Интерфейс "Блютуз" на сегодняшний день стал довольно широко распространен у разных видов устройств, в частности персональных компьютеров, мобильных телефонов, планшетов и прочих. Конечно, пользователи не застрахованы от возникновения разнообразных проблем. Чаще всего несложно разобраться в причинах возникновения неполадок, достаточно быть знакомым с основными принципами функционирования указанного интерфейса. "Блютуз" - что это? Как его использовать?

Особенности технологии

"Блютуз" представляет собой беспроводной интерфейс, характеризующийся малым радиусом действия, который создавался в 1994 году инженерами компании Ericsson, расположенной в Швеции. В 1998 году рядом компаний была создана особая организация Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), которая и сейчас работает в сфере разработки, продвижения и внедрения данной технологии. На данный момент количество компаний, ставших участниками ассоциации, превысило 13 тысяч.

Основное преимущество данной технологии состоит в том, что подключение "Блютуз" не требует больших ресурсов в плане потребления энергии, а стоимость приемопередатчиков сравнительно низкая по сравнению с иными технологиями беспроводной передачи. Все это позволяет использовать такое техническое решение даже в малогабаритных устройствах, имеющих миниатюрные элементы питания. За использование описываемого интерфейса производители оборудования не обязаны ничего выплачивать создателям технологии. Этот факт сыграл не последнюю роль в столь широком распространении этого интерфейса в разнообразных приборах.

Для чего он нужен?

Вкратце мы рассмотрели, что такое "Блютуз". Что это полезная вещь, уже понятно. А с тем, как этим пользоваться, еще следует разобраться. Основное назначение данной технологии состоит в создании персональных сетей, обеспечивающих возможности для обмена данными между гаджетами, находящимися поблизости. Это могут быть лэптопы, настольные компьютеры, мобильные и периферийные устройства, а также многое другое, принадлежащее к данной категории.

Применение

Для различных целей можно использовать "Блютуз". Что это приспособление, которое позволяет объединять несколько устройств в сеть, мы уже узнали. Но каким образом происходит соединение? В случае с двумя гаджетами подключение осуществляется по схеме «точка-точка», а в случае с большим числом приборов это уже будет схема «точка-многоточка». Вне зависимости от используемой схемы, выделяется ведущее устройство и ведомые.

Ведущим устройством задается шаблон, используемый всеми ведомыми, а также на него возлагаются задачи по синхронизации всех устройств. Посредством такого соединения образуется пикосеть. В рамках одного такого решения допускается объединение одного ведущего и семи ведомых приборов. Помимо этого, есть возможность для добавления в пикосеть еще нескольких устройств, которые будут ведомыми, но только в статусе временно заблокированных. Они не принимают участия в информационном обмене, однако синхронизируются с ведущим при помощи интерфейса "Блютуз". Что это, становится понятно, если представить, как от одного источника поступают данные всем остальным в режиме реального времени. Это удобно и открывает массу возможностей для организации работы.

Максимальное количество устройств

Еще один уровень сопряжения - объединение нескольких пикосетей в единую распределительную сеть. Для этого устройство, которое является ведомым в одной пикосети, берет на себя задачи ведущего в другой. В данном случае особенность состоит в том, что пикосети, принадлежащие к одной распределительной сети, используют разные шаблоны и между собой не синхронизируются. В состав одной распределительной сети не может включаться более 10 пикосетей. Получается, что посредством организации распределительной сети, включающей устройства "Блютуз", можно объединить в общей совокупности до 71 прибора.

Особенности передачи данных

Для используется радиоканал в 2,4-2,4835 ГГц, дополненный методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. Указанный диапазон разбивается на 79 каналов, для каждого из которых выделена полоса шириной 1 Мгц. Верхняя и нижняя часть диапазона содержит неиспользуемые полосы, которые считаются защитными. Передача данных осуществляется с применением фазовой модуляции по Гауссу, что предполагает изменение во времени несущей частоты соответственно с гауссовой кривой, а это заметно ограничивает спектр излучаемого сигнала.

