Μια ενδιαφέρουσα λέξη που ονομάζεται Bluetooth είναι ένα πρωτόκολλο για την ανταλλαγή πληροφοριών σε μικρές αποστάσεις. Η περιοχή κάλυψής του είναι αρκετά μέτρια σε σύγκριση με το Wi-Fi (μέγιστο 100 μέτρα, και στη συνέχεια, στην καλύτερη περίπτωση, αν έχετε την πιο πρόσφατη έκδοση), και η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι χαμηλή. Αλλά αυτά τα μειονεκτήματα αντισταθμίζονται από τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και την υψηλή ταχύτητα σύνδεσης (το λεγόμενο pairing) των τηλεφώνων.

Το Bluetooth είναι μια πολύ παλιά τεχνολογία στην αγορά πληροφορικής. πρώτα έκδοση (1.0)γεννήθηκε το 1998. Προς το παρόν, θεωρείται απαρχαιωμένο και δεν χρησιμοποιείται σε καμία συσκευή που διατίθεται στο εμπόριο.

Εκδόσεις Bluetooth

Η επόμενη έκδοση του πρωτοκόλλου είναι 1.2 - θεωρείται πλέον επίσης απαρχαιωμένο, αλλά εξυπηρετεί πιστά τους χρήστες τηλεφώνων για πολύ περισσότερο. Μπορεί ακόμα να βρεθεί σε μερικές φτηνές κινεζικές κινητές συσκευές. Η μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων του Bluetooth 1.2 είναι 721 Kbps. Τα τηλέφωνα συνδέονται πολύ πιο γρήγορα και μπορείτε να είστε συνδεδεμένοι ανώνυμα. Αυτή η έκδοση του πρωτοκόλλου σάς επιτρέπει να μεταφέρετε όχι μόνο μουσική και εικόνες, αλλά και άλλους τύπους αρχείων, καθώς και δεδομένα υπηρεσίας.

Η έλευση της τεχνολογίας EDR, ή του Ενισχυμένου Ρυθμού Δεδομένων, ήταν το επόμενο βήμα στην ανάπτυξη του Bluetooth, και μάλιστα αρκετά μεγάλο. Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων θεωρητικά αυξήθηκε στα 3 Mbit/s, αν και στην πράξη συνήθως δεν ανέβαινε πάνω από 2 Mbit/s. Αυτή η τεχνολογία υποστηρίζεται από δύο εκδόσεις Bluetooth - 2.0, που κυκλοφόρησε το 2004 και 2.1, που κυκλοφόρησε το 2007. Είναι σχεδόν εντελώς πανομοιότυπα, διαφέρουν μόνο στις τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας.

ΜΕ Bluetooth 2.1Σχεδόν όλα τα εμπορικά διαθέσιμα κινητά τηλέφωνα, πλοηγοί, ακουστικά και άλλες συσκευές είναι συμβατά. Η κατανάλωση ενέργειας έχει μειωθεί σχεδόν 10 φορές σε σύγκριση με τις προηγούμενες εκδόσεις του πρωτοκόλλου, καθιστώντας δυνατή τη μαζική παραγωγή συμπαγών ακουστικών.

Bluetooth έκδοση 3.0εμφανίστηκε το 2009 και με την εμφάνισή του κατέστη δυνατή η μετάδοση πληροφοριών με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα από πριν (τεχνολογία HS ή High Speed). Οι συσκευές που είναι συμβατές με Bluetooth 3.0 + HS είναι εξοπλισμένες με 2.1 + EDR (έως 3 Mbit/s), καθώς και μια δεύτερη μονάδα που λειτουργεί παρόμοια με το Wi-Fi και παρέχει ταχύτητες έως και 24 Mbit/s. Παρά την παρόμοια αρχή λειτουργίας, δεν υπάρχει συμβατότητα απευθείας με το Wi-Fi.

Η τεχνολογία HS, παρά τα πλεονεκτήματά της, είχε ένα σοβαρό μειονέκτημα - την υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Ωστόσο, ήδη το 2010, όταν εμφανίστηκε Bluetooth 4.0, έχει διορθωθεί. Αυτή η έκδοση του τσιπ υπάρχει σε όλα τα κορυφαία smartphone και tablet, καθώς και στα περισσότερα ultrabook. Τα δεδομένα μπορούν να μεταφερθούν σε απόσταση έως και 100 μέτρων με ταχύτητες έως και 30 Mbit/sec.

Αξίζει, ωστόσο, να σημειωθεί ότι δεν είναι υποχρεωτικές όλες οι λειτουργίες αυτού του προτύπου Bluetooth. Έτσι, η δυνατότητα μακροχρόνιας λειτουργίας της μπαταρίας (λειτουργία Bluetooth χαμηλής ενέργειας) υποστηρίζεται μόνο από τις πιο πρόσφατες συσκευές.

Οι περισσότερες περιφερειακές συσκευές όπως ακουστικά, πλοηγοί κ.λπ. υποστηρίζουν Bluetooth 2.1 + EDR, οπότε αν η συσκευή σας υποστηρίζει την ίδια έκδοση, όλα θα πάνε καλά. Αν και ορισμένες συσκευές ενδέχεται να υποστηρίζουν άλλες εκδόσεις πρωτοκόλλου. Έτσι, το ρολόι ανάπτυξης Texas Instruments MetaWatch, το οποίο εμφανίζει διάφορες πληροφορίες για το smartphone στην οθόνη, υποστηρίζει Bluetooth 4.0. Για να λειτουργήσουν όλα, η συσκευή σας πρέπει να υποστηρίζει την ίδια έκδοση.

