Что такое Bluetooth и как он работает

Что такое Bluetooth

Bluetooth — это стандарт беспроводной связи. Беспроводная — то есть с использованием электромагнитного излучения (например, радио или Wi-Fi). Стандартный — то есть все устройства, поддерживающие Bluetooth, следуют определенному порядку работы: передают на определенной частоте, определенным образом шифруют сигналы и так далее

Bluetooth используется в бытовой технике, умной электронике, умных домах и тому подобных вещах. Иногда используется в производственной и корпоративной среде, но чаще для этих целей используются другие стандарты.

Принцип действия

Спецификация Bluetooth 1.0 была официально представлена ​​в 1999 году, что привело к выпуску первых устройств с этой технологией. Выпущены телефоны Ericsson R520m и T36m с улучшенными функциями беспроводной связи. Вот тогда и появились «эти странные люди», которые разговаривают сами с собой. Сначала было непривычно видеть человека с беспроводной гарнитурой.

Немного углубившись в принцип работы, рассмотрим особенности технологии. Bluetooth использует радиоволны. Он работает на частотах от 2402 до 2480 МГц или от 2400 до 2483,5 МГц, которые входят в глобальный промышленный, научный и медицинский диапазон ISM. Технология разделяет передаваемые данные на пакеты и передает каждый пакет по одному из 79 назначенных каналов.

В течение следующих двадцати лет Bluetooth совершенствовался. Наиболее важными выпусками были версия 2.0 с Enhanced Data Rate (EDR). Версия 4.0 2014 года включала классические протоколы, высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением. В 2019 году анонсировали релиз 5.1, который будет определять направление сигнала.

Bluetooth 5

Устройства с Блютус

Устройства, подключенные через Bluetooth, не обязательно должны находиться в зоне прямой видимости. Однако слишком большие препятствия ухудшат или прервут сигнал. Официально радиостанции класса 3 имеют радиус действия до 1 метра, класса 2, чаще всего встречающегося в мобильных устройствах, — 10 метров, а класса 1, в основном для промышленных целей, — 100 метров.

Современные соединения Bluetooth могут соединять автомобили с телефонами и принтеры с компьютерами. Система открывает возможности, недоступные при проводном подключении. Технологии могут позволить человеку контролировать все на расстоянии, от прослушивания музыки до приготовления кофе.

Умные часы и даже кроссовки синхронизируются со смартфоном по Bluetooth. Например, в конце 2018 года Puma перезапустила свои кроссовки RS-Computer 80-х годов с Bluetooth 4.0.

Как подключаться через Bluetooth

Для подключения по Bluetooth необходимо активировать функцию на всех задействованных устройствах. Вы можете подключить два гаджета по схеме «точка-точка» или несколько по схеме «точка-многоточка». В любом случае одно устройство будет ведущим, а остальные (до 7 штук) — слейвами.

Например, к смартфону можно одновременно подключить часы и наушники. Подключение разделено на два этапа: подключение устройства, которое необходимо найти другим устройствам, и подключение самих устройств.

Подключитесь к устройству, которое «увидят» другие устройства: для этого нужно активировать Bluetooth. Каждый гаджет активирует функцию по-своему. Например, в гарнитуре, колонках или наушниках иногда нужно просто зажать определенную кнопку. На ноутбуках и ПК нужно зайти в настройки беспроводной сети и найти пункт «Bluetooth».

После включения они запрашивают «разрешение на обнаружение». Это означает, что после активации функции техник появится в списке всех находящихся поблизости устройств. В любом случае в инструкции всегда указано, как включить Bluetooth.

Подключите устройство, которое будет «видеть» активированный гаджет. В большинстве случаев это смартфон: нужно зайти в настройки и включить «Блютуз». Затем нажмите на раздел «Поиск». Все устройства, выполнившие указанный выше шаг, появятся в списке.

Выберите правильный. Иногда система запрашивает пароль, он либо указан в инструкции к гаджету, либо по умолчанию «0000». После выполнения всех условий оборудование готово к работе.

Как подключиться к Bluetooth на компьютере

Что делать, если не подключается Блютуз

Если функция беспроводной связи не работает после подключения техники, не нужно сразу сдавать гаджет в ремонт. Первым шагом является проверка настроек.

Если Bluetooth включен, но не видит устройство: Важно убедиться, что первое устройство «видимо». Как описано выше, некоторые инструменты запрашивают «разрешение на обнаружение». К ним относятся смартфоны, компьютеры и ноутбуки. Также возможно, что есть ограничение на видимость — таймер.