"Блютуз"-адаптер производит обмен данными внутри интервалов времени, длина которых составляет 625 мкс. Передача каждого слота завершается переходом на новый частотный канал. Канальный уровень предполагает, что данные обмениваются пакетами, у каждого из которых длина составляет один-пять слотов. Определенная их часть может резервироваться для синхронных каналов, предназначенных для трансляции потоковых данных. Получается, что передача может осуществляться не только синхронными данными, но и асинхронными.

В спецификации устройства "Блютуз" предусмотрена возможность для использования двух видов связи: синхронной с установлением соединения, а также асинхронной, при которой соединение не устанавливается. Применение первого варианта актуально при создании каналов «точка-точка» между ведущими и ведомыми устройствами. Предназначением второго является организация сопряжения по схеме «точка-многоточка» между ведущим устройством пикосети и всеми ведомыми.

Классы устройства "Блютуз"

В зависимости от того, какой мощностью и эффективностью радиуса действия характеризуется "Блютуз"-адаптер, различают три класса приемопередатчиков. Самым распространенным вариантом, актуальным для использования в большинстве компьютеров и мобильных устройств, выпускаемых современной промышленностью, являются приемопередатчики второго класса. Медицинская аппаратура оснащается маломощными передатчиками класса 3, а наиболее дальнобойные модули, принадлежащие к классу 1, используются в системах управления и мониторинга промышленного оборудования.

Особенности настройки

Если вы хотите установить а потом использовать его для сопряжения с какими-либо устройствами, то следует ориентироваться в особенностях его настройки. С помощью применения данной технологии можно использовать радиоволны короткого диапазона для подключения к беспроводным сетям, а также получить доступ к периферийным устройствам, совместимым с версией технологии: принтером, мышью, мобильным телефоном, а также иными компьютерами и коммуникаторами.

Так как речь идет о беспроводном подключении, то есть осуществляемом посредством радиоволн, то любое периферийное устройство допускается перемещать в пространстве, при этом связь не будет потеряна, если оно не покидает зону «видимости». Если вы хотите подключить "Блютуз" на компьютер, то должны знать, что делается это автоматически, когда прибор попадает в зону действия передатчика. Достаточно только единожды произвести все необходимые настройки. В большинстве моделей ноутбуков передатчики встроены изначально, требуется только правильно их настроить, чтобы потом все работало без перебоев.

Настройка устройства "Блютуз" для "Виндовс"

Для осуществления этой операции требуется выполнить вполне конкретные действия. Для начала нужно убедиться в наличии в ноутбуке данного адаптера. После этого требуется загрузить все необходимые драйвера. После активации инсталлятора драйверов и запуска мастера добавления устройств все будет определено автоматически.

Когда устройство будет обнаружено, его необходимо будет добавить. Если система оказалась неспособной найти его, то следует убедиться в том, что устройство полностью заряжено, и к нему поступает энергопитание, что оно включено и расположено в зоне действия. Информацию о дальности действия любого прибора можно отыскать в сопроводительной документации. После того как будет завершена детальная проверка компонента, требуется перезапустить мастер добавления устройств.

Проблемы, которые могут возникнуть

Если вы озадачены тем, как включить "Блютуз", то можете обратить внимание, что при отсутствии самого компонента на панели задач ноутбука соответствующий значок может присутствовать. Его требуется обязательно скрыть. Для этого следует щелкнуть по значку, а потом по пункту "Настроить".

Когда устройства "Блютуз" включены, на дисплее отображается перечень всех сопряженных девайсов, которые доступны в рабочем диапазоне. При этом у каждого, как уже было сказано ранее, имеется свой диапазон, что требуется учитывать при сопряжении.

