Технология Bluetooth

Эра Bluetooth началась в 2000-х годах прошлого века, когда ее стали использовать в сотовых телефонах для передачи данных. Ранее для этих целей использовали ИК-порт, но работал он гораздо медленнее и был менее удобен в использовании. Использование Bluetooth помогло существенно улучшить качество беспроводной передачи данных. В настоящее время Bluetooth является естественной частью технического мира и используется в наушниках, колонках, смартфонах, принтерах, ноутбуках и т.д.

Что такое Bluetooth?

Название Bluetooth дословно переводится как «синий зуб». Странное название, имеющее свою историю. Такое имя технология получила в честь датского и норвежского короля Харальда I Синезубого (Harald Blåtand), который получил своё прозвище, благодаря цвету зубов, которые окрашивались из-за чрезмерной любви к чернике. Знаменит этот король тем, что смог объединить враждующие племена Дании, Норвегии и Швеции. Именно это символизировало объединение устройств разных производителей при помощи технологии Bluetooth.

Логотип Bluetooth также связан с именем этого короля, он представляет собой комбинацию датских рун: Н и В, которые соответствуют инициалам короля Харальда.

Для работы технология Bluetooth использует радиоволны, частоты которых имеют значение 2402 - 2480 МГц или 2400 - 2483,5 МГц в глобальном промышленном, научном и медицинском диапазоне ISM. Bluetooth делит передаваемые данные на пакеты и передает каждый пакет по одному из 79 назначенных каналов.

Первые шаги

Первоначально стандарт Bluetooth разрабатывался шведскими учеными из компании ERICSSON, затем существенный вклад внесла и корпорация INTEL. Ответственным за создание технологии Bluetooth можно считать голландского инженера-электрика Якобуса Хаартсена, который работал в компании ERICSSON в 90-х годах. На начальном этапе внедрения технологии INTEL помогала ERICSSON в ее разработке и лицензировании. В 1998 году была организована группа «Bluetooth Special Interest Group», в которую вошли такие корпорации как ERICSSON, IBM, INTEL, TOSHIBA и NOKIA и которая запустила в продажу первый потребительский Bluetooth.

В 1998 году впервые была представлена спецификация Bluetooth 1.0 и в продаже появились первые устройства, оснащенные данной технологией: телефоны ERICSSON с беспроводной гарнитурой. Но первый блин вышел, как говорится, комом, поэтому на устранение проблем и доработку ушло целых шесть лет, когда в 2004 году на свет появилась спецификация Bluetooth 2.0, в которой, например, существенно выросла скорость передачи данных.

Работа над улучшением показателей и работы протокола Bluetooth продолжались непрерывно, он становился всё быстрее, функциональнее и экономичнее. Например, в Bluetooth 4.0 (2014 г.) существенно снизилось энергопотребление и нагрузка на аккумулятор, что явилось существенным шагом вперед, поскольку теперь можно было не переживать за то, что использование Bluetooth «посадит» батарею смартфона или ноутбука.

В настоящее время большинство современных планшетов, смартфонов, ноутбуков и т.д. используют Bluetooth пятого поколения (версии 5.0, 5.1 и 5.2).

Разработчики технологии столкнулись и с трудностями, связанными с ее внедрением в различных странах. Трудности были связаны с необходимостью согласовать использование частоты Bluetooth из ISM диапазона в каждой из 106 стран. В то время не было общих нормативов ЕС, поэтому приходилось работать и договариваться с каждой страной по-отдельности.

На протяжении двадцати с лишним лет технологию Bluetooth постоянно совершенствуют. Наиболее важными выпусками стали Bluetooth 2.0. с расширенной скоростью передачи данных Enhanced Data Rate (EDR) и Bluetooth 4.0, включающий в себя классические протоколы, высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением.

Устройства, соединяемые по Bluetooth, должны находиться в зоне прямой видимости друг для друга без преград. Радиостанции 3-го класса имеют радиус действия до 1 метра, 2-го класса – 10 метров (именно такая технология чаще всего встречаются в мобильных устройствах), 1-го класса – 100 метров (используются в промышленных целях).

Развитие технологии

Первая версия Bluetooth была очень ограничена в плане функционала. Его расширение происходило со временем по нескольким направлениям, благодаря так называемым профилям – определенным возможностям, которые должны поддерживаться обоими устройствами, соединяемыми посредством Bluetooth.

Самым востребованным профилем является A2DP, именно на его основе построено каждое устройство с поддержкой связи по Bluetooth. Данный профиль представляет собой расширенный протокол для передачи двухканального аудиосигнала, пропускная способность которого невелика, а значит передать аудиосигнал хорошего качества не получится. Именно это больше всего расстраивает меломанов в наушниках. Для исправления ситуации необходимо использовать кодеки, которые способны сжимать цифровой поток. Кодеки бывают разными, по функционалу, степени сжатия, доступности и т.д. Однако, самый продвинутый кодек не обеспечит вам в Bluetooth-наушниках такого качества звука, как та же MP3-запись в 320 килобит в секунду, но воспроизводимая в проводных наушниках. К слову, формат аудио Hi-Res (High Resolution - PCM-поток с битностью более 16 и частотой дискретизации более 44,1 кГц) является пока не взятой вершиной для акустики с передачей сигнала по технологии Bluetooth.