Если он присутствует, отключите его в разделе «Время видимости устройства» или в пункте с похожим названием. Также стоит обратить внимание на то, подключена ли функция к другому устройству. Вы можете перезагрузить или переподключить гаджеты. Обращайте внимание на расстояние юнитов друг от друга и препятствий.

В случае, когда устройство видит гаджет, но не передает данные, проблема может заключаться в программном обеспечении. Обновите свои устройства до последней версии программного обеспечения.

Если все советы не помогли, это может быть связано с механическим повреждением модуля при падении или другими неисправностями. Их устранит мастер в сервисном центре. Для тех, кто хочет решить проблему самостоятельно, в интернете есть видеоуроки и инструкции.

Несмотря на использование Wi-Fi, Bluetooth по-прежнему остается очень популярной функцией, особенно для портативных устройств. Технологии в определенной степени дополняют друг друга. Bluetooth хорошо работает в простых приложениях, где два устройства должны быть сопряжены с минимальной конфигурацией, такой как нажатие кнопки, например, в гарнитурах и динамиках.

В свою очередь, Wi-Fi лучше подходит для приложений, требующих высоких скоростей, особенно для доступа к сети.

Определение

Bluetooth переводится как «Синий зуб», у автора этого устройства возникла очень странная ассоциация. Этот стандарт позволяет передавать данные на короткие расстояния с помощью радиоволн. При этом оба устройства должны иметь специальный модуль, выполняющий функции и передатчика, и передатчика.

Вот мы и подошли к вопросу, зачем нужен Bluetooth. В самом начале он использовался для передачи данных. Например, можно было переносить фотографии с одного телефона на другой. Теперь возможности расширились, и все беспроводные наушники работают по этой технологии.

Сам принцип достаточно прост, на телефоне и наушниках включается Bluetooth, а потом происходит сопряжение, когда два устройства подключены друг к другу. После этого пользователь включает музыку и слушает ее в наушниках.

Но также «Синий зуб» часто используется для загрузки видео, фотографий, изображений с телефона или другого устройства на компьютер или ноутбук. Кстати, в большинстве портативных моделей есть Bluetooth и он тоже используется.

Мы тут заговорили о радиоволнах, но что-то отвлеклось. Эта же технология работает на частоте 2,4 ГГц. Как ни странно, мобильная связь, Wi-Fi, микроволновые печи и многое другое до сих пор работает на той же частоте.

Blue Tooth увидел свой первый свет в 1998 году, когда была выпущена первая версия 1.0. После этого, спустя определенное время, выходили все новые и новые версии: 2.0, 3.0, 4.0 и т д. Основная особенность улучшения версии — увеличение скорости передачи данных, снижение помех и электричества.

В чем отличие от wi-fi

Сходство между bluetooth и Wi-Fi заключается в том, что они оба работают по принципу передачи данных по радиоканалам. Даже диапазоны у них схожи, Wi-Fi работает в диапазоне 2412 МГц-2472 МГц и 5160-5825 МГц. Первая область идентична области, где работает bluetooth.

На этом сходство заканчивается. Устройства Wi-Fi имеют большую пропускную способность и мощность, что помогает передавать данные на большие расстояния. В отличие от Wi-Fi, bluetooth может передавать данные не только в асинхронном режиме, но и в синхронном режиме (SCO — Synchronous Connection Oriented), благодаря чему обеспечивает передачу голоса в реальном времени на скорости до 64 Кбит/с.

 В каких устройствах он есть и как его найти

Bluetooth встречается в гаджетах, которым требуется беспроводная передача информации на короткие расстояния:

• смартфоны;
• портативные компьютеры;
• таблетки;
• принтеры;
• цифровые камеры;
• беспроводные мыши;
• клавиатуры и джойстики;
• наушники, гарнитуры и акустические системы.

Список постоянно обновляется, так что не удивляйтесь, если он окажется неполным.

Bluetooth устанавливается в устройствах, которые можно назвать портативными. В смартфонах точно будет. Это распространено в ноутбуках, но не во всех. Примерно треть ноутбуков может не иметь блютуза, чтобы не повышать цену. На компьютерах он не входит в стандартную сборку, но желающие всегда могут купить плату или внешний адаптер.