Особенности работы

Все последние модели телефонов, планшетов и ноутбуков получают в качестве обязательного компонента модуль "Блютуз", наличие которого подтверждается значком-логотипом на экране или корпусе устройства. Когда устанавливается соединение, на экране появится соответствующий логотип, а обмен данными сопровождается дополнительной индикацией. Сейчас производители встраивают устройство "Блютуз" на планшет, телефон и компьютер.

Помимо мобильных устройств, данная технология применима для настольных компьютеров, для обеспечения связи между мышками, клавиатурами, цифровыми фотоаппаратами, сканерами, принтерами, наушниками и разнообразными гарнитурами. Это оборудование поддерживает обмен данными на расстоянии до 100 метров. Иногда поддержка беспроводной связи оказывается возможной даже при использовании устройств, расположенных в разных помещениях.

Сопряжение разных устройств

Если использовать "Блютуз" для телефона или иных устройств при подключении к ПК, то необходимо на компьютер установить порт-коннектор, по форме напоминающий обычную флешку, подключаемую посредством USB. Драйвера и необходимые программы обычно поставляются в комплекте с оборудованием, но если их нет, то всегда можно воспользоваться помощью официального сайта для получения необходимых приложений.

Если рассматривать устройство "Блютуз" для телефона, то самым стали использующие эту технологию. С их помощью можно разговаривать по телефону даже тогда, когда ваши руки заняты: при занятиях спортом, вождении автомобиля и т. п. Если вы знаете, как включить "Блютуз" для активации гарнитуры, то всегда можете освободить руки в то время, когда разговариваете по телефону. Сам же аппарат может в это время находиться в сумке или кармане.

Bluetooth: технология и ее применение

…и сказал он: "да воссоединятся все".

Вполне возможно, что именно с этими словами средневекового датского короля Харальда II Синезубого (Harald II Bluetooth) связано его другое прозвище - "объединитель", через 1000 лет ставшее названием нового интерфейса беспроводной связи.

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.

Основное назначение Bluetooth - обеспечение экономичной (с точки зрения потребляемого тока) и дешевой радиосвязи между различными типами электронных устройств, причем немалое значение придается компактности электронных компонентов, что дает возможность применять Bluetooth в малогабаритных устройствах размером с наручные часы.

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.

Bluetooth работает по принципу FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum). Вкратце это можно объяснить так: передатчик разбивает данные на пакеты и передает их по псевдослучайному алгоритму скачкообразной перестройки частоты (1600 раз в секунду), или шаблону (pattern), составленному из 79 подчастот. "Понять" друг друга могут только те устройства, которые настроены на один и тот же шаблон передачи - для посторонних приборов переданная информация будет обычным шумом.

Основным структурным элементом сети Bluetooth является так называемая "пикосеть" (piconet) - совокупность от 2 до 8 устройств, работающих на одном и том же шаблоне. В каждой пикосети одно устройство работает как master, а остальные как slave. Master определяет шаблон, на котором будут работать все slave-устройства его пикосети, и синхронизирует ее работу. Стандарт Bluetooth предусматривает соединение независимых и даже не синхронизированных между собой пикосетей (до 10) в так называемую "scatternet" (я еще не встречал корректного русского перевода этого термина, но один из вариантов перевода глагола to scatter звучит как "рассеивать"). Для этого каждая пара пикосетей должна иметь как минимум одно общее устройство, которое будет master"ом в одной и slave"ом в другой. Таким образом, в пределах отдельной scatternet с интерфейсом Bluetooth может быть одновременно связано максимум 71 устройство, однако никто не ограничивает применение устройств-гейтов, использующих тот же Internet для более дальней связи.

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.

Говоря о беспроводной связи, нельзя не затронуть вопрос безопасности такого соединения. Помимо фокуса с частотными шаблонами и необходимости синхронизации приемопередачи в стандарте Bluetooth предусмотрено шифрование передаваемых данных с ключом эффективной длины от 8 до 128 бит и возможностью выбора односторонней или двусторонней аутентификации (конечно, можно обойтись вообще без аутентификации), что позволяет устанавливать стойкость результирующего шифрования в соответствии с законодательством каждой отдельной страны (в некоторых странах запрещено использование сильной криптографии:). В дополнение к шифрованию на уровне протокола может быть применено шифрование на уровне приложений - здесь уже применение сколь угодно стойких алгоритмов никто не ограничивает.