Εάν η μεταφορά πληροφοριών υψηλής ταχύτητας είναι σημαντική για εσάς, τότε χρειάζεστε Bluetooth έκδοση 3.0 ή 4.0 και στις δύο συσκευές. Παρόλο που μπορούν να επιτευχθούν υψηλές ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων χρησιμοποιώντας την τεχνολογία NFC (η λειτουργία S Beam στα νέα smartphone της Samsung). Και σε πολλές περιπτώσεις είναι πιο σκόπιμο να χρησιμοποιήσετε το Wi-Fi Direct, επειδή αυτή η λειτουργία υποστηρίζεται από πολλές συσκευές που βασίζονται στο λειτουργικό σύστημα Android 4.0 και η ταχύτητα μετάδοσης είναι πολύ υψηλότερη σε σύγκριση με το Bluetooth.

Προφίλ Bluetooth

Τακτοποιήσαμε τις εκδόσεις Bluetooth. Το καθένα έχει τα δικά του χαρακτηριστικά - δεν μπορείτε να τα μπερδέψετε. Επίσης, μην συγχέετε τις εκδόσεις Bluetooth με τα προφίλ. Ένα προφίλ είναι μια συγκεκριμένη δραστηριότητα που είναι δυνατή σε διαφορετικές εκδόσεις του πρωτοκόλλου.

Προφίλ A2DPπαρέχει τη δυνατότητα μεταφοράς αρχείων και στερεοφωνικού ήχου, η οποία είναι διαθέσιμη σε έκδοση Bluetooth 1.2 και νεότερη. Ωστόσο, κάθε συγκεκριμένη συσκευή μπορεί να έχει το δικό της σύνολο προφίλ, επομένως ορισμένες ενέργειες, ακόμη και με την πιο πρόσφατη έκδοση του Bluetooth, ενδέχεται να μην είναι διαθέσιμες. Έτσι, τα smartphone που βασίζονται σε λειτουργικό σύστημα Windows δεν υποστηρίζουν επικοινωνία μέσω Bluetooth και ο χρήστης θα πρέπει να καταφύγει σε κάποια κόλπα αν θέλει να χρησιμοποιήσει αυτή τη δυνατότητα πρωτοκόλλου.

Γειά σου.

Στις 3 Δεκεμβρίου 2014, η Bluetooth SIG ανακοίνωσε επίσημα την έκδοση 4.2 προδιαγραφών bluetooth.
Το δελτίο τύπου προσδιορίζει 3 κύριες καινοτομίες:

• αύξηση της ταχύτητας λήψης και μετάδοσης δεδομένων·
• δυνατότητα σύνδεσης στο Διαδίκτυο·
• βελτίωση της ιδιωτικής ζωής και της ασφάλειας.

Το κύριο σημείο του δελτίου τύπου: έκδοση 4.2 - ιδανική για το Internet of Things (IoT).
Σε αυτό το άρθρο θέλω να σας πω πώς εφαρμόζονται αυτά τα 3 σημεία. Όποιος ενδιαφέρεται είναι ευπρόσδεκτος.

Όλα όσα περιγράφονται παρακάτω ισχύουν μόνο για το BLE, πάμε...

1. Αύξηση της ταχύτητας λήψης και μετάδοσης δεδομένων χρήστη.

Το κύριο μειονέκτημα του BLE ήταν η χαμηλή ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων. Αν και ανεξάρτητα από το πώς το δείτε, το BLE επινοήθηκε αρχικά για να εξοικονομήσει την ενέργεια της πηγής που τροφοδοτεί τη συσκευή. Και για να εξοικονομήσετε ενέργεια, πρέπει να έρθετε σε επαφή κατά διαστήματα και να μεταφέρετε λίγα δεδομένα. Ωστόσο, παρόλα αυτά, ολόκληρο το Διαδίκτυο είναι γεμάτο με αγανάκτηση για τη χαμηλή ταχύτητα και ερωτήσεις σχετικά με τη δυνατότητα αύξησης της, καθώς και την αύξηση του μεγέθους των μεταδιδόμενων δεδομένων.

Και με την εμφάνιση της έκδοσης 4.2, το Bluetooth SIG ανακοίνωσε αύξηση της ταχύτητας μετάδοσης κατά 2,5 φορές και το μέγεθος του μεταδιδόμενου πακέτου κατά 10 φορές. Πώς το πέτυχαν αυτό;

Επιτρέψτε μου να σας πω ότι αυτοί οι 2 αριθμοί σχετίζονται μεταξύ τους, δηλαδή: η ταχύτητα έχει αυξηθεί επειδή το μέγεθος του μεταδιδόμενου πακέτου έχει αυξηθεί.

Ας δούμε το PDU (μονάδα δεδομένων πρωτοκόλλου) του καναλιού δεδομένων:


Κάθε PDU περιέχει μια κεφαλίδα 16-bit. Έτσι, αυτή η κεφαλίδα στην έκδοση 4.2 είναι διαφορετική από την κεφαλίδα στην έκδοση 4.1.

Εδώ είναι η κεφαλίδα της έκδοσης 4.1:

Και εδώ είναι η κεφαλίδα της έκδοσης 4.2:

Σημείωση: RFU (Δέσμευση για μελλοντική χρήση) - το πεδίο που ορίζεται από αυτή τη συντομογραφία προορίζεται για μελλοντική χρήση και είναι γεμάτο με μηδενικά.

Όπως μπορούμε να δούμε, τα τελευταία 8 bit της κεφαλίδας είναι διαφορετικά. Το πεδίο Length είναι το άθροισμα των μηκών ωφέλιμου φορτίου και του πεδίου MIC (Message Integrity Check) που βρίσκονται στο PDU (εάν το τελευταίο είναι ενεργοποιημένο).
Εάν στην έκδοση 4.1 το πεδίο "Μήκος" έχει μέγεθος 5 bit, τότε στην έκδοση 4.2 αυτό το πεδίο έχει μέγεθος 8 bit.