На всех небольших устройствах с пометкой «беспроводная связь» он установлен по умолчанию и обычно включается сразу после включения устройства, чтобы его было легче найти и подключить.

Версии bluetooth

С момента использования этой технологии передачи данных было разработано несколько стандартов:

• Bluetooth 1.0. Первые версии больше не встречаются в новых устройствах. Первая версия была выпущена в 1998 году и стала основой для дальнейшего развития технологии. Как и все первые попытки, он имел проблемы и часто отключался при передаче файлов.
• Bluetooth 2.0+EDR. Появился в конце 2004 года. Скорость передачи возросла до 3 Мбит/с, снизилось энергопотребление и повысилась стабильность соединения. Версия 2.1, выпущенная в 2008 году, снизила энергопотребление в пять раз.
• Bluetooth 3.0+HS. Появился в 2009 году. Остался хозяйственный канал связи со скоростью 3 Мбит/с, и добавился новый, более быстрый 21 Мбит/с. Выбор канала осуществлялся в зависимости от размера передаваемой информации.
• Bluetooth 4.0 выпущен в 2010 году. Осталась поддержка всех старых форматов передачи, был добавлен крайне экономичный формат, позволяющий обмениваться информацией с небольшими датчиками. Разработка версии продолжалась до 2014 года
• Bluetooth 5.0 Текущая версия выпущена в 2016 году. В ней увеличена скорость передачи, а также дальность связи увеличилась в 4 раза. Последняя спецификация опубликована 6 января 2020 года, добавлены три функции.

Первый позволял более точно определять местонахождение устройств, второй отвечал за безопасность обмена информацией. Третий отвечает за регулировку уровня сигнала и передачу информации на несколько устройств одновременно.

Преимущества

Во-первых, это беспроводная сеть, исключающая провода. В отличие от ИК-связи, прямой видимости не требуется. Эта форма связи уменьшила помехи, создаваемые проводами.

Во-вторых, портативные устройства Bluetooth доступны по цене. Особых затрат при использовании этой технологии нет.

В-третьих, совместимость. Bluetooth является стандартизированной спецификацией. Поэтому устройства с поддержкой хорошо совместимы друг с другом. Они хорошо понимают друг друга, поэтому вмешательство человека не требуется. Оказавшись в пределах досягаемости, они обнаруживают друг друга и начинают взаимодействовать самостоятельно. Процесс установления соединения происходит автоматически.

В-четвертых, эффективность. Bluetooth использует маломощные сигналы, которые требуют небольшой мощности. Из-за скачкообразной перестройки частоты помехи для беспроводных устройств не являются проблемой.

В-пятых, с Bluetooth-гарнитурой человек может легко общаться. Вы можете пользоваться мобильным телефоном без помощи рук. Это означает, что вы можете спокойно разговаривать по телефону и одновременно заниматься другими делами. Благодаря технологии Bluetooth вам не нужно находиться рядом с используемым устройством.

Читайте также: Как исправить ошибку «Беспроводная сеть

Радиус действия и скорость передачи

Дальность действия определяется многими факторами, в том числе версией технологии, а также мощностью самого передатчика. Минимальный радиус 10 метров. Практически все устройства обеспечивают такое покрытие, скорость передачи будет высокой, а связь стабильной.

Однако последние спецификации практически не ограничивают дальность передачи. На открытой местности вполне возможна передача на 100 и более метров, при этом скорость снижается в зависимости от расстояния.

В версии 5 заявленная дальность 1500 метров, но на малой скорости. Специализированные гаджеты покрывают такой радиус, но для «домашних» устройств 100 метров на открытой местности — предел.

Как включить и как передавать данные

Вы можете использовать bluetooth на любом устройстве, имеющем встроенный модуль передачи данных, основанный на этой технологии. К компьютерам также подключаются дополнительные модули, с помощью которых будет происходить обмен данными.

На небольших устройствах Bluetooth включен по умолчанию, поэтому вы можете подключиться к ним сразу после включения. Если устройство не определилось телефоном, стоит проверить заряд батареи. Вы также можете включать и выключать устройство или класть его в чехол и вынимать. В сложных устройствах можно отключить передачу информации для экономии заряда батареи.

Android

В телефон встроен модуль передачи данных, поэтому никаких дополнительных устройств не требуется. Сначала включите Bluetooth на телефоне. Как на лицо, от которого данные должны быть переданы, так и на лицо, которое должно их получить. Сделать это можно в меню, которое появляется, если провести пальцем вниз от самого верха экрана. Щелкните значок Bluetooth в появившемся окне.