Интересной является функция определения местоположения устройства (с точностью до сантиметра), реализованная в Bluetooth 5.1 (2019 г.). Кого-то она порадовала, потому что позволяет улучшить навигацию и найти, например, в доме ключи или другие устройства с особыми «метками», а также управлять элементами «умного дома». Но кто-то видит в этом угрозу и нарушение своих границ, решив, что это позволяет следить за пользователем.

Опасен ли Bluetooth?

Некоторые пользователи озабочены вопросами излучения, которое создает использование Bluetooth, его последствиями. Особо мнительные задаются вопросом: а не опасно ли оно, не может ли оно привести к раковым заболеваниям? Так вот, технология передачи данных Bluetooth работает в радиодиапазоне электромагнитных волн, как и сотовые телефоны. Радиоволны не являются ионизирующим излучением, поэтому не повреждает клетки организма. Пользоваться Bluetooth так же безопасно, как сидеть около радиоприемника.

Если же сравнивать излучение Bluetooth с излучением мобильного телефона, то оно гораздо слабее (в десятки раз), что связано с небольшим радиусом действия. Поэтому использование Bluetooth-гарнитуры является даже предпочтительнее, чем прикладывание телефона к уху, особенно если разговор будет долгим. Делаем вывод: технология Bluetooth безопасна для здоровья (насколько это известно на данном этапе изучения).

Недостатки

Очевидным и бросающимся сразу в глаза недостатком Bluetooth является его радиус действия, который обычно составляет несколько метров.

Вторым не столь очевидным, но не менее важным недостатком является уязвимость Bluetooth для взлома. Дело в том, что во время соединения устройств по протоколу Bluetooth, в них генерируются долгосрочные ключи, которые в целях повышения безопасности можно и нужно перезаписывать время от времени. Иначе хакеры могут сами подменить ключ и получить полный доступ ко всем приложениям на устройстве, что особенно опасно, учитывая сколько банковских приложений установлено в смартфонах и ноутбуках. Также через взломанное соединения можно, например, «заразить» вирусом смартфон, а затем прослушивать его.

Где используется Bluetooth?

Технология Bluetooth открывает широкие возможности, соединяя различные устройства между собой, позволяя человеку контролировать устройства на расстоянии и заставлять их выполнять какие-то действия: переключать музыку, включать новости и даже варить кофе.

Сейчас смартфон можно связать по Bluetooth с чем угодно: с колонкой, принтером, умными часами или фитнес-браслетом, мультиваркой и даже кроссовками.

Чтобы соединить устройства посредством Bluetooth, необходимо активировать эту функцию на всех подключаемых устройствах. Соединить можно два и более устройств, во втором случае одно устройство будет главным, а остальные (до 7 штук) – подключаемыми к нему. Например, смартфон является главным устройством, к которому можно подключить часы, наушники, колонку и т.д.

Очевидным преимуществом использования Bluetooth в автомобильных устройствах является CarPlay, с помощью которого можно быстро и просто подключить смартфон к мультимедийной системе автомобиля, открыть его, завести двигатель и т.д. И тут главную роль играет, конечно, дальность действия, которая пока оставляет желать лучшего.

Наиболее популярным аудиоустройством с функцией Bluetooth являются беспроводные наушники. Они популярны как у обычных пользователей смартфонов, так и профессиональных диджеев, звукорежиссеров и музыкантов.

Функцию Bluetooth можно встретить в гитарных усилителях и комбиках, например в BLACKSTAR FLY 3 BLUETOOTH, который можно подключить по Bluetooth к смартфону и получить идеальный усилитель для занятий, которым, к тому же, можно управлять удаленно.

Если же усилитель не имеет встроенного Bluetooth, то это легко исправить, используя приемный модуль Bluetooth, например, BLACKSTAR BLUETOOTH TONE:LINK. Он поможет превратить любой гитарный усилитель с линейным входом в беспроводной стереофонический аудио ресивер. Также вы можете подключать системы звукоусиления, микшерные деки, аудио- и видеосистемы, домашние стереосистемы, наушники, автомобильные спикеры - всё, где имеется стереовход. Избавляйтесь от кабелей!

Bluetooth-контроллеры помогают избавиться от лишних проводов в студии и при этом иметь полноценное управление устройствами. То же можно сказать и микшерних пультах, которые имеют Bluetooth-модули. Большинство современных цифровых консолей позволяют управлять собой удаленно при помощи Bluetooth, поэтому вы сможете изменить ее настройки, не находясь непосредственно за консолью. Любой современный звукорежиссер уже оценил преимущества беспроводной связи с устройствами.

Главным конкурентом Bluetooth сегодня является Wi-Fi, но и Bluetooth не сдает свои позиции, оставаясь востребованным протоколом передачи данных, особенно для портативных устройств. Bluetooth показывает себя с лучшей стороны в простых приложениях, когда два устройства должны соединяться с минимальной конфигурацией (типа нажатия кнопки) и когда не требуются высокие скорости и объемы передачи.

С появления Bluetooth прошло более 20 лет, в свет вышли 5 версий этой технологии, совершенствуясь с появлением каждой новой версии. Теперь Bluetooth – это протокол по умолчанию для обмена данными на небольших расстояниях.