Από εδώ είναι εύκολο να υπολογιστεί ότι το πεδίο "Μήκος" στην έκδοση 4.1 μπορεί να περιέχει τιμές στην περιοχή από 0 έως 31 και στην έκδοση 4.2 στην περιοχή από 0 έως 255. Αν αφαιρέσουμε το μήκος του πεδίου MIC (4 οκτάδες) από τις μέγιστες τιμές, παίρνουμε ότι το ωφέλιμο φορτίο μπορεί να είναι 27 και 251 οκτάδες για τις εκδόσεις 4.1 και 4.2, αντίστοιχα. Στην πραγματικότητα, ο μέγιστος όγκος δεδομένων είναι ακόμη μικρότερος, επειδή Το ωφέλιμο φορτίο περιέχει επίσης δεδομένα υπηρεσίας L2CAP (4 οκτάδες) και ATT (3 οκτάδες), αλλά δεν θα το εξετάσουμε αυτό.

Έτσι, το μέγεθος των μεταδιδόμενων δεδομένων χρήστη έχει αυξηθεί περίπου 10 φορές. Όσο για την ταχύτητα, η οποία, για κάποιο λόγο, αυξήθηκε όχι 10 φορές, αλλά μόνο 2,5 φορές, τότε δεν μπορούμε να μιλήσουμε για αναλογική αύξηση, γιατί όλα εξαρτώνται και από την εγγύηση παράδοσης δεδομένων, επειδή η εγγύηση παράδοσης 200 byte είναι λίγο πιο δύσκολο από 20.

2. Δυνατότητα σύνδεσης στο Internet.

Ίσως η πιο ενδιαφέρουσα καινοτομία είναι γιατί η Bluetooth SIG ανακοίνωσε ότι η έκδοση 4.2 κάνει το Internet of Things (IoT) καλύτερο χάρη σε αυτή τη δυνατότητα.

Πίσω στην έκδοση 4.1, το L2CAP πρόσθεσε τη λειτουργία "LE Credit Based Flow Mode Control". Αυτή η λειτουργία σάς επιτρέπει να ελέγχετε τη ροή δεδομένων χρησιμοποιώντας το λεγόμενο. πιστωτικό σύστημα. Η ιδιαιτερότητα του σχήματος είναι ότι δεν χρησιμοποιεί πακέτα σηματοδότησης για να υποδείξει την ποσότητα των δεδομένων που μεταφέρονται, αλλά ζητά από μια άλλη συσκευή πίστωση για μια συγκεκριμένη ποσότητα δεδομένων προς μεταφορά, επιταχύνοντας έτσι τη διαδικασία μεταφοράς. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε φορά που η πλευρά λήψης λαμβάνει ένα πλαίσιο, μειώνει τον μετρητή πλαισίου και όταν φτάσει στο τελευταίο πλαίσιο, μπορεί να διακόψει τη σύνδεση.

3 νέοι κωδικοί έχουν εμφανιστεί στη λίστα εντολών L2CAP:
- Αίτημα LE Credit Based Connection – αίτημα για σύνδεση σύμφωνα με το πιστωτικό σύστημα.
- Απόκριση LE Credit Based Connection – απόκριση σε σύνδεση που βασίζεται σε πρόγραμμα πίστωσης.
- Πίστωση ελέγχου ροής LE – μήνυμα σχετικά με τη δυνατότητα λήψης πρόσθετων πλαισίων LE.

Στο πακέτο «LE Credit Based Connection request»


υπάρχει ένα πεδίο "Αρχικές μονάδες" μήκους 2 οκτάδων, που υποδεικνύει τον αριθμό των καρέ LE που μπορεί να στείλει η συσκευή σε επίπεδο L2CAP.

Στο πακέτο απόκρισης "LE Credit Based Connection response"


Το ίδιο πεδίο υποδεικνύει τον αριθμό των καρέ LE που μπορεί να στείλει μια άλλη συσκευή και το πεδίο "Αποτέλεσμα" υποδεικνύει επίσης το αποτέλεσμα του αιτήματος σύνδεσης. Μια τιμή 0x0000 υποδηλώνει επιτυχία, άλλες τιμές υποδηλώνουν σφάλμα. Συγκεκριμένα, μια τιμή 0x0004 υποδεικνύει ότι η σύνδεση απορρίφθηκε λόγω έλλειψης πόρων.

Έτσι, ήδη στην έκδοση 4.1 κατέστη δυνατή η μεταφορά μεγάλου όγκου δεδομένων σε επίπεδο L2CAP.
Και τώρα, σχεδόν ταυτόχρονα με την κυκλοφορία της έκδοσης 4.2, δημοσιεύονται τα εξής:

• υπηρεσία: «Υπηρεσία υποστήριξης IP» (IPSS).
• Προφίλ IPSP (Internet Protocol Support Profile), το οποίο ορίζει υποστήριξη για τη μετάδοση πακέτων IPv6 μεταξύ συσκευών που διαθέτουν BLE.

Η κύρια απαίτηση του προφίλ για το επίπεδο L2CAP είναι "LE Credit Based Connection", η οποία εμφανίστηκε στην έκδοση 4.1, η οποία, με τη σειρά της, σας επιτρέπει να μεταδίδετε πακέτα με MTU >= 1280 οκτάδες (ελπίζω ότι η υπόδειξη στο σχήμα είναι σαφής).

Το προφίλ ορίζει τους ακόλουθους ρόλους:
- ρόλος δρομολογητή – χρησιμοποιείται για συσκευές που μπορούν να δρομολογούν πακέτα IPv6.
- ρόλος κόμβου (Κόμβος) – χρησιμοποιείται για συσκευές που μπορούν να λαμβάνουν ή να στέλνουν μόνο πακέτα IPv6. διαθέτουν λειτουργία εντοπισμού υπηρεσίας και υπηρεσία IPSS που επιτρέπει στους δρομολογητές να ανακαλύψουν αυτήν τη συσκευή.

Οι συσκευές με ρόλο δρομολογητή που πρέπει να συνδεθούν σε άλλο δρομολογητή μπορούν να έχουν τον ρόλο κεντρικού υπολογιστή.

