Статьи и Лайфхаки

Абсолютное большинство современных мобильных устройств оснащено такой беспроводной технологией, как Bluetooth, однако находятся и те, кому до сих пор незнакомы её функции. Разобравшись в том, что же такое на самом деле блютуз, пользователь сможет понять принцип его работы. Сделать это не так уж и сложно.

Что же это такое? Понятие, технические особенности и принцип работы

С самого начала своего появления эта технология получила множество версий, последней из которых стала Bluetooth 4.0. Сегодня ею оснащены многие современные многофункциональные девайсы. Версия позволяет пользователям сообщаться на расстоянии до 100 метров и передавать данные со скоростью до 1-го мегабита в секунду. Дополнительное оборудование при этом не требуется.

Принцип работы технологии блютуз основывается на использовании радиосвязи в диапазоне ISM. Именно этот диапазон используют в беспроводных сетях, а также ряде бытовых приборов. При этом само оборудование является недорогим, а уровень сопротивляемости помехам – высоким. Кроме того, энергопотребление невысоко, а значит, и других мобильных устройств.

Если рядом по Bluetooth сообщаются несколько устройств, друг другу они не мешают, поскольку последовательность переключения частот известна только самим аппаратам, и они могут перестраиваться на другие частоты вполне синхронно. Ну а вследствие того, что передача происходит по алгоритму псевдо-случайности, сохраняется конфиденциальность.

В случае утери нужных данных они будут переданы повторно. При этом используются самые различные системы кодировки аудио-сигналов, потому они не повторяются.

Разобравшись с тем, что это такое, можно остановиться более подробно и на его технических характеристиках.

Итак, как уже было сказано, беспроводная сеть использует диапазон ISM, который свободен от необходимости в лицензировании, а последовательность переключения между частотами случайна.

Несущая частота сигнала меняется 1,6 тыс. раз за секунду, что и обеспечивает высокий уровень сопротивляемости различным помехам. Это также возможно благодаря особому расширению спектра, в котором частота перестраивается скачкообразно (метод FHSS).

Использование системы блютуз

Технология блютуз обеспечивает связь между цифровыми фотоаппаратами, ПК, мышками, сканерами, гарнитурами, наушниками, клавиатурами, принтерами и смартфонами. Сегодня в продаже можно найти даже Bluetooth-адаптеры с флеш-накопителями.

Всё это оборудование может сообщаться между собой на расстоянии до 100 метров. Иногда беспроводная связь возможна даже в том случае, когда устройства находятся в разных помещениях.

Пользоваться данной технологией совсем не сложно. Для этого на устройствах активируют функцию Bluetooth в подходящем радиусе действия, ищут другое доступное оборудование и пробуют соединиться. В конце передачи или приёма данных функцию следует отключить.

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

Ваш вопрос:

Как включить bluetooth на телефоне?

Ответ мастера:

Функция bluetooth на мобильном телефоне дает возможность обмены данных по радиоканалу с расстояния десяти метров. Интерфейс в том устройстве, с которым обмениваются информацией, должен быть одинаков.

Находим в меню телефона пункт c названием Bluetooth. К примеру, в аппаратах Nokia он располагается в следующей последовательности: «Настройки» - «Связь» -«Bluetooth».

Появляется форма ввода из нескольких полей. В поле Bluetooth выбираете вариант «Включено» для включения интерфейса. На появившемся поле с названием «Доступен всем» либо аналогичному этому полю выбираете соответственно «Да» или «Нет» с учетом вашего желания видимости или невидимости вашего телефона с других аппаратов. Помните, что с видимого телефона через уязвимость его прошивки злоумышленники могут считывать без вашего участия содержание его памяти. Но это маловероятно. На поле «Имя телефона» вводится произвольная строка. Использовать можно не только кириллицу, но и латиницу. Не вызывая интереса у потенциальных похитителей, вводите туда название любого дешевого аппарата. Если есть поле «Удаленный доступ к «SIM», то с целью безопасности вводите в него «Отключено».

Передавая файл на другой телефон, выбираете его с помощью встроенного диспетчера файлов либо аналогичной по назначению программы стороннего производителя (например, X- Plore). На панели меню находим значения «Передать», потом «По Bluetooth» (от используемой программы зависят точные названия этих пунктов). Запускается автоматический поиск устройств. Выбираете среди них номер телефона получателя. На нем появляется запрос о приеме. Даете положительный ответ, и файл передается. Он передается в ту же папку, сохраняющую принятые SMS- и MMS-сообщения. В случае появления на обоих аппаратах запроса пароля, вводите в каждый любое четырехзначное число, одинаковое на обоих аппаратах. Не доверяйте чужим лицам файлы, не принадлежащие вам. Принимая от неизвестного лица файл, обязательно проверьте его, не вредоносный ли он.

