Kako Bluetooth pravzaprav deluje?

Odkar je bil Bluetooth prvič uradno izdan leta 1999, je postal nepogrešljiv del vsakdanjega življenja. Danes lahko različico Bluetooth najdete v pametnih telefonih, pametnih urah, brezžičnih zvočnikih in prenosnih pripomočkih.

Toda kljub svoji priljubljenosti mnogi ljudje še vedno ne vedo, kako deluje Bluetooth. Torej, od frekvence signala in motenj v ozadju do kodekov, dosega in razvoja, tukaj je, kako Bluetooth dejansko deluje.

Kaj je Bluetooth?

Preden se poglobite v to, kako deluje tehnologija Bluetooth in kako so nove različice močnejše in boljše od prejšnjih, je pomembno razumeti, kaj je Bluetooth.

Bluetooth je tehnologija radijskega prenosa kratkega dosega z nizko močjo. Sestavljen je iz neionizirajočih elektromagnetnih valov v radijskem območju med 2,402 GHz in 2,48 GHz. Biti na spodnjem delu dosega omogoča, da je Bluetooth nizkoenergijski v primerjavi z drugimi radijskimi prenosi naprave. Zato ga je enostavno implementirati v majhne pripomočke in pametne telefone, ne da bi skrbeli preveč za življenjsko dobo baterije.

Bluetooth lahko potuje po odprtih prostorih in skozi nekatere ovire brez fizičnega medija. Kako daleč lahko potuje določen signal Bluetooth, je odvisno predvsem od njegove moči in od tega, ali obstaja so ovire, ki so dovolj debele ali izdelane iz materialov, ki popačijo in poslabšajo signal priznanje.

Kako deluje Bluetooth?

Pred signalom Bluetooth, ki ga vaš telefon pošlje slušalkam, je najprej programska oprema. Vaših podatkov – slik, zvoka in tako naprej – ni mogoče poslati prek povezave Bluetooth. Najprej gre skozi kompresijski algoritem, imenovan kodek, ki pretvori podatke v posamezne pakete.

Kodeki, kot so aptX, AAC, SBC in LDAC, se morajo ujemati med oddajnimi in prejemnimi napravami. Drugačen kodeki so optimalni za različne vrste podatkov, in vplivajo na dejavnike, kot so poraba energije, hitrost prenosa, kakovost podatkov in doseg povezave.

Obstaja 79 določenih kanalov Bluetooth in vse povezane naprave morajo biti nastavljene na isti frekvenčni kanal s pasovno širino 1 megahertz (MHz). V tem smislu so kanali Bluetooth podobni Kanali Wi-Fi, ki jih boste našli na usmerjevalniku.

Ko sta dve napravi s tehnologijo Bluetooth v bližini, se lahko povežeta in komunicirata z uporabo majhnih računalniških čipov, ki so vgrajeni v njih. To je strojna oprema, ki je odgovorna za oddajanje in sprejemanje radijskih valov Bluetooth.

Razpon signala in razredi Bluetooth

Na splošno velja, da nižja kot je frekvenca, daljši je razpon. Toda nizkofrekvenčni signali nosijo bistveno manj podatkov kot njihovi visokofrekvenčni analogi. Bluetooth je odvisen od moči.

Če ste pripravljeni nameniti dovolj energije, lahko prenašate visokofrekvenčni, s podatki bogat signal Bluetooth na daljšo razdaljo. Pravzaprav se nova različica Bluetootha pojavi pri iskanju ravnovesja med porabo energije, kakovostjo in dosegom.

• Bluetooth razreda 1 oddaja pri 100 milivatov (mW) na 328 čevljev
• Bluetooth razreda 2 oddaja z 2,5 mW na 33 čevljev
• Bluetooth razreda 3 oddaja signal s samo 1 mW z dosegom manj kot 30 čevljev.

