Все что нужно знать о технологии Bluetooth

Чем интересен Bluetooth и как он связан с Харальдом Синизубом

Все что нужно знать о технологии Bluetooth

Что такое Bluetooth и с чем его «едят»... Основы технологии и дата его создания.

Связь Bluetooth – это стандарт беспроводной технологии для обмена данными на кроткой дистанции, которая использует у себя коротковолновые СВЧ радиоволны в ISM диапазоне от 2.4 до 2.485 ГГц, необходимая для обмена данными между стационарными и мобильными устройствами и построения персональных сетей (Personal Area Network PAN).

 

Эта технология была создана телекоммуникационным поставщиком Ericsson в 1994 году. Она так серьезно вошла в повседневную жизнь, что представить себе жизнь без нее сегодня стало просто невозможным. В том числе это касается как-бы так сказать и нашей "автомобильной" жизни. Изначально эта технология была задумана как беспроводная и являлась альтернативой интерфейсу RS-232 кабелей данных. При помощи Bluetooth могут подключаться разные устройства без использования лишних проводов и избегая при том различных проблем с синхронизацией.

 

Спецификация Bluetooth была разработана группой "Bluetooth Special Interest Group" (Bluetooth SIG), в членстве которой на сегодняшний день состоит более чем 25 тысяч компаний работающих в области электросвязи, вычислительной техники, сетевого оборудования и потребительской электроники.

 

Восхождение Bluetooth началось с достижения соглашения с IEEE, на основе которого спецификация Bluetooth стала частью стандарта IEEE 802.15.1. В это самое время был получен ряд нужных патентов, которые появились в процессе разработки данной технологии.

 

Тайна данного названия Bluetooth

 

"Bluetooth" является не совсем правильной англолизированной версией скандинавского Blåtand/Blåtann (старонорвежский blátǫnn) являющейся прозвищем короля Харальда Синезубого жившего в X веке. Ему удалось объединить враждовавшие между собой датские племена в единое королевство, а еще по преданию он ввел у себя Христианство. По примеру Харальда, объединившего враждовавшие народы, этот Bluetooth делал тоже самое и с протоколами объединяя их в единый универсальный стандарт.

 

И еще немного по поводу самого названия. Слово «blå» в современных скандинавских языках означает «синий», но в то время когда жили Викинги второе его значение означало еще и «черный цвет». Поэтому и скорее всего у Харальда конечно же спереди был черный передний зуб, но никак не синий. И в переводе это датское название Harald Blåtand более правильно было бы интерпретировать, как Harald Blacktooth нежели Harald Bluetooth. Вот такая историческая вкралась неточность.

 

Идея этого названия была предложена в 1997 году Джимом Кардашем, который и разработал систему, позволявшую мобильным телефонам «общаться» с компьютерами. На момент разработки системы Джим Кардаш читал исторический роман Франса Г. Бенгтссона «Корабли Викингов» повествовавшем о Викингах и о короле Харальде Синезубом. Таким образом роман и повлиял на придуманное название.

 

Логотип Bluetooth сочетает в себе две скандинавские руны «хаглаз» и «беркана».

 

1998

Пятью основными кампаниями формируется Bluetooth Special Interest Group (SIG)

К концу года Bluetooth SIG принимает уже своего 400-го члена

Имя Bluetooth получает официальный статус

1999

Выпущена спецификация Bluetooth 1.0

Bluetooth в SIG организовывает первую встречу разработчиков UnPlugFest

Технология Bluetooth награждена в качестве "Best of Show Technology Award" на COMDEX

2000

На рынок выходит первый мобильный телефон с поддержкой Bluetooth

Появляется первая PC card

и прототип мыши для ноутбука, они продемонстрированы на CeBIT 2000

Прототип USB модуля показан на выставке COMDEX

Первый чип объединивший радиочастоту, основную полосу частот, функции микропроцессора и беспроводное программное обеспечение связи Bluetooth