Παραδόξως, η μετάδοση πακέτων IPv6 δεν αποτελεί μέρος των προδιαγραφών προφίλ και καθορίζεται στο IETF RFC «Μετάδοση πακέτων IPv6 μέσω Bluetooth χαμηλής ενέργειας». Αυτό το έγγραφο προσδιορίζει ένα άλλο ενδιαφέρον σημείο, δηλαδή ότι κατά τη μετάδοση πακέτων IPv6, χρησιμοποιείται το πρότυπο 6LoWPAN - αυτό είναι ένα πρότυπο για αλληλεπίδραση χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο IPv6 σε ασύρματα προσωπικά δίκτυα χαμηλής κατανάλωσης του προτύπου IEE 802.15.4.

Δείτε την εικόνα:


Το προφίλ καθορίζει ότι τα IPSS, GATT και ATT χρησιμοποιούνται μόνο για ανακάλυψη υπηρεσίας και το GAP χρησιμοποιείται μόνο για εντοπισμό συσκευής και δημιουργία σύνδεσης.

Αλλά αυτό που επισημαίνεται με κόκκινο σημαίνει απλώς ότι η μετάδοση πακέτων δεν περιλαμβάνεται στις προδιαγραφές του προφίλ. Αυτό επιτρέπει στον προγραμματιστή να γράψει τη δική του υλοποίηση μετάδοσης πακέτων.

3. Βελτιωμένη ιδιωτικότητα και ασφάλεια.

Μία από τις αρμοδιότητες του Security Manager (SM) είναι η σύζευξη δύο συσκευών. Η διαδικασία σύζευξης δημιουργεί κλειδιά που στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για την κρυπτογράφηση των επικοινωνιών. Η διαδικασία σύζευξης αποτελείται από 3 φάσεις:

• ανταλλαγή πληροφοριών σχετικά με τις μεθόδους σύζευξης·
• δημιουργία βραχυπρόθεσμων κλειδιών (Short Term Key (STK)).
• ανταλλαγή κλειδιών.

Στην έκδοση 4.2, η φάση 2 χωρίστηκε σε 2 μέρη:

• δημιουργία βραχυπρόθεσμων κλειδιών (Short Term Key (STK)) που ονομάζεται "LE legacy pairing"
• δημιουργία κλειδιών μακράς διάρκειας (Long Term Key (LTK)) που ονομάζονται "LE Secure Connections"

Και η 1η φάση προστέθηκε με μια ακόμη μέθοδο ζεύξης: «Αριθμητική σύγκριση» που λειτουργεί μόνο με τη δεύτερη επιλογή της 2ης φάσης: «LE Secure Connections».

Από αυτή την άποψη, εκτός από τις 3 υπάρχουσες λειτουργίες, έχουν εμφανιστεί 5 ακόμη λειτουργίες στην εργαλειοθήκη κρυπτογράφησης του διαχειριστή ασφαλείας και αυτές οι 5 χρησιμοποιούνται μόνο για την εξυπηρέτηση της νέας διαδικασίας σύζευξης «LE Secure Connections». Αυτές οι συναρτήσεις δημιουργούν:

• LTK και MacKey?
• επιβεβαιωτικές μεταβλητές·
• μεταβλητές ελέγχου ταυτότητας.
• 6-ψήφιοι αριθμοί που χρησιμοποιούνται για εμφάνιση σε συνδεδεμένες συσκευές.

Όλες οι λειτουργίες χρησιμοποιούν τον αλγόριθμο κρυπτογράφησης AES-CMAC με κλειδί 128 bit.

Έτσι, εάν κατά τη σύζευξη στη 2η φάση χρησιμοποιώντας τη μέθοδο "LE legacy pairing", δημιουργήθηκαν 2 κλειδιά:

• Προσωρινό κλειδί (TK): Προσωρινό κλειδί 128-bit που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία STK.
• Κλειδί βραχυπρόθεσμου (STK): Προσωρινό κλειδί 128-bit που χρησιμοποιείται για την κρυπτογράφηση της σύνδεσης

Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο "LE Secure Connections", δημιουργείται 1 κλειδί:

• Long Term Key (LTK): Κλειδί 128-bit που χρησιμοποιείται για την κρυπτογράφηση επόμενων συνδέσεων.

Ως αποτέλεσμα αυτής της καινοτομίας πήραμε:

• εμποδίζοντας την παρακολούθηση, γιατί Τώρα, χάρη στην «Αριθμητική Σύγκριση», είναι δυνατός ο έλεγχος της δυνατότητας σύνδεσης στη συσκευή σας.
• βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης, γιατί δεν απαιτεί πλέον πρόσθετη ενέργεια για την εκ νέου δημιουργία πλήκτρων σε κάθε σύνδεση.
• Βιομηχανική τυπική κρυπτογράφηση για τη διασφάλιση ευαίσθητων δεδομένων.

Όσο παράξενο κι αν ακούγεται, βελτιώνοντας την ασφάλεια έχουμε βελτιώσει την ενεργειακή απόδοση.

4. Είναι ήδη δυνατό να αγγίξετε;

Ναι, έχω.
Η NORDIC Semiconductor κυκλοφόρησε το "nRF51 IoT SDK" που περιλαμβάνει μια στοίβα, βιβλιοθήκες, παραδείγματα και API για τις συσκευές της σειράς nRF51. Αυτό περιλαμβάνει:

• τσιπ nRF51822 και nRF51422.
• nRF51 DK;
• nRF51 Dongle;
• nRF51822 EK.

Με

Sandbox

Μαύρος Άρχοντας 26 Οκτωβρίου 2011 στις 10:07 μ.μ

Bluetooth 4.0 - μια ιστορία του προτύπου

• ντουλάπα *

Το Bluetooth ή το «Bluetooth», το οποίο πολλοί γνώρισαν για πρώτη φορά ως μαθητές ή φοιτητές, έχει μια μάλλον σύντομη βιογραφία πίσω του.