Аналогичным образом передаются файлы на компьютер, который оснащен интерфейсом Bluetooth, причем запрос о приеме не высвечивается на экране, файл принимается без предупреждения.

Для сопряжения с телефоном внешнего ГЛОНАСС или GPS-приемника сначала выполняем общий сброс приставки, нажимая не ней соответствующую кнопку. Запускаем на телефоне навигационную программу, выбирая в меню пункт поиска приемника. Находим в списке устройства, выбираем его. Вводим пароль 0000, если не подходит, пробуем пароли 1234 или 12345. После стыковки сразу же приемник становится невидимым для других телефонов до тех пор, пока он снова не подвергнется общему сбросу.

Беспроводная гарнитура подключается к телефону через уже известный вам пункт меню Bluetooth. Предназначенной для этого кнопкой делаем полный сброс гарнитуры. Нажимаем правую кнопку джостика телефона – появляется список сопряженных устройств. Вводим контекстное меню левой кнопкой, которая находится под экраном, выбираем значение «Новое сопряженное устройство» или аналогичное этому. Выбираем в списке гарнитуру, вводя пароль доступа, как указывалось выше. В случае передачи гарнитуры другому лицу, через это же меню удаляются сопряженные устройства.

Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, бесплатной, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.

Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 100 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.

Название и логотип

Слово Bluetooth - перевод на английский язык датского слова «Blåtand» («Синезубый»). Это прозвище носил король Харальд I, правивший в X веке Данией и частью Норвегии и объединивший враждовавшие датские племена в единое королевство. Подразумевается, что Bluetooth делает то же самое с протоколами связи, объединяя их в один универсальный стандарт. Хотя «blå» в современных скандинавских языках означает «синий», во времена викингов оно также могло означать «чёрного цвета». Таким образом, исторически правильно было бы перевести датское Harald Blåtand скорее как Harald Blacktooth, чем как Harald Bluetooth.

Логотип Bluetooth является сочетанием двух нордических («скандинавских») рун: «хаглаз» (Hagall) - аналог латинской H и «беркана» (Berkanan) - латинская B. Логотип похож на более старый логотип для Beauknit Textiles, подразделения корпорации Beauknit. В нём используется слияние отраженной K и В для «Beauknit», он шире и имеет скругленные углы, но в общем он такой же.
История создания и развития

Спецификация Bluetooth была разработана группой Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), которая была основана в 1998 году. В неё вошли компании Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. Впоследствии Bluetooth SIG и IEEE достигли соглашения, на основе которого спецификация Bluetooth стала частью стандарта IEEE 802.15.1 (дата опубликования - 14 июня 2002 года). Работы по созданию Bluetooth компания Ericsson Mobile Communication начала в 1994 году. Первоначально эта технология была приспособлена под потребности системы FLYWAY в функциональном интерфейсе между путешественниками и системой.

Принцип действия Bluetooth

Принцип действия основан на использовании радиоволн. Радиосвязь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне (англ. Industry, Science and Medicine), который используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях (свободный от лицензирования диапазон 2,4-2,4835 ГГц). В Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты (англ. Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS). Метод FHSS прост в реализации, обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование недорого.

Согласно алгоритму FHSS, в Bluetooth несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду (всего выделяется 79 рабочих частот шириной в 1 МГц, а в Японии, Франции и Испании полоса у́же - 23 частотных канала). Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику, которые каждые 625 мкс (один временной слот) синхронно перестраиваются с одной несущей частоты на другую. Таким образом, если рядом работают несколько пар приёмник-передатчик, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм является также составной частью системы защиты конфиденциальности передаваемой информации: переход происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется отдельно для каждого соединения. При передаче цифровых данных и аудиосигнала (64 кбит/с в обоих направлениях) используются различные схемы кодирования: аудиосигнал не повторяется (как правило), а цифровые данные в случае утери пакета информации будут переданы повторно.

Bluetooth 1.0

Устройства версий 1.0 (1998) и 1.0B имели плохую совместимость между продуктами различных производителей. В 1.0 и 1.0B была обязательной передача адреса устройства (BD_ADDR) на этапе установления связи, что делало невозможной реализацию анонимности соединения на протокольном уровне и было основным недостатком данной спецификации.