Za referenco, najnovejše Bluetooth slušalke, slušalke in telefoni so Bluetooth razreda 2, nekatere pa razreda 3. Kar zadeva Bluetooth razreda 1, njegove zmogljivosti na dolgi doseg zahtevajo veliko energije, ki običajno zahteva zunanji vir napajanja, ne le prenosno baterijo. Naprave Bluetooth razreda 1 lahko najdete v industrijskih izvedbah, kot so naprave IoT in aplikacije v tovarni ali montažni liniji.

Motnje v ozadju

Morda ste opazili, da hoja po ulici z velikim prometom ali vožnja s prometnim vlakom podzemne železnice povzroči statičnost v vaših brezžičnih slušalkah. Razlog za to je 79 navedenih kanalov Bluetooth.

Če ste v šoli, knjižnici ali v pisarni z vami in vsemi, ki uporabljajo naprave Bluetooth z dosegom okoli 33 čevljev, potem je običajno dovolj 79 kanalov. Ko pa se na desetine naprav poteguje za omejen prostor, začnejo signali motiti.

Čeprav ne boste mogli dostopati do signala Bluetooth nekoga drugega (tudi če svojo napravo nastavite na isti kanal, je Bluetooth šifriran), bo še vedno trčil v vaš signal in ga poslabšal. Še en razlog je ranljivost zakaj se Bluetooth uporablja samo za komunikacijo kratkega dosega. Lažje je nadzorovati okolje od 30 do 100 čevljev namesto dolgih razdalj v milje.

Drugi dejavniki, ki motijo ​​signale Bluetooth, vključujejo:

• Fizične ovire: Kovina, omet, beton in celo vlaga najbolj vplivajo na kakovost Bluetooth, pri čemer so materiali, kot so les, steklo in plastika, na dnu seznama.
• Občutljivost sprejemnika: Razdalja poslabša signal. Če sprejemnik ni dovolj občutljiv, ga morda ne bo mogel pravilno sprejeti in dekodirati.
• Moč prenosa: Šibkejša kot je osnovna moč signala, šibkejši bo na razdalji in skozi ovire.

Različice Bluetooth

Tehnologija Bluetooth, ki jo uporabljamo zdaj, ni ista, kot je bila v zgodnjih 2000-ih. Čeprav še vedno sledi istim načelom, lahko novejše različice Bluetooth naredijo več za manj. Z razvojem Bluetooth se spremenijo tri stvari: poraba energije, doseg in hitrost prenosa podatkov (kar vpliva zakasnitev zvoka).

Bluetooth 1.0 je bil energijsko intenziven, vendar je imel razpon le 33 čevljev in največjo hitrost 1 Mbps. Medtem ko lahko Bluetooth 2.0 prenaša podatke s hitrostjo 3 Mbps, se ne primerja s preskokom v zmogljivosti Bluetooth 3.0 s 24 Mbps. Toda uporaba sloja prilagajanja protokola 802.11 napravam Bluetooth 3.0 porabi veliko energije.

Vendar pa je danes v komercialnih napravah veliko težje najti Bluetooth 1.0 do 3.0. Nadomestil jih je Bluetooth 4.0 in Bluetooth 5.0. Oba standarda delujeta kot Bluetooth Low Energy, z dosegom 800 čevljev in hitrostjo, ki ne pade pod 2 Mbps.

Zakaj se morate naučiti, kako deluje Bluetooth

Bluetooth je enak Wi-Fi, GPS in tehnologije mobilnih stolpov. Uporablja se v skoraj vseh sodobnih napravah in za delo z njim potrebujete osnovno raven podcenjevanja.

Poznavanje razlike med različicami Bluetooth in različnimi kodeki za prenos vam omogoča, da izberete naprave, ki imajo specifikacije, ki jih potrebujete. Na primer, v brezžični tipkovnici ni potrebe po energijsko intenzivnem in dolgem dosegu Bluetooth, vendar te funkcije so veliko pomembnejše pri brezžičnih slušalkah, s katerimi se boste gibali.

Kako deluje Bluetooth? Ali uporablja moj podatkovni načrt?

Bluetooth povezuje vaše naprave, vendar ali uporablja vaš Wi-Fi ali mobilne podatke?

Preberite Naprej

O avtorju