В продажу уходит первая гарнитура

2001

Первый принтер

Первый ноутбук

Первый hands-free автомобильный комплект

Первый hands-free с распознаванием речи

Bluetooth SIG, Inc. формируется как некоммерческая неакционерная компания

2002

Первый комплект клавиатуры и мыши

Первый GPS приемник

Количество кондиционных Bluetooth продуктов составило 500 единиц

IEEE одобряет, что данный 802.15.1 стандарт соответствует беспроводной технологии Bluetooth

Первая цифровая фотокамера

 

Реализация Bluetooth

Bluetooth работает на частотах от 2400 до 2483.5 МГц (включая поле допусков от 2 МГц в нижнем диапазонt и 3.5 МГц наверху). Соответственно, как мы с вами видим, сам принцип действия основан на использовании радиоволн. Радиосвязь Bluetooth осуществляется в диапазоне ISM применяющемся в различных бытовых приборах и беспроводных сетях.

 

Bluetooth использует у себя радиотехнологию, которая называется скачкообразной перестройкой частоты с расширенным спектром Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS. Bluetooth делит данные на пакеты и передает каждый такой пакет по одному из обозначенных 79 каналов (рабочих частот). Каждый канал имеет полосу пропускания 1 МГц. Связь Bluetooth 4.0 использует интервал в 2 МГц, который вмещает в себя 40 каналов. Первый канал запускается на 2402 МГц и продолжается до 2480 МГц с шагом 1 МГц. Для Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты, где несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду.

 

Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является как-бы 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 приёмников-передатчиков, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм является также составной частью всей системы защиты конфиденциальности передаваемой информации, т.е., переход происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется отдельно для каждого соединения.

 

Версии Bluetooth

Bluetooth 1.0

Устройства первой версии 1.0 имели определенный ряд проблем. У них наблюдалась посредственная совместимость с техникой сторонних производителей. В 1.0 и в 1.0B на этапе установления связи была обязательной передача адреса устройства (BD_ADDR), что делало невозможной реализацию анонимности соединения на протокольном уровне и являлось основным недостатком версии.

 

Bluetooth 1.1

Первое же обновление версии 1.1 исправило много недочетов найденных в версии 1.0B. Было добавлено: поддержка нешифрованных каналов и RSSI (Received Signal Strength Indication) индикация уровня мощности.

 

Bluetooth 1.2

У последующего обновления были другие улучшения, а именно: быстрое подключение и обнаружение. Она (эта версия) стала стойкой к радиопомехам и все благодаря использованию адаптивной перестройки частоты с расширенным спектром, а также скорости передачи данных до 1 Мбит/с. Появилось Расширенное Синхронное Подключение (eSCO) улучшившее качество передачи голоса в аудиопотоке. В Host Controller Interface (HCI) была добавлена поддержка трёхпроводного интерфейса UART. В качестве стандарта был принят IEEE Standard 802.15.1-2005.

 

Bluetooth 2.0 + EDR

Этот EDR обеспечивает следующие преимущества: увеличение скорости передачи в 3 раза до 2,1 Мбит/с, возможность установки нескольких подключений в связи с дополнительной полосой пропускания, а еще снижение потребления энергии из-за уменьшения нагрузки.

 

Bluetooth 2.1

В данную версию была добавлена технология расширенного запроса характеристик устройства с энергосберегающей технологией Sniff Subrating, которая позволила (позволяет) увеличить продолжительность работы устройства от одного заряда аккумулятора в 3—10 раз. Обновлённая спецификация существенно упрощает и ускоряет установление связи между двумя устройствами и позволяет производить обновление ключа шифрования без разрыва соединения.