Bluetooth 1.1

В Bluetooth 1.1 было исправлено множество ошибок, найденных в 1.0B, добавлена поддержка для нешифрованных каналов, индикация уровня мощности принимаемого сигнала (RSSI).

Bluetooth 1.2

В версии 1.2 была добавлена технология адаптивной перестройки рабочей частоты (AFH), что улучшило сопротивляемость к электромагнитной интерференции (помехам) путём использования разнесённых частот в последовательности перестройки. Также увеличилась скорость передачи и добавилась технология eSCO, которая улучшала качество передачи голоса путём повторения повреждённых пакетов. В HCI добавилась поддержка трёх-проводного интерфейса UART.

Главные улучшения включают следующее:
Быстрое подключение и обнаружение.
Адаптивная перестройка частоты с расширенным спектром (AFH), которая повышает стойкость к радиопомехам.
Более высокие, чем в 1.1, скорости передачи данных, практически до 721 кбит/с.
Расширенные Синхронные Подключения (eSCO), которые улучшают качество передачи голоса в аудиопотоке, позволяя повторную передачу повреждённых пакетов, и при необходимости могут увеличить задержку аудио, чтобы оказать лучшую поддержку для параллельной передачи данных.
В Host Controller Interface (HCI) добавлена поддержка трёхпроводного интерфейса UART.
Утверждён как стандарт IEEE Standard 802.15.1-2005.
Введены режимы управления потоком данных (Flow Control) и повторной передачи (Retransmission Modes) для L2CAP.

Bluetooth 2.0 + EDR

Bluetooth версии 2.0 был выпущен 10 ноября 2004 г. Имеет обратную совместимость с предыдущими версиями 1.x. Основным нововведением стала поддержка Enhanced Data Rate (EDR) для ускорения передачи данных. Номинальная скорость EDR около 3 Мбит/с, однако на практике это позволило повысить скорость передачи данных только до 2,1 Мбит/с. Дополнительная производительность достигается с помощью различных радио технологий для передачи данных.

Стандартная (базовая) скорость передачи данных использует GFSK-модуляцию радиосигнала при скорости передачи в 1 Мбит/с. EDR использует сочетание модуляций GFSK и PSK с двумя вариантами, π/4-DQPSK и 8DPSK. Они имеют большие скорости передачи данных по воздуху - 2 и 3 Mбит/с соответственно.

Bluetooth SIG издала спецификацию как «Технология Bluetooth 2.0 + EDR», которая подразумевает, что EDR является дополнительной функцией. Кроме EDR есть и другие незначительные усовершенствования к 2.0 спецификации, и продукты могут соответствовать «Технологии Bluetooth 2.0», не поддерживая более высокую скорость передачи данных. По крайней мере одно коммерческое устройство, HTC TyTN Pocket PC, использует «Bluetooth 2.0 без EDR» в своих технических спецификациях.

Согласно 2.0 + EDR спецификации, EDR обеспечивает следующие преимущества:
Увеличение скорости передачи в 3 раза (2,1 Мбит/с) в некоторых случаях.
Уменьшение сложности нескольких одновременных подключений из-за дополнительной полосы пропускания.
Более низкое потребление энергии благодаря уменьшению нагрузки.

Bluetooth 2.1

2007 год. Добавлена технология расширенного запроса характеристик устройства (для дополнительной фильтрации списка при сопряжении), энергосберегающая технология Sniff Subrating, которая позволяет увеличить продолжительность работы устройства от одного заряда аккумулятора в 3-10 раз. Кроме того обновлённая спецификация существенно упрощает и ускоряет установление связи между двумя устройствами, позволяет производить обновление ключа шифрования без разрыва соединения, а также делает указанные соединения более защищёнными, благодаря использованию технологии Near Field Communication.

Bluetooth 2.1 + EDR

В августе 2008 года Bluetooth SIG представил версию 2.1+EDR. Новая редакция Bluetooth снижает потребление энергии в 5 раз, повышает уровень защиты данных и облегчает распознавание и соединение Bluetooth-устройств благодаря уменьшению количества шагов за которые оно выполняется.

Bluetooth 3.0 + HS

3.0+HS была принята Bluetooth SIG 21 апреля 2009 года. Она поддерживает теоретическую скорость передачи данных до 24 Мбит/с. Её основной особенностью является добавление AMP (асимметричная мультипроцессорная обработка) (альтернативно MAC/PHY), дополнение к 802.11 как высокоскоростное сообщение. Две технологии были предусмотрены для AMP: 802.11 и UWB, но UWB отсутствует в спецификации.