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.

Давайте сравним Bluetooth с другим не менее известным интерфейсом беспроводной связи - IEEE 802.11, тем более что оба решения уже доступны на широком рынке. Основные различия между ними можно свести к следующему:

	IEEE 802.11	Bluetooth
1. Назначение	Беспроводные домашние/офисные сети	Замена кабельных соединений для компактных коммуникационных средств
2. Рабочая частота	2.4 ГГц	2.4 ГГц
3. Максимальная скорость передачи данных	11 Мбит/сек (IEEE 802.11b), 2Мбит/сек (IEEE 802.11)	721 Кбит/сек
4. Дальность действия	100 м	10 м или 100 м
5. Максимальное количество узлов	128 устройств на сеть	8 устройств на одну пикосеть, макс. 10 пикосетей, т.е. до 71 устройства на один scatternet
6. Голосовые каналы	Нет (опционально)	3 канала
7. Доступность	Сейчас	Сейчас
8. Цена	$100-$400 за узел	Около $5 за узел

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.

Характеристики:

• дальность действия - до 10 м,
• скорость передачи - 300-115200 Кбит,
• напряжение питания - 9-30 Вольт.

Компания Belkin, знаменитая, в частности, своими продуктами для шины USB, представила целый набор устройств Bluetooth:

Эта карта формата PCMCIA Type II позволяет всем устройствам, имеющим подобный слот, получить Bluetooth интерфейс со скоростью до 721 Кбит/сек. Дальность действия - 10 м.

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:

Компания обещает выпустить его на рынок в начале лета, примерная стоимость - около 195$.

Не менее интересным вариантом применения технологии Bluetooth может стать организация беспроводного доступа в локальную сеть и/или Интернет для устройств в малом офисе или дома. Безусловным лидером в этой области стала компания Red-M , представившая свое решение - сервер Red-M 3000AS:

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:

Отличным дополнением к такой системе может стать устройство от Canon - Bluetooth модуль для цифрового фотоаппарата:

Только представьте себе - фотоаппарат сможет автоматически сбрасывать снимки через Bluetooth-гейт на вашу рабочую станцию, или тот же субноутбук, или даже через подключенный к Интернет сотовый телефон с поддержкой Bluetooth… в общем, возможности бесконечны.

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.

Остается только заметить, что лицензирование поддержки Bluetooth бесплатно и необходимо только для заключения соглашения об использовании торговых марок. Так что в скором будущем мы вполне можем ожидать появление Bluetooth в лампочках и утюгах:). А если серьезно, то технология Bluetooth может совершить настоящую революцию в мире персональных коммуникаций и вообще в жизни человека. А вот насколько нам нужна еще одна революция - это еще предстоит решить.

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.

Bluetooth - это маленький чип (рис. 1), представляющий собой высокочастотный (2.4 - 2.48 ГГц) приёмопередатчик.

Рис. 1 Чип Bluetooth

Энергопотребление (мощность передатчика) не должно превышать 10 мВт. Изначально технология предполагала возможность связи на расстоянии не более 10 метров. Сегодня некоторые фирмы предлагают микросхемы Bluetooth, способные поддерживать связь на расстоянии до 100 метров. Как радиотехнология, Bluetooth способен "обходить" препятствия, поэтому соединяемые устройства могут находиться вне зоны прямой видимости. Соединение происходит автоматически, как только Bluetooth-устройства оказываются в пределах досягаемости, причем не только по принципу точка - точка (два устройства), но и по принципу точка - много точек (одно устройство работает с несколькими другими).