 

Bluetooth 2.1 + EDR

В августе 2008 года Bluetooth SIG представил версию 2.1+EDR. Новая редакция Bluetooth снижает потребление энергии аж 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

21 апреля 2009 года появилась версия Bluetooth 3.0+HS. Скорость передачи данных возросла (теоретически) до 24 Мбит/с. Особенностью являлось добавление AMP (Alternate MAC/PHY), т.е. дополнение к 802.11 как высокоскоростного сообщения. Для AMP были предусмотрены две технологии, а именно: 802.11 и UWB.

 

Bluetooth 4.0

Через четыре года, т.е. 30 июня 2010 года Bluetooth SIG утвердил спецификацию 4.0. Эта версия Bluetooth 4.0 включала в себя следующие протоколы: классический Bluetooth, высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением.

 

Bluetooth 4.1

Фирма SIG в конце 2013 года представила спецификацию Bluetooth 4.1. Одно из улучшений, реализованных в спецификации Bluetooth 4.1, касается совместной работы Bluetooth и мобильной связи четвёртого поколения LTE. Стандарт предусматривает защиту от взаимных помех путём автоматического координирования передачи пакетов данных.

 

Bluetooth 4.2

Bluetooth 4.2 был представлен 2 декабря 2014 года. Предыдущий стандарт был улучшен в его скоростных характеристиках и в информационной безопасности.

 

Данная версия Bluetooth 4.2 смогла добавить возможность прямого подключения к Сети. То есть такие устройства с поддержкой Bluetooth 4.2 смогут не только напрямую взаимодействовать друг с другом, но и подключаться к Интернету (благодаря поддержке протокола IPv6/6LoWPAN) через соответствующие точки доступа. Ключевая идея развития стандарта заключается в том, а именно, чтобы с помощью Bluetooth можно было бы соединить друг с другом любые устройства.

 

В дополнение к той же безопасной и быстрой связи этот Bluetooth 4.2 будет также более энергоэффективен и всё это сдвинет тенденцию последних месяцев к подключению к сети: -всё больше и больше устройств начинают для этого использовать с Bluetooth, что кроме всего прочего положительно начинает сказываться на автономности его работы.

 

2003

Первый MP3-плеер с технологией Bluetooth

Версия Bluetooth 1.2 принята Bluetooth SIG

Поставка продуктов Bluetooth выросла до 1 млн. единиц в неделю

Первая одобренная медицинская система Bluetooth

2004

SIG принимает версию Core Specification Version 2.0 Enhanced Data Rate (EDR)

Технология Bluetooth установлена в качестве базовой комплектации на 250 млн. устройств

Поставки превзошли 3 млн. единиц в неделю

Первые стереонаушники

2005

Поставки продукции поднялись до 5 млн. чипсетов в неделю

SIG приветствует своего 4000 участника

Открыта штаб-квартира SIG  в Белвью, штат Вашингтон, региональные офисы начали работать в г. Мальме, Швеции и Гонконге

SIG запускает Profile Testing Suite (PTS) v1.0,- инструмент для тестирования и проведения типовых испытания полностью разработанный собственными силами компании

2006

Первые солнцезащитные очки

Первые часы

Первая цифровая фоторамка поддерживающая Bluetooth

Bluetooth установлен на 1 млрд. устройств

Поставки Bluetooth устройств достигают 10 млн. единиц в неделю

Тестирование Profile Tuning Suite (PTS)  становится обязательной частью продуктов Bluetooth квалификационного отбора

SIG объявляет, что она будет интегрировать технологию сверхширокополосной связи (Ultra-Wide Band, UWB) с WiMedia Alliance

2007

Первый будильник радио

Первый телевизор

SIG приветствует 8000 участника

Исполнительный директор Bluetooth SIG, Майкл Фолей, получает награду Telematics Leadership Award

PTS Protocol Viewer выпущен в качестве части недавно опубликованной версии 2.1.1 наряду со значительно обновленным пользовательским интерфейсом

 

Самые распространенные профили Bluetooth

Чтобы использовать беспроводную технологию Bluetooth устройства должны быть в состоянии интерпретировать определенные профили Bluetooth, которые находятся в определенных областях применения и указывают общие формы поведения, чтобы совместимые устройства Bluetooth могли использоваться для связи с другими подобными устройствами Bluetooth.  