Вы также можете сделать это, перейдя в раздел «Настройки», а затем в «Подключения» → «Bluetooth». Для начала нажмите на значок в самом выпадающем меню, а для перехода к тонким настройкам нажмите и удерживайте значок Bluetooth.

Такого же результата можно добиться, зайдя в настройки, затем кликнув по разделу Bluetooth и нажав на рычажок вверху, перевести его в положение «Вкл.». В этом же окне находится список обнаруженных устройств, выберите в нем нужный гаджет и нажмите на него, соединение установится и можно им пользоваться.

Если вам нужно передать файл, найдите его на своем устройстве, нажмите на него и выберите «Поделиться» или «Отправить» (это может быть просто значок в виде трех точек, соединенных двумя линиями, подробнее см изображение) . В следующем окне или раскрывающемся списке выберите Bluetooth, а затем устройство, на которое вы хотите передать данные.

На другом телефоне также необходимо активировать передачу данных. А также делает смартфон видимым для других устройств. На последних моделях все, что вам нужно сделать, это зайти в настройки Bluetooth и включить его, на более старых моделях в том же меню нужно поставить галочку, чтобы включить видимость. Если файл передается на телефон, появится сообщение с просьбой принять его.

Компьютер или ноутбук

В Windows 10, чтобы попасть в нужные настройки, нажмите Пуск > Настройки > Устройства > Bluetooth и другие устройства (на рисунке под цифрой 1) и включите здесь Bluetooth. После того, как устройство включено и настроено, можно подключать гаджеты. В этом же меню нажмите «Добавить Bluetooth или другое устройство» > Bluetooth (на рисунке под цифрой 2), здесь вы выбираете устройство, которое хотите подключить

Хоть Bluetooth и встроен в ноутбуки, есть и модели, где он отсутствует. Bluetooth редко устанавливается на компьютеры для передачи информации, чаще используются внешние модули. Для их корректной работы необходимо установить несколько программ. В любом случае перед добавлением устройства убедитесь, что блютуз работает и драйвера для него установлены.

iPhone

Bluetooth на iPhone включается так же, как и на других смартфонах. Перейдите в «Настройки» > «Bluetooth» и включите Bluetooth с помощью переключателя в верхней части экрана. После этого нужно немного подождать, пока iPhone не найдет устройство для подключения.

Они появляются в этом же окне в списках «Мои устройства» и «Другие устройства». Для подключения нажмите на название и дождитесь установления соединения.

Вы не можете передавать файлы через bluetooth на iPhone. Стандартный функционал этого не предусматривает. Для передачи файла в магазине есть специальное приложение, стоимость 5$. Для переноса они должны быть установлены на обоих устройствах. Это упрощает передачу файлов через облачное хранилище.

Bluetooth занял нишу беспроводной связи на короткие расстояния. Он позволяет соединять множество устройств вместе, получать данные с датчиков и передавать их на другие устройства.

На коротких дистанциях скорость конкурирует с сигналом Wi-Fi, а вот на дальних скорость передачи быстро падает. Можно с уверенностью сказать, что пока у этой технологии нет конкурентов, поэтому устройств, использующих ее, будет больше.

Зачем нужен стандарт Bluetooth

С самого начала Bluetooth задумывался как стандарт радиосвязи между личными устройствами, расположенными рядом друг с другом. Рядом — потому что используются маломощные передатчики: они не должны слишком быстро разряжать аккумулятор смартфона.

Какая бывает мощность передатчика

Bluetooth имеет три типа класса мощности передатчика:

1. Первый класс самый мощный, 100 милливатт. Этого достаточно для стабильной связи на расстоянии 100-200 метров, но такие передатчики большая редкость.
2. Второй класс работает с выходной мощностью 2,5 мВт и надежно сохраняет соединение на расстоянии 10-20 метров.
3. Третий класс самый слабый по мощности, всего 1 милливатт, он позволяет устройствам передавать данные без потерь только на расстояние 5-7 метров.

Раньше был еще и четвертый класс мощности, но там дальность передачи была настолько мала, что от нее быстро отказались.

Чаще всего в телефоны и ноутбуки устанавливают модули второго и третьего класса для снижения расхода заряда аккумулятора. И чем меньше класс, тем меньше нужна антенна для приема и передачи сигнала.