Модули с поддержкой новой спецификации соединяют в себе две радиосистемы: первая обеспечивает передачу данных в 3 Мбит/с (стандартная для Bluetooth 2.0) и имеет низкое энергопотребление; вторая совместима со стандартом 802.11 и обеспечивает возможность передачи данных со скоростью до 24 Мбит/с (сравнима со скоростью сетей Wi-Fi). Выбор радиосистемы для передачи данных зависит от размера передаваемого файла . Небольшие файлы передаются по медленному каналу, а большие - по высокоскоростному. Bluetooth 3.0 использует более общий стандарт 802.11 (без суффикса), то есть не совместим с такими спецификациями Wi-Fi, как 802.11b/g или 802.11n.

Bluetooth 4.0

Bluetooth SIG утвердил спецификацию Bluetooth 4.0 30 июня 2010г. Bluetooth 4.0 включает в себя протоколы Классический Bluetooth, Высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением. Высокоскоростной Bluetooth основан на Wi-Fi, а Классический Bluetooth состоит из протоколов предыдущих спецификаций Bluetooth.

Протокол Bluetooth с низким энергопотреблением предназначен, прежде всего, для миниатюрных электронных датчиков (использующихся в спортивной обуви, тренажёрах, миниатюрных сенсорах, размещаемых на теле пациентов и т. д.). Низкое энергопотребление достигается за счёт использования специального алгоритма работы. Передатчик включается только на время отправки данных, что обеспечивает возможность работы от одной батарейки типа CR2032 в течение нескольких лет. Стандарт предоставляет скорость передачи данных в 1 Мбит/с при размере пакета данных 8-27 байт. В два Bluetooth-устройства смогут устанавливать соединение менее чем за 5 миллисекунд и поддерживать его на расстоянии до 100 м. Для этого используется усовершенствованная коррекция ошибок, а необходимый уровень безопасности обеспечивает 128-битное AES-шифрование.

Сенсоры температуры, давления, влажности, скорости передвижения и т. д. на базе этого стандарта могут передавать информацию на различные устройства контроля: мобильные телефоны, КПК, ПК и т. п.

Первый чип с поддержкой Bluetooth 3.0 и Bluetooth 4.0 был выпущен компанией ST-Ericsson в конце 2009 года.

Bluetooth 4.0 поддерживается в MacBook Air и Mac mini (с июля 2011 года), iMac (ноябрь 2012 года), iPhone 4S (октябрь 2011 года) и iPhone 5 (сентябрь 2012 года), iPad 3 (март 2012 года), смартфонах LG Optimus 4X HD (февраль 2012 года), HTC One X, S, V и Samsung Galaxy S III (май 2012 года), Explay Infinity (август 2012 года), HTC One X+ (2012), HTC Desire C, Google Nexus 7 (2012), Sony VAIO SVE1511N1RSI.

Привет всем, уважаемые пользователи лучшего мобильного портала Trashbox. Сегодня 1 сентября, официальный день знаний, а я тем временем продолжаю свою интересную колонку «Как это работает». Прежде чем начать, хотел бы поздравить всех учащихся с их днём - удачи вам в учёбе и не смейте пропускать - пожалеете. Сегодня я хочу поговорить о Bluetooth, одном из самых популярных беспроводных интерфейсов. Давайте же узнаем, что такое Bluetooth и как это работает. Самое интересное под катом .

Bluetooth (в переводе означает «синий зуб » или в народе «синезуб») - одна из технологий беспроводных сетей, обеспечивающих обмен информацией между различными устройствами, включая персональные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны, принтеры, фотоаппараты и другие подобные продукты. Bluetooth позволяет устройствам сообщаться - максимальный радиус действия равен 100 метрам друг от друга.

Главная задача технологии Bluetooth заключается в передаче данных между устройствами без помощи проводов - обеспечение экономичной и дешёвой радиосвязи между различными типами электронных устройств.
Принцип действия основан на использовании радиоволн, а сама технология Bluetooth представляет собой маленький чип, являющийся высокочастотным приёмопередатчиком. Он работает в диапазоне ISM (Industry, Science and Medicine; промышленный, научный и медицинский), так как для использования этих частот не требуется лицензия - они свободны для применения по всему миру (исключения: Франция и Испания).

Основополагающий принцип построения сетей на базе Bluetooth - метод расширения спектра при скачкообразном изменении частоты (FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum). Метод FHSS прост в реализации - он обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование недорогое.

