Pikonet môže obsahovať až 7 aktívnych otrokov. Okrem toho sa v blízkosti (oblasť spoľahlivého príjmu) hlavného zariadenia môžu nachádzať neaktívne podradené zariadenia, ktoré sú tiež synchronizované so spoločným sledom hodín a frekvencií, ale nemôžu si vymieňať dáta, kým ich hlavné zariadenie neaktivuje. Ak je v sieti viac ako 8 zariadení, vytvorí sa druhá pikonet a tak ďalej. Niekoľko (až 10) nezávislých a ani nesynchronizovaných pikonetov, medzi ktorými je možná výmena informácií, je možné spojiť do takzvanej veľkej siete Scatternel. Na to musí mať každá dvojica pikonetov aspoň jedno spoločné zariadenie, ktoré bude v jednom nadriadené a v druhom podriadené. V rámci jedného Scatternetu tak môže byť súčasne pripojených maximálne 71 zariadení.

Bloková schéma architektúry Bluetooth

Ryža. 5 Architektúra Bluetooth

Dôležitou súčasťou architektúry (obr. 5) je rozhranie Host to Controller (HCI), ktoré zabezpečuje interakciu medzi softvérovým podsystémom Host a hardvérovým podsystémom Controller. Všetka interakcia medzi hornými úrovňami systému Bluetooth a jeho hardvérom prebieha prostredníctvom príkazov HCI iniciovaných ovládačom.

Hlavné bloky architektúry:
RF
Blok Rádio sa zaoberá prevodom bitových sekvencií na rádiové signály. Problematika modulácie, spektrálnych charakteristík a fyziky procesov bitovej rýchlosti - to všetko je vyriešené na nižšej úrovni modelu.

Vrstva základného pásma = Link Controller + Baseband Manager + Device Manager
Vrstva základného pásma je prezentovaná vo forme troch blokov, ktorých spoločnou úlohou je riadiť fyzické kanály, cez ktoré sa vytvárajú fyzické spojenia. Bluetooth adresovanie, synchronizácia generátorov zariadení, správa prístupových kódov k fyzickým kanálom, vyhľadávanie zariadení a vytvorenie fyzického kanála medzi nimi - to všetko sú úlohy na úrovni Baseband.

Správca odkazov

Potom, čo nám dve nižšie úrovne poskytli fyzické spojenie medzi zariadeniami, sa stáva záležitosťou organizácie logických kanálov, ktoré sa následne stanú základom pre prenos aplikačnej prevádzky. Link Manager je zodpovedný za vytváranie, zmenu a uvoľňovanie logických spojení medzi zariadeniami, ako aj za aktualizáciu parametrov fyzických spojení. Na tieto účely Link Manager používa Link Management Protocol (LMP).

Vrstva L2CAP= Channel Manager + L2CAP Resource Manager
Toto je vysokoúrovňový hostiteľský blok Bluetooth obsadený vrstvou L2CAP. Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) je protokol, ktorý beží nad vytvorenými logickými spojeniami a poskytuje segmentáciu a obnovu paketových dát zo všetkých nadradených aplikácií.

Skačkov Maxim Konstantinovič