 

Профиль — это набор функций или возможностей доступных для определённого устройства Bluetooth.

 

Существует широкий спектр профилей Bluetooth, которые описывают различные типы приложений или сценариев использования устройства.

Список основных профилей одобренных Bluetooth SIG с кратким описанием и предназначением:

Advanced Audio Distribution Profile (A2DP)- разработан для передачи музыки, к беспроводной гарнитуре или к иным устройствам.

 

Audio / Video Remote Control Profile (AVRCP)- создан для управления стандартными функциями телевизоров и высокоточного оборудования. Позволяет создавать устройства с функциями дистанционного управления.

 

Basic Imaging Profile (BIP-) разработан для пересылки изображений между устройствами. С помощью этого профиля возможно изменять размер изображения и конвертировать его в поддерживаемый принимающим устройством формат.

 

Basic Printing Profile (BPP)- с его помощью возможно пересылать текст, сообщения электронной почты, vCard на принтер. Профилю не требуется наличие драйверов.

 

Common ISDN Access Profile (CIP)- используется для доступа устройств к цифровой сети с интеграцией служб, ISDN.

 

Cordless Telephony Profile (CTP)- поддерживает беспроводную телефонию.

 

Device ID Profile (DIP)- помогает определить класс устройства, его производителя и версию продукта.

 

Dial-up Networking Profile (DUN)- протокол предоставляет стандартный доступ к Интернету или к другому телефонному сервису через Bluetooth.

 

Fax Profile (FAX)- предоставляет интерфейс между мобильным или стационарным телефоном, а также персональным компьютером на котором установлено программное обеспечение для работы с факсами.

 

File Transfer Profile (FTP_profile)- обеспечивает доступ к файловой системе устройства.

 

General Audio / Video Distribution Profile (GAVDP)- база для A2DP и VDP.

 

Generic Access Profile (GAP)- база для остальных профилей.

 

Generic Object Exchange Profile (GOEP)- база для других профилей передачи данных, основывается на OBEX.

 

Hard Copy Cable Replacement Profile (HCRP)- замена кабельного соединения между устройством и принтером. Отрицательная сторона профиля делающая его не универсальным- требуется необходимость установки драйверов.

 

Hands-Free Profile (HFP)- используется для соединения беспроводной гарнитуры и телефона.

 

Human Interface Device Profile (HID)- обеспечивает поддержку устройств с HID в которые входят клавиатуры, мышки, джойстики и т.д. Отличительная особенность- использует медленный канал, работает на пониженной мощности.

 

Headset Profile (HSP)- используется для соединения беспроводной гарнитуры и телефона.

 

Intercom Profile (ICP)- обеспечивает голосовые звонки между Bluetooth с совместимыми устройствами.

 

LAN Access Profile (LAP)- обеспечивает доступ Bluetooth устройствам к вычислительным сетям LAN, WAN или к Интернету посредством другого Bluetooth устройства, которое имеет физическое подключение к этим сетям.

 

SIM Access Profile (SAP, SIM)- позволяет получить доступ к SIM-карте телефона, что делает возможным использование одной SIM-карты для нескольких устройств.

 

Synchronisation Profile (SYNCH)- позволяет синхронизировать персональные данные (PIM).

 

Video Distribution Profile (VDP)- позволяет передавать потоковое видео.

 

Wireless Application Protocol Bearer (WAPB)- протокол для организации P-to-P (Point-to-Point) соединения через Bluetooth.

Оцените новость:
27 464
Источник — © 1gai.ru
Автор — Eric

Следите за нами в соцсетях

Новостная рассылка


Рассылка анонсов статей производится каждый понедельник