Jak działa Bluetooth?

Jak działa Bluetooth?
Definicja

Technologia Bluetooth to szybkie łącze w technologii bezprzewodowej o niskim poborze mocy, które jest przeznaczone do łączenia ze sobą telefonów lub innych urządzeń przenośnych. Jest to specyfikacja (IEEE 802.15.1) dotycząca wykorzystania komunikacji radiowej małej mocy do łączenia telefonów, komputerów i innych urządzeń sieciowych na niewielką odległość bez przewodów. Sygnały bezprzewodowe przesyłane przez Bluetooth obejmują krótkie odległości, zwykle do 30 stóp (10 metrów).



Osiąga się to poprzez wbudowane w urządzenia tanie transceivery. Obsługuje pasmo częstotliwości 2,45 GHz i może obsługiwać do 721 kb / s wraz z trzema kanałami głosowymi. To pasmo częstotliwości zostało wydzielone na mocy międzynarodowego porozumienia w sprawie stosowania urządzeń przemysłowych, naukowych i medycznych (ISM). Rd zgodne z urządzeniami 1.0.


Bluetooth może łączyć się z „ osiem urządzeń ” jednocześnie, a każde urządzenie oferuje unikalny 48-bitowy adres ze standardu IEEE 802 z połączeniami typu punkt-punkt lub wielopunkt.





Historia Bluetooth:

Bezprzewodowa technologia Bluetooth została nazwana na cześć duńskiego Wikinga i króla, Haralda Blata, a jego nazwisko oznacza „Bluetooth” w języku angielskim. Przypisuje mu się zjednoczenie Danii i Norwegii, podobnie jak technologia bezprzewodowa Bluetooth jest uznawana za połączenie dwóch różnych urządzeń.

Technologia Bluetooth powstała w wyniku zadania podjętego przez firmę Ericsson Mobile Communications w 1994 r., Aby znaleźć alternatywę dla stosowania kabli do komunikacji między telefonami komórkowymi a innymi urządzeniami. W 1998 roku firmy Ericsson, IBM, Nokia i Toshiba utworzyły grupę Bluetooth Special Interest Group (SIG), która opublikowała 1śwwersja w 1999 roku.



Pierwsza wersja była w standardzie 1.2 z szybkością przesyłania danych 1 Mb / s. Druga wersja to 2.0 + EDR z szybkością transmisji danych 3 Mb / s. Trzeci był 3.0 + HS z prędkością 24 Mbps. Najnowsza wersja to 4.0.


Jak działa Bluetooth:

Sieć Bluetooth składa się z osobistej sieci komputerowej lub sieci piconet, która zawiera od 2 do maksymalnie 8 urządzeń równorzędnych Bluetooth - zwykle jeden nadrzędny i do 7 podrzędnych. Master to urządzenie, które inicjuje komunikację z innymi urządzeniami. Urządzenie nadrzędne zarządza łączem komunikacyjnym i ruchem między nim a powiązanymi z nim urządzeniami podrzędnymi. Urządzenie podrzędne to urządzenie, które reaguje na urządzenie główne. Urządzenia podrzędne muszą synchronizować swoje taktowanie nadawania / odbioru z zegarem nadrzędnym. Ponadto transmisja z urządzeń podrzędnych jest zarządzana przez urządzenie nadrzędne (tj. Urządzenie nadrzędne określa, kiedy urządzenie podrzędne może nadawać). W szczególności, slave może rozpocząć swoje transmisje tylko w szczelinie czasowej bezpośrednio po szczelinie czasowej, w której został zaadresowany przez mastera, lub w szczelinie czasowej wyraźnie zarezerwowanej do użytku przez urządzenie slave.

Bluetooth

Sekwencja przeskoku częstotliwości jest określona przez adres urządzenia Bluetooth (BD_ADDR) urządzenia nadrzędnego. Urządzenie nadrzędne najpierw wysyła sygnał radiowy z prośbą o odpowiedź od poszczególnych urządzeń podrzędnych w zakresie adresów. Urządzenia podrzędne odpowiadają i synchronizują częstotliwość przeskoku, a także zegar z częstotliwością urządzenia nadrzędnego.

Scatternety są tworzone, gdy urządzenie staje się aktywnym członkiem więcej niż jednego piconetu. Zasadniczo sąsiednie urządzenie dzieli swoje przedziały czasowe między różnymi pikosieciami.