Το 1994, δύο μηχανικοί που εργάζονταν στη Σουηδία για την τότε διάσημη εταιρεία Ericsson αποφάσισαν να λύσουν το πρόβλημα των καλωδίων μια για πάντα και εφηύραν το δικό τους πρότυπο ασύρματης επικοινωνίας, βασισμένο στη μέθοδο της κατανεμημένης αλλαγής συχνότητας των ραδιοκυμάτων. Τέσσερα χρόνια αργότερα, δημιουργήθηκε η Ομάδα Ειδικού Ενδιαφέροντος Bluetooth, ή Bluetooth SIG, επισημοποιώντας το πρώτο ενοποιημένο ασύρματο πρότυπο. Αποτελούνταν από υπαλλήλους των Ericsson, Nokia, Toshiba και Intel. Επί του παρόντος, ο όμιλος περιλαμβάνει περισσότερες από 13.000 διαφορετικές εταιρείες.

Πρότυπα

Από την κυκλοφορία της πρώτης έκδοσης της προδιαγραφής, το πρότυπο έχει ήδη υποστηρίξει ασύρματη μετάδοση φωνητικών δεδομένων, απομακρυσμένη διαχείριση περιεχομένου ήχου και βίντεο, εργασία με εικόνες και εκτυπωτές και μπορεί να έχει πρόσβαση σε κάρτα SIM, βιβλίο επαφών και εργασία με ιατρικό δεδομένα συσκευής. Όλα αυτά - αεροπορικώς και πίσω το 1998!

Η τέταρτη έκδοση του Bluetooth, για την οποία θα ήθελα να μιλήσω λεπτομερώς σε αυτήν την ανάρτηση, έλαβε την τελική της μορφή και έγινε διαθέσιμη στο κοινό στα τέλη Ιουνίου 2010. Για σχεδόν έναν ολόκληρο χρόνο, η τεχνολογία δεν εμφανιζόταν σε μαζικές συσκευές, μέχρι που στα τέλη Ιουλίου 2011 η Apple ανακοίνωσε την κυκλοφορία των ενημερωμένων μοντέλων του φορητού υπολογιστή MacBook Air και της μονάδας συστήματος Mac Mini, στην οποία ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά ήταν η εμφάνιση Bluetooth 4.0. Η τεχνολογία τράβηξε ακόμη περισσότερο την προσοχή των μέσων ενημέρωσης μετά την παρουσίαση του iPhone 4S, το οποίο είχε επίσης εγκατεστημένο ένα τσιπ με το πρότυπο 4ης ​​έκδοσης.

Bluetooth 4.0

Η προδιαγραφή Quartet περιελάμβανε 3 κύρια πρωτόκολλα ασύρματης μεταφοράς δεδομένων:

• Κλασικό Bluetooth.Εισήχθη για συμβατότητα με όλες τις υπάρχουσες συσκευές που εκτελούν προηγούμενες εκδόσεις του προτύπου. Υποστηρίζει όλες τις βασικές λειτουργίες των προηγούμενων πρωτοκόλλων, όπως η μετάδοση όλων των τύπων δεδομένων, η εργασία ως μόντεμ, ο ασύρματος συγχρονισμός δεδομένων, η επικοινωνία με χρήση άλλων τύπων συνδέσεων, όπως το NFC κ.λπ.
• Πρωτόκολλο Bluetooth υψηλής ταχύτητας.Εισήχθη ξανά στην 3η έκδοση, η ουσία του βασίζεται στη χρήση πρόσθετων επιπέδων μεταφοράς δεδομένων. Όλα μοιάζουν με αυτό: Σε κανονική χρήση, το τσιπ λειτουργεί με βασική τεχνολογία χρησιμοποιώντας μια μέθοδο που περιλαμβάνει ραδιοκύματα. Μόλις η συσκευή χρειαστεί να μεταφέρει ένα σχετικά μεγάλο αρχείο, μεταβαίνει σε άλλα επίπεδα μεταφοράς πληροφοριών, δηλαδή στο επίπεδο μεταφοράς δεδομένων Wi-Fi. Αυτό εξοικονομεί ενέργεια τόσο της συσκευής (τα πρόσθετα επίπεδα απαιτούν περισσότερη ενέργεια, αλλά αυτή εξοικονομείται λόγω πολύ μικρότερων χρόνων μεταφοράς αρχείων) όσο και του χρόνου χρήστη.
• Πρωτόκολλο εξοικονόμησης ενέργειας.Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ της 4ης προδιαγραφής και των προκατόχων της, προορίζεται για χρήση σε συσκευές με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, με εμβέλεια έως 50 μέτρα. Η ιδέα είναι χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας όταν η συσκευή βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής. Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, οι συσκευές που χρησιμοποιούν αυτό το πρωτόκολλο θα λειτουργούν πολύ περισσότερο από τις αντίστοιχες που εργάζονται στο κλασικό πρωτόκολλο Bluetooth: σύμφωνα με τους τεχνολόγους, το σύστημα θα μπορεί να διαρκέσει περισσότερο από ένα χρόνο χωρίς να επαναφορτιστεί μόνο με μια μπαταρία «κουμπιού». Αυτό το πρωτόκολλο δεν είναι συμβατό με την κλασική εφαρμογή του Bluetooth και έχει κάποιες διαφορές με τον αρχικό του: για παράδειγμα, η ταχύτητα ασύρματης μεταφοράς δεδομένων περιορίζεται στο 1 MB/s (για τα κλασικά 3 MB/s) και οι εφαρμογές μπορούν να μεταφέρουν έως 0,25 MB/s (2,1 MB/s). Το πρωτόκολλο χρησιμοποιεί επίσης πιο προηγμένη κρυπτογράφηση 128-bit.

  Το Bluetooth SIG προτείνει τη χρήση αυτού του πρωτοκόλλου για μικροσκοπικές συσκευές αφής (δεν πρέπει να συγχέεται με συσκευές με οθόνες αφής). Παραδείγματα περιλαμβάνουν διάφορα όργανα παρακολούθησης της αρτηριακής πίεσης που τοποθετούνται στον καρπό, όργανα παρακολούθησης καρδιακών παλμών και βηματόμετρα.