Bluetooth-адаптер премиум-класса большой и мощный. Фото — Ситилинк
Производитель говорит, что здесь тоже первый класс мощности, но из-за небольшого размера антенны дальность связи будет не более 15 метров. Фото — Ситилинк

Скорость и дальность

Эти два параметра взаимосвязаны: чем больше дальность, тем меньше скорость и наоборот. Чтобы лучше понять, как это работает, нам нужна аналогия с сильным мужчиной и ядром.

Представьте, что у нас есть стронгмен (блютуз-передатчик) и ядро ​​(данные). Если стронгмен возьмет большие ядра и бросит их, далеко они не улетят, но масса брошенных ядер будет максимальной. И если он возьмет маленькие и легкие ядра, то сможет подбросить их дальше, но чтобы подбросить ту же массу, что и в первом случае, придется долго подбрасывать ядра.

С bluetooth то же самое: мы можем либо быстро передавать данные на короткие расстояния, либо медленно на большие расстояния.

Версии и модификации

Самая первая версия в 1998 году могла подключать устройства и передавать данные только со скоростью около 200 килобайт в секунду. Защиты как таковой не было, поддержки нескольких одновременных подключений тоже.

Далее в версиях добавились различные протоколы защиты, шифрование, коррекция сигнала и поддержка более высоких скоростей.

Последняя версия на момент публикации этой статьи — 5.3. Он обеспечивает устойчивость к помехам и более гибкую работу с ключами шифрования. Стандартная скорость передачи данных составляет до 40 мегабит в секунду.

Параллельно с основным Bluetooth производятся модификации. Одним из самых полезных является Bluetooth LE, что означает Low Energy. Это протокол с низким энергопотреблением, который позволяет передатчикам годами работать от одной батареи и передавать что-то на другие устройства. Примеры устройств с Bluetooth LE включают мониторы сердечного ритма и гибридные смарт-часы.

Как работает беспроводная зарядка
Гибридные часы Skagen: выглядят как обычные часы со стрелками, но внутри у них есть передатчик Bluetooth Low Energy, который отправляет данные о пульсе и шагах на смартфон, получает уведомления и т д. Заряжается раз в неделю

Чем блютус отличается от вайфая

С точки зрения физики, оба являются электромагнитным излучением. Разница заключается в протоколах и методах лечения этим излучением.

И Bluetooth, и Wi-Fi работают на одной частоте — 2,4 ГГц — и используют схожие алгоритмы связи. Поэтому блютуз или вайфай могут работать нестабильно или выпадать, если использовать оба протокола одновременно — они мешают друг другу и забивают один и тот же канал. Решение здесь простое — использовать более современную версию Wi-Fi, которая работает на частоте 5 ГГц и ничему не мешает.

А еще блютуз может узнать, есть ли у соседнего устройства Wi-Fi, и если да, то может попросить его подключиться к его устройству через более быстрый Wi-Fi.

Безопасность связи в Bluetooth

Хотя Bluetooth считается безопасным протоколом, у него есть одно слабое место — если злоумышленник подслушивает весь трафик при поиске и сопряжении устройств, он сможет вычислить защитный код. И как только вы это узнаете, вы сможете подключиться к любому устройству.

Если вам нужно полностью безопасное соединение Bluetooth, убедитесь, что в радиусе 20 метров нет других электронных устройств. Например, пойти в лес.

Bluetooth и интернет вещей

Благодаря поддержке стандарта Low Energy (LE) Bluetooth стал отличным протоколом для Интернета вещей. Его преимущество перед другими заключается в том, что:

• bluetooth — стандартный протокол передачи данных, который можно подключить практически к любому устройству с bluetooth;
• низкое энергопотребление означает, что передатчик работает несколько лет подряд и регулярно отправляет небольшие пакеты данных.

В последнее время маячки для поиска объектов работают по Bluetooth LE. Благодаря низкому энергопотреблению эти маяки не нужно заряжать каждый день

Опасен ли Bluetooth для здоровья?

В целом блютуз безопасен. Это неионизирующее излучение, оно имеет очень низкую скорость поглощения человеческим организмом и настолько низкий эффект, что исследователи не могут найти связь между блютузом и какими-либо заболеваниями.

Но, как всегда в медицине, опасность не в самом излучении, а в его дозе. Вполне возможно, что если вы 30 лет будете сидеть в комнате, облепленной тысячей Bluetooth-передатчиков премиум-класса, может случиться что-то плохое.