Рис. 2 Bluetooth -чип и спичка рядом

Чип Bluetooth реализован с учетом всех современных тенденций. Размер чипа (рис. 2) - менее одного квадратного сантиметра. Применяемая частота позволяет ограничить потребляемую мощность 1мВт. Подобные характеристики позволяют интегрировать чипы Bluetooth в таких устройствах, как мобильные телефоны и карманные компьютеры.

Принцип работы Bluetooth

Технология Вluetooth предполагает два вида связи: синхронную - SCO (Synchronous Connection Oriented) и асинхронную - ACL (Аsynchronous Connectionless). Первый вид, SCO, рассчитан на установление симметричного соединения "точка - точка" и служит преимущественно для передачи речевых сообщений. Скорость передачи информации SCO равна 64 Кит/с. Второй, ACL, предназначен для пакетной передачи данных. Он поддерживает симметричные и асимметричные соединения типа "точка - много точек". Скорость передачи пакетной информации при ACL cоставляет порядка 721 Кбит/с. Пакеты данных имеют фиксированный формат. В начале блока находится 72-бит код доступа. Он может применяться, в частности, для синхронизации устройств. За ним следует 54-бит заголовок пакета, содержащий контрольную сумму пакета и информацию о его параметрах (например, о повторной передаче блока данных). Замыкает пакет область, непосредственно содержащая пересылаемую информацию. Размер этой области варьируется от 0 до 2745 бит.

Основополагающим принципом построения систем Bluetooth является использование метода расширения спектра при скачкообразном изменении частоты (FHSS - Frequency Hop Spread Spectrum). Весь выделенный для Bluetooth-радиосвязи частотный диапазон 2,402-2,480 ГГц разбит на N частотных каналов. Полоса каждого канала 1 МГц, разнос каналов – 140-175 кГц. Для кодирования пакетной информации используется частотная манипуляция.

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.

Рис. 4 Пикосеть

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

Хотите узнать, что такое Bluetooth (Блютуз) и как им пользоваться, например, в телефоне, чтобы наконец избавиться от проводов? Тогда изучайте нашу статью, ведь в ней Вы узнаете все о том, как работает Блютуз.

Bluetooth - это беспроводная персональная сеть передачи данных, которая используется для сопряжения устройств, оснащенных специальными модулями.

По большому счету, о Блютус знают все, кто хоть немного знаком и пользуется компьютерами, смартфонами и планшетами. Данная технология передачи данных по воздуху одна из самых массовых и появилась достаточно давно, поэтому вопрос о том, что это такое, простителен для только для чайников, которые совсем не слышали о Блютуз, или как его еще многие называют - Блютус.

Как пользоваться Блютузом?

В основном его используют для того, чтобы передать те или иные данные с одного устройства на другое, но это далеко не единственная сфера применения. Можно управлять устройствами на расстоянии без надоедливых проводов, соединять несколько устройств на достаточно большом расстоянии (до 100 метров). Особенно это впечатляет, если сравнить ее с технологией ИК-портов.

Вспомните, как меньше, чем 10 лет назад, нам приходилось держать телефоны вплотную друг к другу, чтобы просто передать по ИК-порту понравившуюся картинку или мелодию, и при малейшем шевелении одного из устройств процесс прерывался. К счастью, технологии идут вперед семимильными шагами, главное - вовремя за ними успевать и всегда быть в курсе новинок, ведь они делают нашу жизнь более интересной и комфортной.

Беспроводное соединение устройств действительно очень удобно! Так, например, можно подсоединить к компьютеру клавиатуру, колонки и мышку, тем самым не оставив шанса вашим домашним животным повредить провода и вывести из строя только что купленную технику. И все это благодаря тому, что проводов попросту нет. Здорово, не правда ли?