Κατώτατη γραμμή

Το συμπέρασμα είναι απλό: εάν το τσιπ έχει ζήτηση μεταξύ των κατασκευαστών, η αγορά σύντομα θα γεμίσει με αθλητικές και ιατρικές συσκευές με απίστευτα χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Επιπλέον, μπορούμε να περιμένουμε την πρώτη σημαντική ανακάλυψη σε μια νέα κατηγορία εφαρμογών smartphone που βασίζονται σε αισθητήρες συσκευών τρίτων κατασκευαστών.

Οποιοσδήποτε ήχος ξεκινά από μια πηγή. Σήμερα υπάρχουν πολλά ασύρματα πρωτόκολλα για τη μετάδοση ήχου. Μερικά από αυτά είναι πολύ πιο ενδιαφέροντα από το Bluetooth, αλλά δεν έχουν λάβει ακόμη τη σωστή διανομή. Σήμερα, σχεδόν όλα τα smartphone, οι φορητοί υπολογιστές και τα tablet είναι εξοπλισμένα με Bluetooth και ο εξοπλισμός μιας συσκευής με την υποστήριξή του εάν έχει έξοδο USB είναι θέμα πέντε λεπτών.

Επομένως, σήμερα θα περιοριστούμε σε συσκευές αναπαραγωγής ήχου που χρησιμοποιούν "μπλε δόντι" (ο οδηγός είναι αρκετά κατάλληλος για την επιλογή ενός ηχείου Bluetooth). Αυτή η τεχνολογία έχει μια μάλλον μακρά ιστορία και πολλές παγίδες, η ύπαρξη των οποίων δεν είναι πάντα γνωστή στους χρήστες.

Η παρουσία πομπού Bluetooth δεν σημαίνει ότι η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ήχου για ασύρματο εξοπλισμό ήχου. Δεν θα σας επιτρέψει κάθε Bluetooth να ακούτε μουσική υψηλής ποιότητας χωρίς παραμόρφωση. Δεν είναι όλοι κατάλληλοι για ακρόαση αρχείων με υψηλούς ρυθμούς bit και μορφές χωρίς απώλειες.

Τι πρέπει να προσέξετε για να ακούσετε μουσική ασύρματα - είτε πρόκειται μόνο για ένα MP3 είτε για ένα rip υψηλής ποιότητας από δίσκο βινυλίου, θα σας πούμε σε αυτό το άρθρο.

Ας ξεκινήσουμε με το πιο σημαντικό πράγμα: αυτή η παράμετρος υποδεικνύει άμεσα εάν μπορείτε να ακούσετε μουσική χρησιμοποιώντας τη συσκευή.

ΕκδοχήBluetooth

Στις σύγχρονες συσκευές μπορείτε συχνότερα να βρείτε υποστήριξη για Bluetooth 3.0 ή 4.0, σε ορισμένα κορυφαία smartphone και άλλα gadget - 4.1. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορεί κάλλιστα να αποδειχθεί ότι το αγορασμένο ακουστικό υποστηρίζει σύνδεση μόνο μέσω πρωτοκόλλου έκδοσης 2.1. Οι προσαρμογείς είναι συμβατοί προς τα πίσω, αλλά όταν συνδέονται, λειτουργεί το πιο αργό πρωτόκολλο από τα δύο.

Οι διαφορές μεταξύ των εκδόσεων πρωτοκόλλου για τον μέσο χρήστη είναι ελάχιστες λόγω της συμβατότητας προς τα πίσω. Το κυριότερο που σου τραβάει το μάτι είναι ότι με κάθε νέα έκδοση μειώνεται η κατανάλωση ενέργειας των συσκευών και ξεκινώντας από το 3.0 προστέθηκε μια δεύτερη μονάδα για μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας με ταχύτητα 24 Mbit/s.

Η έκδοση 2.1 + EDR μεταδίδει δεδομένα με ταχύτητα όχι μεγαλύτερη από 2,1 Mbit/s. Αυτό είναι αρκετό για την αναπαραγωγή μιας ροής ήχου με χαμηλό ρυθμό μετάδοσης bit. Για την αναπαραγωγή ροών ήχου και βίντεο, συνιστάται να χρησιμοποιείτε την έκδοση Bluetooth όχι μικρότερη από 3.0.

Είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ότι για να χρησιμοποιήσετε πλήρως τη συσκευή ως συσκευή αναπαραγωγής, είναι πολύ επιθυμητό να έχετε την έκδοση Bluetooth 4.0 και άνω, ή ακόμα καλύτερα, με μειωμένη κατανάλωση ενέργειας.

Μπορείτε να αναγνωρίσετε έναν τέτοιο προσαρμογέα χάρη στις παρακάτω κατηγορίες.

ΠροφίλBluetooth

Τα προφίλ είναι ένα σύνολο συγκεκριμένων λειτουργιών που υποστηρίζονται από συσκευές. Από όλα αυτά που χρησιμοποιούνται στο Bluetooth για ακρόαση μουσικής, τα ακόλουθα είναι ενδιαφέροντα:

1. Προφίλ ακουστικών (HSP)απαραίτητο για τη σύνδεση ακουστικών και smartphone και ασύρματη μετάδοση μονοφωνικού ήχου με bitrate 64 kbps.
2. Προφίλ Hands-Free (HFP)παρέχει επίσης μόνο μονοφωνική μετάδοση, αλλά με υψηλότερη ποιότητα.
3. Προηγμένο προφίλ διανομής ήχου (A2DP)απαραίτητο για τη μετάδοση μιας ροής ήχου δύο καναλιών.
4. Προφίλ τηλεχειριστηρίου ήχου/εικόνας (AVRCP)παρέχει έλεγχο στις λειτουργίες των συσκευών αναπαραγωγής (χωρίς αυτό, ακόμη και η αλλαγή της έντασης της μουσικής είναι αδύνατη).