Передатчик разбивает данные на пакеты и передает их по псевдослучайному алгоритму, при котором несущая частота (шаблон) меняется 1600 раз в секунду и принимает значение одной из 79 подчастот. Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику.

Несколько устройств, объединённых при помощи Bluetooth , образуют так называемую пикосеть (Piconet) - это совокупность от двух до восьми устройств, работающих на одном и том же шаблоне. В рамках пикосети одно из устройств является ведущим, а другое - ведомым. Ведомых устройств технология Bluetooth может поддерживать несколько - максимум до семи. Ведущим же является пользовательское устройство, инициирующее связь. Оно же управляет и работой устройств в пикосети.

Bluetooth позволяет передавать как голос, так и данные. Голос передаётся по трём аудиоканалам со скоростью 64 Кбит/с в каждом. Скорость передачи данных составляет приблизительно 720 Кбит/с в ассиметричном и 420 Кбит/c в полностью симметричном или полнодуплексном (двустороннем) режиме. Работать «синий зуб» может на сравнительно небольших расстояниях. Согласно спецификациям (версии 1.1 и 1.2), он имеет два класса адаптеров: класс 1 (класс A) поддерживает расстояние до 100 метров, а класс 2 (класс B) работает в пределах 10 метров (до сих пор является самым распространенным классом среди спецификаций).

В настоящее время самая новая спецификация Bluetooth имеет индекс 4.0. Bluetooth SIG утвердил спецификацию 30 июня 2010 года. Протокол Bluetooth с низким энергопотреблением поддерживает передачу таких данных, как датчики температуры, давления, влажности, скорости передвижения и другие на базе этого стандарта могут передавать информацию на различные устройства: мобильные телефоны, персональные компьютеры, смартфоны и другие тому подобные мобильные продукты.

Также технология Bluetooth может применяться в самых различных сферах мобильной жизни. Вы без какого-либо труда можете применять её для следующих целей:

• Для автоматической синхронизации между устройствами. Например, как только вы вводите новые данные в адресную книгу в ноутбуке, автоматически модифицируются соответствующие записи в настольном компьютере, и наоборот
• Для автоматической резервной синхронизации. Примером станет такая ситуация: руководитель изменил ваш план мероприятий, в то время как вы находитесь в отпуске. Офисный ПК посылает изменения на ваше мобильное устройство, которое автоматически соединяется с ноутбуком и передает модифицированное расписание
• Для использования портативного ПК в качестве спикерфона. Соединив беспроводный головной телефон с ноутбуком, можно использовать его в офисе, автомобиле или дома
• Для соединения всех участиников обмена информацией. Находясь на каком-либо деловом мероприятии, можно быстро обсудить интересующий вопрос со всеми ее участниками. Кроме того, вы можете дистанционно выполнять функции управления. Например, включить проектор
• Для передачи различного мультимедийного контента из любой точки. Фотоаппарат соединяется с телефоном (без проводов), а вы добавляете комментарии посредством использования клавиатуры на телефоне или ноутбуке. Фотографии и текст отправляются адресату

Все вышеперечисленное - это лишь самая малая часть, где может применяться беспроводная технология Bluetooth. Сейчас уже появляются такие экзотичные варианты, как встраивание модулей, работающих на этой технологии, в принтеры, карты памяти и другие различные устройства.

В ближайшем будущем технология Bluetooth, помимо мобильных телефонов, смартфонов, и других соединяемых между собой устройств, будет встраиваться даже в бытовую технику. Стоит только представить это: телевизор, пылесос, холодильник, микроволновая печь и другая домашняя техника может управляться с помощью смартфона - так же, как и с универсального пульта управления. Кроме того, в настоящее время ведутся разработки альтернативных решений, которые должны составить серьёзную конкуренцию так называемому «синему зубу» и даже, вероятно, превзойти эту технологию.

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.

Несмотря на появление новых способов передачи данных, технология Bluetooth всё еще остается востребованной. Практически все лэптопы оснащаются модулем беспроводной связи, поэтому вопрос, как включить Bluetooth на ноутбуке, периодически возникает у разных пользователей.

Аппаратное включение

На некоторых моделях ноутбуков управление модулем Bluetooth осуществляется с помощью аппаратного переключателя, который находится на корпусе устройства. Иногда переключатель отвечает сразу за включение Wi-Fi и Bluetooth, так что будьте внимательны.