1. Почти все современные ноуты уже оснащены встроенной поддержкой Bluetooth.
2. А для ПК всегда можно при желании купить специальный подключаемый к USB порту адаптер.
3. Кроме компьютера, опцию можно найти в телефонах, наушниках или мини-гарнитуре, планшете, фотоаппарате, умных часах и еще много где, ведь фантазия производителей действительно безгранична!

Но все-таки наибольшее распространение технология получила именно в смартфонах, поэтому подробнее остановимся именно на том, как пользоваться Блютузом на телефоне. Начнем с того, для чего нужен Блютуз в телефоне и зачем его добавляют практически на все современные устройства.

На самом деле, все очень просто - технология предназначена для обмена данными, а значит, вы можете передать нужные файлы с телефона на практически любое устройство. Это может быть второй смартфон, наушники, ноутбук, мини-колонка и т.д. Исключение составляют только Айфоны - их владельцам такая возможность недоступна. Для активации функции нужно:

• Нажать соответствующий значок в выпадающем меню.

• Или зайти в настройки устройства.

Алгоритм действий по соединению будет зависеть от того, на каком именно устройстве вы хотите воспользоваться опцией. Описывать их сейчас мы сейчас не будем, ведь таких устройств слишком много. Но к счастью, о многих из них на нашем сайте есть отдельные статьи.

Как работает Блютус?

Чтобы понять, как работает Bluetooth (Блютуз) и что это такое, стоит вернуться к тому, с чего мы начали нашу статью - определению.

Итак - это стандарт беспроводной связи, обеспечивающий передачу информации между различными устройствами: телефонами, компьютерами, компьютерной периферией, часами, бытовой техникой и прочими девайсами.

А теперь рассмотрим принцип работы Bluetooth (Блютуз):

• передача данных основана на радиоволнах;
• при передаче используется единый ISM диапазон, который был принят за основу общим решением союза компаний;
• отправка и принятие цифровой информации может осуществляться как между двумя девайсами, так и от одного к нескольким устройствам.

Радиус действия Bluetooth и скорость передачи

Что касается вопроса о том, на каком расстоянии работает и ловит Блютуз, то согласно последним данным с Википедии, его зона действия весьма обширна - дальность может достигать 100 метров. На момент 2019 г. беспроводной интерфейс даже позволяет отправлять файлы пользователям, которые находятся в другом помещении. То есть, включив функцию, Вы без проблем сможете файл или изображение другу, который живет в соседнем доме.

Стоит отметить, что устройства с первыми версиями на низких скоростях с трудом обменивались данными в пределах одной комнаты или даже управлять устройствами . Но к счастью, теперь все изменилось.

Что касается скорости передачи данных Bluetooth, то она будет зависеть от версии, которую вы используете:

• 1.0 - до 1 Мб/с
• 2.0 - около 3 Мб/с
• 3.0 - до 24 Мб/с для больших пакетов
• 4.0 - до 24 Мб/с, и увеличилась скорость до 1 Мб/с в устройствах с размер пакета 8-27 байт).
• Для версии 5.0 она составляет около 100 Мб/с

Как можно увидеть, скорость передачи данных за время существования технологии значительно выросла, ведь первые версии могли передавать файлы на скорости максимум до 1 Мб в секунду. На момент 2019 г. самой свежей является пятая версия стандарта - Bluetooth 5.0 , которая действует с 2016 года. О на передает информацию на скорости до 100 Мб в секунду, что действительно впечатляет.

Кстати, все версии совместимы друг с другом. Разница будет только в дальности связи и скорости передачи данных. Разработчики не собираются останавливаться на достигнутых скоростях и возможностях несмотря на то, что беспроводную сеть данного стандарта активно пытаются вытеснить с рынка конкурентные разработки.

По сравнению со скоростью передачи данных у Wi-Fi, этот показатель, даже у последней версии, конечно не очень впечатляет. Кстати, а чем вообще отличается Блютуз от Вай фай? Как раз об этом мы и поговорим в следующем разделе!