Για την πλήρη ακρόαση μουσικής, απαιτείται A2DP. Όχι μόνο παρέχει τη μετάδοση της ροής ήχου, αλλά διαχειρίζεται επίσης τη συμπίεση των δεδομένων πριν από τη μετάδοση.

Ωστόσο, ακόμα κι αν και η συσκευή εκπομπής και αναπαραγωγής (για παράδειγμα, smartphone και ασύρματα ακουστικά) είναι εξοπλισμένα με Bluetooth 3.0 ή 4.0 και υποστηρίζουν το απαιτούμενο πρωτόκολλο, πρέπει να προσέχετε τον κωδικοποιητή που χρησιμοποιείται.

ΚωδικοποιητέςBluetooth

Το πιο σημαντικό πράγμα για την αναπαραγωγή μουσικής χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο A2DP είναι ο κωδικοποιητής, ο οποίος συμπιέζει τη ροή ήχου που μεταδίδεται στο ακουστικό. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν τρεις κωδικοποιητές:

1. Κωδικοποίηση υποζώνης (SBC)- κωδικοποιητής που χρησιμοποιείται από το A2DP από προεπιλογή και δημιουργήθηκε από τους προγραμματιστές προφίλ. Δυστυχώς, το SBC είναι πολύ πιο τραχύ από το MP3. Και ως εκ τούτου, δεν είναι κατάλληλο για να ακούτε μουσική.
2. Προηγμένη κωδικοποίηση ήχου (AAC)- έναν πιο προηγμένο κωδικοποιητή που χρησιμοποιεί διαφορετικούς αλγόριθμους συμπίεσης. Ακούγεται πολύ καλύτερο από το SBC.
3. AptX- ορίστε, η σωστή επιλογή! Τουλάχιστον λόγω της δυνατότητας μεταφοράς αρχείων σε MP3 και AAC χωρίς πρόσθετους χειρισμούς και διακωδικοποίηση. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει αλλοίωση του ήχου. Ωστόσο, αξίζει να κάνετε κράτηση. Υπάρχουν πολλές εκδόσεις του aptX για αναπαραγωγή διαφορετικών bitrates. Κάθε ένα από αυτά έχει σχεδιαστεί για τη δική του ροή ήχου.

Εκδοχή	Αριθμός υποστηριζόμενων καναλιών	Μέγιστη συχνότητα δειγματοληψίας, kHz	Κβαντοποίηση, bit	Μέγιστος ρυθμός μετάδοσης bit	Αναλογία συμπίεσης
AptX	2	44,1	16	320 kbps	2:1
Ενισχυμένο AptX	2, 4, 5.1, 5.1+2	48	16, 20, 24	έως 1,28 Mbit/s	4:1
AptX Live	α/α	48	16, 20, 24	α/α	8:1
AptX Lossless	α/α	96	16, 20, 24	α/α	α/α
AptX Χαμηλή καθυστέρηση	α/α	48	16, 20, 24	α/α	α/α

»
Τα κύρια χαρακτηριστικά των δύο τελευταίων εκδόσεων του κωδικοποιητή είναι η πιο μειωμένη καθυστέρηση αναπαραγωγής ήχου και το μειωμένο φορτίο του επεξεργαστή κατά την κωδικοποίηση. Η έκδοση Low Latency σάς επιτρέπει να επιτύχετε καθυστέρηση 32 ms μεταξύ της πηγής ροής ήχου και της συσκευής αναπαραγωγής. Αυτό θα μειώσει την παραμόρφωση που εισάγει ο εξοπλισμός κατά την ακρόαση μουσικής.

Έτσι, με ορισμένες προτιμήσεις, μπορείτε να επιλέξετε έναν συγκεκριμένο κωδικοποιητή. Εάν δεν αναμένεται αναπαραγωγή μιας ροής χωρίς απώλειες και η υψηλή καθυστέρηση ήχου δεν είναι κρίσιμη, θα πρέπει να περιοριστείτε στο τυπικό aptX και να μην πληρώσετε υπερβολικά για την υποστήριξη της συσκευής για τις επόμενες εκδόσεις.

Αξίζει να θυμάστε ότι το απαιτούμενο προφίλ και ο κωδικοποιητής πρέπει να υποστηρίζονται τόσο από το smartphone (ή άλλη πηγή ροής ήχου) όσο και από το ίδιο το ακουστικό (ή το ηχείο Bluetooth). Διαφορετικά, ο αλγόριθμος A2DP θα αρχίσει αυτόματα να λειτουργεί χρησιμοποιώντας το SBC.

Με το Bluetooth, οποιεσδήποτε δύο συσκευές λειτουργούν πάντα χρησιμοποιώντας τη χαμηλότερη έκδοση, τον απλούστερο κωδικοποιητή και πρωτόκολλο. Έτσι, εάν ένα από αυτά δεν υποστηρίζει την απαραίτητη τεχνολογία, δεν θα μπορείτε να απολαύσετε πλήρως την ποιότητα του ήχου.

Για να ακούτε μουσική για μεγάλο χρονικό διάστημα, χρειάζεστε υποστήριξη για Bluetooth έκδοση 3.0 ή νεότερη, κωδικοποιητή aptX και προφίλ A2DP. Για να ακούσετε μουσική με υψηλό ρυθμό μετάδοσης bit, χρειάζεστε υποστήριξη για τον κωδικοποιητή aptX Lossless - κανένας άλλος δεν θα λειτουργήσει, καθώς η μουσική θα συμπιέζεται όταν μεταφέρεται στη συσκευή αναπαραγωγής.

Η μετάδοση δεδομένων μέσω Bluetooth πραγματοποιείται σε συχνότητα 2,4 GHz. Αυτή η περιοχή χωρίζεται σε 79 κανάλια. Ταυτόχρονα, σε καθένα από αυτά παρέχεται εύρος ζώνης 1 MHz. Όλες οι διαθέσιμες εξειδικεύσεις χρησιμοποιούν σύγχρονη ή ασύγχρονη επικοινωνία.