Specyfikacje Bluetooth:
  • Podstawowe specyfikacje : Definiuje stos protokołów Bluetooth oraz wymagania dotyczące testowania i kwali fi kacji produktów opartych na technologii Bluetooth.
  • Specyfikacje profili : Definiuje modele użytkowania, które zawierają szczegółowe informacje o tym, jak używać protokołu Bluetooth w różnych typach aplikacji.
Podstawowa specyfikacja składa się z 5 warstw:
  • Radio : Radio określa wymagania dotyczące transmisji radiowej - w tym częstotliwość, modulację i charakterystykę mocy - dla urządzenia nadawczo-odbiorczego Bluetooth.
  • Warstwa pasma podstawowego : Definiuje kanały fizyczne i logiczne oraz typy łączy (głos lub dane), określa różne formaty pakietów, taktowanie transmisji i odbioru, sterowanie kanałem oraz mechanizm przeskakiwania częstotliwości (wybór przeskoku) i adresowanie urządzeń. Określa punkt do punktu lub punkt do łącza wielopunktowe. Długość pakietu może wynosić od 68 bitów (skrócony kod dostępu) do maksymalnie 3071 bitów.
  • Protokół LMP-Link Manager (LMP): definiuje procedury tworzenia łączy i bieżącego zarządzania łączami.
  • Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP): odpowiada za dostosowanie protokołów wyższej warstwy do warstwy pasma podstawowego.
  • Protokół wykrywania usług (SDP): - umożliwia urządzeniu Bluetooth wysyłanie zapytań do innych urządzeń Bluetooth w celu uzyskania informacji o urządzeniu, świadczonych usługach i właściwościach tych usług.

1śwtrzy warstwy tworzą moduł Bluetooth, podczas gdy dwie ostatnie warstwy tworzą hosta. Interfejs między tymi dwiema grupami logicznymi nazywany jest interfejsem kontrolera hosta.

Zalety technologii Bluetooth:
  • Eliminuje problem zakłóceń radiowych dzięki zastosowaniu techniki zwanej Speed ​​Frequency Hopping. Technika ta wykorzystuje 79 kanałów o określonym paśmie częstotliwości, przy czym każde urządzenie uzyskuje dostęp do kanału tylko przez 625 mikrosekund, tj. Urządzenie musi przełączać się między wysyłaniem i odbieraniem danych z jednej szczeliny czasowej do drugiej. Oznacza to, że nadajniki zmieniają częstotliwości 1600 razy na sekundę, co oznacza, że ​​więcej urządzeń może w pełni wykorzystać ograniczony fragment widma radiowego. Gwarantuje to, że zakłócenia nie wystąpią, ponieważ każdy nadajnik będzie działał na różnych częstotliwościach.
  • Zużycie energii przez chip (składający się z transceivera) jest niski i wynosi około 0,3 mW, co umożliwia najmniejsze wykorzystanie żywotności baterii.
  • Gwarantuje bezpieczeństwo na poziomie bitowym. Uwierzytelnianie jest kontrolowane za pomocą klucza 128-bitowego.
  • Możliwe jest użycie Bluetooth zarówno do przesyłania danych, jak i komunikacji werbalnej, ponieważ Bluetooth może obsługiwać kanały danych do 3 podobnych kanałów głosowych.
  • Przezwycięża ograniczenia pola widzenia i komunikacji jeden do jednego, podobnie jak w przypadku innych trybów komunikacji bezprzewodowej, takich jak podczerwień.
Aplikacje Bluetooth:

Bezprzewodowy komputer stacjonarny : Wszystkie (lub większość) urządzeń peryferyjnych (np. Mysz, klawiatura, drukarka, głośniki itp.) Są podłączone do komputera bezprzewodowo.

Aplikacja Bluetooth

Źródło obrazu - cyberindian

Najlepszy zestaw słuchawkowy : Można go użyć, aby umożliwić używanie jednego zestawu słuchawkowego z niezliczonymi urządzeniami, w tym telefonami, komputerami przenośnymi, odtwarzaczami stereo itp.

Aplikacja Bluetooth

Źródło obrazu - adcombhs

Automatyczna synchronizacja : Ten model użytkowania wykorzystuje paradygmat ukrytego przetwarzania, który koncentruje się na aplikacjach, w których urządzenia automatycznie wykonują określone zadania w imieniu użytkownika bez interwencji lub świadomości użytkownika.

Przesyłanie multimediów : - Wymiana danych multimedialnych, takich jak piosenki, filmy, zdjęcia, może być przenoszona między urządzeniami za pomocą Bluetooth.

Specyfikacja Bluetooth

Źródło obrazu - techbuy