Отличие Блютус от Вай Фай

Ради интереса мы специально провели мини-опрос среди своих знакомых, и результаты на удивили! Многие не знают, в чем именно заключается разница между Вай Фай и Блютуз, более того, некоторые даже думали, что это просто названия одного стандарта беспроводной связи. Но они не правы, разница между ними есть, и она огромна.

Для наглядности мы собрали все характеристики обеих технологий в сравнительную таблицу.

	Wi-Fi	Bluetooth
Сфера применения	Основная цель – это избавление пользователей от проводов при использовании	Он придуман для того, чтобы передавать данные между 2 устройствами – будь то например, 2 компьютера, а также телефоны и любая другая техника.
Радиус действия	Около 300 метров в зоне прямой видимости	Может достигать максимум 100 метров. В одном помещении обычно это около 10 метров.
Д иапазон частот	От 2.4 ГГц до 5 МГц	2,4-2,4835 ГГц
Стандарт	IEEE 802.11	Bluetooth 4.0
Подключение, установка и настройка	Для этой сети нужно обязательно устанавливать модем или маршрутизатор	Устройствам Bluetooth не нужна доп. настройка или установка оборудования. Нужно просто выбрать совместимое устройство, на которое нужно передать данные.
Тип сети	WLAN – в ней может быть большое количество устройств, возможно создание локальной сети.	Можно создать лишь ограниченную двумя устройствами сеть (PAN – персональная сеть)
Скорость передачи данных	до 500 Мбит/с	до 12 Мбит/с

Но и сходства есть. Так. например, обе технологии используют для передачи данных определенные радиочастоты и являются беспроводными стандартами связи. А путают их потому, что самые простые действия, к примеру передача фотографий с телефона на компьютер, можно сделать с помощью обеих опций. Сказать, что лучше использовать - Блютуз или Вайфай, невозможно, не зная конкретной ситуации, ведь обе эти технологии хороши по-своему и используются для разных целей.

Кстати, впервые созданием данной технологии занялась компания Ericsson в далеком 1994 году. Общее распространение Блютуз начал получать с 1998 года, когда была создана специальная группа компаний, в которую входили Ericsson, IBM, Intel, Nokia и Toshiba, которые совместными усилиями занимались разработкой.

Как выглядит Блютуз и где он есть?

Bluetooth в дословном переводе с английского состоит из двух слов – голубой и зуб. В переводе с датского это сочетание означает синезубый (в честь короля викингов из Дании).

Расшифровка значка технологии весьма любопытная. На эмблеме красуются две скандинавские руны, совмещенные вместе. Цветовое решение логотипа также полностью соответствует названию.

Да-да, мы абсолютно серьезно, в некоторых современных холодильниках действительно есть эта опция - она помогает: отслеживать свежесть продуктов, заказывать их из магазина, дистанционно изменять температуру, выполнять автоматическую диагностику на предмет неполадок, входить в интернет и даже соц. сети. Кажется, будущее уже наступило.

Вреден ли Блютуз для здоровья человека?

Вопрос о том, вреден ли Блютуз для здоровья человека, весьма актуален, ведь с каждым днем технология все больше внедряется в нашу жизнь. Ее добавляют в огромное количество техники, делая нашу жизнь удобнее и интереснее.

Да, излучение от bluetooth оказывает влияние на здоровье, но оно настолько незначительно, что особого вреда нанести не сможет, бояться нечего. Однако, врачи говорят о том, что при регулярном использовании вред от Блютуз все-таки есть – могут возникнуть головные боли или раздражительность.

В общем, удобство во много раз превышает тот минимальный вред, который оказывает на организм использование, например, той же блютус гарнитуры, без которой не могут представить себе жизнь люди за рулем, которым технология Hands Free пришлась весьма по душе, ведь по обычному телефону автомобилистам во время движения поговорить не получится. Поэтому, просто соблюдайте меру при использовании, и все будет хорошо!

На каком устройстве вы чаще всего используете Bluetooth?

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.

Спецификации

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.