Τελευταίες τροποποιήσεις (κύρια)

Bluetooth 2.0

Κυκλοφόρησε τον Νοέμβριο του 2004, το Bluetooth 2.0 προσφέρει ακόμα μεγαλύτερες ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων και είναι επίσης συμβατό με προηγούμενες εκδόσεις. Αυξημένη ταχύτητα παρέχεται μέσω της χρήσης της τεχνολογίας EDR. Η αναφερόμενη ταχύτητά του είναι 3 Mb/s.Ωστόσο, όπως δείχνει η πρακτική, λόγω αυτής της τεχνολογίας η μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων φτάνει μόνο2,1 Mb/s. Στην έκδοση 2.0, ήταν δυνατό να επιτευχθεί όχι μόνο βελτιωμένη ταχύτητα, αλλά και σημαντικά αυξημένη ασυλία θορύβου, η οποία τελικά βοήθησε στη μείωση του ενεργειακού κόστους.

Επιπλέον, το 2.0 είναι αξιοσημείωτο για τη διευκόλυνση της σύνδεσης πολλών συσκευών σε αυτό. Αυτό επιτεύχθηκε λόγω της αύξησης του βάθους bit διεύθυνσης. Αυτό κατέστησε δυνατή τη σύνδεση μέσω τοπικού δικτύου όχι σε 8 συσκευές, όπως πριν, αλλά σε 256.

Η προδιαγραφή 2.0+EDR έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. Επιταχύνει τις ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων Bluetooth 3 φορές(στην πραγματικότητα 2,1 Mb/s).
2. Η προσθήκη επιπλέον εύρους ζώνης έλυσε εν μέρει το πρόβλημα της ταυτόχρονης σύνδεσης πολλαπλών συσκευών στο Bluetooth.
3. Η κατανάλωση ενέργειας έχει μειωθεί λόγω μειωμένου φορτίου.

Bluetooth 3.0

Η προδιαγραφή Bluetooth 3.0 υιοθετήθηκε το 2009 και δημιούργησε μια πραγματική αίσθηση, καθώς η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων κατά τη χρήση της φτάνει 24 Mb/s. Αυτό κατέστη δυνατό λόγω της χρήσης δύο μονάδων σε αυτό, το ένα εκ των οποίων ήταν κανονικό Bluetooth 2.0 και το άλλο λειτουργούσε χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο 802.11, υποστηρίζοντας ταχύτητες έως 24 Mb/s. Σε αυτήν την περίπτωση, η μονάδα που επιλέγεται για μεταφορά δεδομένων εξαρτάται από το μέγεθος του αρχείου. Έτσι, ένα αργό κανάλι χρησιμοποιείται για τη μεταφορά μικρών αρχείων και ένα κανάλι υψηλής ταχύτητας για μεγάλα.

Η κύρια αρνητική πλευρά του Bluetooth 3.0 + HS είναι ότι καταναλώνει υπερβολική ενέργεια κατά τη λειτουργία. Παραδόξως, αυτό το μειονέκτημα του προτύπου 3.0 συνδέεται με την υψηλή του ταχύτητα. Ωστόσο, το πρότυπο 3.0 έχει ένα αναμφισβήτητο πλεονέκτημα. Δηλαδή, αυτή είναι η δυνατότητα εργασίας χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο 802.11 ή, πιο απλά, Wi-Fi. Χάρη σε αυτό, η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων έχει αυξηθεί σημαντικά. Θεωρητικά, χρησιμοποιώντας την έκδοση 3.0 η ταχύτητα σύνδεσης θα πρέπει να φτάσει 54 Mb/s.

Έτσι, χάρη στο πρότυπο 3.0, θα είναι δυνατή η άντληση δεδομένων μεγέθους DVD στο συντομότερο χρονικό διάστημα. Ωστόσο, σύμφωνα με τους προγραμματιστές, η πραγματική ταχύτητα του τυπικού 3.0 είναι 22–26 Mb/s.

Bluetooth 4.0

Το πλεονέκτημα του Bluetooth 4.0 σε σχέση με τις προηγούμενες προδιαγραφές είναι η μειωμένη κατανάλωση ενέργειας. Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων κατά τη χρήση του προτύπου 4.0 φτάνει 1 Mb/s(μέγεθος πακέτου 8-27 byte). Επιπλέον, η ταχύτητα σύνδεσης συσκευών που είναι συμβατές με την προδιαγραφή 4.0 μειώνεται στα 5 χιλιοστά του δευτερολέπτου και η απόσταση στην οποία είναι δυνατή η μετάδοση δεδομένων φτάνει 100 μέτρα. Επίσης, το πρότυπο 4.0 παρέχει επαρκές επίπεδο ασφάλειας, το οποίο εγγυάται η επέκταση AES 128 bit.

Πλεονεκτήματα του Bluetooth 4.0:

1. Συνδυάζει προηγούμενα πρωτόκολλα. Υποστηρίζει τις βασικές λειτουργίες προηγούμενων πρωτοκόλλων.
2. Αυξημένη ταχύτητα.
3. Σημαντική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας μιας συσκευής που χρησιμοποιεί το πρότυπο 4.0, που επιτυγχάνεται μέσω ενός τροποποιημένου αλγόριθμου λειτουργίας (ο πομπός ενεργοποιείται μόνο τη στιγμή που μεταφέρονται δεδομένα).

Γενικά, το πρότυπο 4.0 είναι πιο κατάλληλο για μικροσκοπικούς ηλεκτρονικούς αισθητήρες. Για παράδειγμα, για μετρητές πίεσης και θερμοκρασίας καρπού, για εξοπλισμό άσκησης, διάφορες μικροσκοπικές συσκευές με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.