Другой вариант включения модуля – использование горячих клавиш. Например, у ряда моделей лэптопов Acer включить блютуз можно сочетанием Fn+F3. Подобным образом включение модуля реализовано на ноутбуках ASUS (Fn+F2) и HP (Fn+F12). Чтобы найти нужную кнопку, внимательно изучите ряд F1-F12. Ищите клавишу со значком Bluetooth и нажимайте её в сочетании с кнопкой Fn.

Обратите внимание на световые индикаторы. При включении модулей беспроводной связи должен загореться соответствующий значок. Если он включен, то можно переходить к настройке адаптера в системе.

Установка драйверов

После аппаратного включения адаптера необходимо проверить, что драйверы беспроводного модуля установлены в системе корректно:

1. Откройте диспетчер устройств.
2. Найдите оборудование, обеспечивающее работу Bluetooth.
3. Убедитесь, что устройство работает нормально.

При необходимости обновите драйверы устройства. Выбирайте автоматический поиск. Если такой способ установки не помог, сходите на сайт производителя ноутбука и скачайте программное обеспечение для своей модели лэптопа.

Установление соединения

Некоторые производители (Samsung, Lenovo, ASUS) предустанавливают на ноутбуки утилиты для управления Bluetooth адаптером. Если у вас на лэптопе есть такая программа, то лучше пользоваться ей для добавления/удаления устройств и передачи файлов. Если же фирменной утилиты нет, или вы не можете её применить, то установить соединение через блютуз можно с помощью встроенных системных инструментов.

Windows 7

Если вы перевели аппаратный переключатель в положение «Включено» или воспользовались горячими клавишами для запуска адаптера, а затем убедились, что программное обеспечение модуля беспроводной связи работает корректно, то поищите в области уведомлений значок Bluetooth. С его помощью вы можете быстро добавить новое устройство.

Если значка в трее нет, воспользуйтесь следующей инструкцией:

Еще один способ установления сопряжения с Bluetooth оборудованием:

Система начнет искать доступные устройства. Если драйверы адаптера работают нормально, и Bluetooth включен на том устройстве, которое вы хотите подключить к ноутбуку, то в специальном окне вы увидите доступное для соединения оборудование. Если вы подключаете телефон, то на экране появится код, который нужно ввести на мобильном аппарате для установки сопряжения.

Если встроенные инструменты Windows не помогают решить проблему с добавлением нового устройство Bluetooth, попробуйте использовать для установления сопряжения программы от сторонних разработчиков – например, BlueSoleil или WIDCOMM. Эти утилиты подходят для разных моделей ноутбуков и адаптеров беспроводной связи, устанавливая соединение с периферийными устройствами и давая возможность передавать и принимать файлы.

Windows 8

На Windows 8 настройка Bluetooth осуществляется через панель Charms, которую можно вызвать, подведя курсор к правому верхнему углу экрана (или используя сочетание Win+C). Далее:

Адаптер включен и настроен – теперь вы можете добавить новое устройство. Включите Bluetooth на телефоне или другом девайсе, который вы хотите подключить к ноутбуку. Вернитесь к разделу «Изменение параметров компьютера» и откройте раздел «Устройства». Нажмите «Добавить устройство», чтобы осуществить сопряжение оборудование по беспроводной сети.

На Windows 8.1 порядок включения адаптера претерпел незначительные изменения:

1. Вызовите панель Charms, откройте «Параметры».
2. Перейдите в раздел «Изменение параметров компьютера».
3. Откройте вкладку «Компьютер и устройства».
4. Найдите и откройте подменю Bluetooth.

Ноутбук самостоятельно начнет поиск доступных для подключения устройств. В этот момент Bluetooth уже должен быть запущен на устройстве, которое вы хотите соединить с лэптопом.

Windows 10

С выходом новой версии системы от Microsoft порядок включения Bluetooth и добавления нового устройства еще немного изменился. Так как панели Charms в Windows 10 больше нет, то придется пойти другим путем:

1. Раскройте «Пуск» и запустите «Параметры».
2. Перейдите к вкладке «Bluetooth».

Компьютер начнет поиск устройств Bluetooth. Здесь же есть кнопка «Другие параметры» – нажмите на неё, чтобы убедиться, что ваш ноутбук определяется другими устройствами.

В поле «Обнаружение» установите разрешение на то, что устройства Bluetooth будут видеть имя вашего компьютера. Дополнительно вы можете включить оповещения и вывести значок беспроводного соединения в область уведомлений. С помощью этого значка вы впоследствии сможете быстро добавлять новые устройства, смотреть подключенное оборудование, передавать и принимать файлы.