Ako vlastne Bluetooth funguje?

Odkedy bol Bluetooth prvýkrát oficiálne uvedený na trh v roku 1999, stal sa neodmysliteľnou súčasťou každodenného života. V súčasnosti nájdete verziu Bluetooth v smartfónoch, inteligentných hodinkách, bezdrôtových reproduktoroch a prenosných zariadeniach.

Napriek svojej popularite však veľa ľudí stále nevie, ako Bluetooth funguje. Takže od frekvencie signálu a rušenia na pozadí po kodeky, dosah a vývoj, tu je návod, ako Bluetooth skutočne funguje.

Čo je to Bluetooth?

Predtým, ako sa pustíme do toho, ako technológia Bluetooth funguje a ako sú nové verzie silnejšie a lepšie ako tie predchádzajúce, je dôležité pochopiť, čo je Bluetooth.

Bluetooth je technológia rádiového prenosu s krátkym dosahom a nízkou spotrebou. Pozostáva z neionizujúcich elektromagnetických vĺn v rádiovom rozsahu medzi 2,402 GHz a 2,48 GHz. Bytie na spodnom konci rozsahu umožňuje, aby bol Bluetooth v porovnaní s iným rádiovým prenosom nízkoenergetický zariadení. Preto je ľahké ho implementovať do malých gadgetov a smartfónov bez toho, aby ste sa museli príliš obávať o výdrž batérie.

Bluetooth môže cestovať po otvorených priestoroch a cez niektoré bariéry bez fyzického média. Ako ďaleko môže konkrétny signál Bluetooth prejsť, závisí predovšetkým od jeho sily a od toho, či existuje sú bariéry dostatočne hrubé alebo vyrobené z materiálov, ktoré skresľujú a zhoršujú signál uznanie.

Ako funguje Bluetooth?

Signálu Bluetooth, ktorý telefón odosiela do náhlavnej súpravy, najskôr predchádza softvér. Vaše údaje – obrázky, zvuk atď. – nie je možné odosielať tak, ako sú, cez Bluetooth. Najprv prechádza kompresným algoritmom nazývaným kodek, ktorý mení dáta na jednotlivé pakety.

Kodeky, ako sú aptX, AAC, SBC a LDAC, sa musia zhodovať medzi vysielačom a prijímajúcimi zariadeniami. Rôzne kodeky sú optimálne pre rôzne typy údajova ovplyvňujú faktory ako spotreba energie, prenosová rýchlosť, kvalita dát a dosah pripojenia.

Existuje 79 určených kanálov Bluetooth a všetky pripojené zariadenia musia byť naladené na rovnaký frekvenčný kanál so šírkou pásma 1 megahertz (MHz). V tomto zmysle sú kanály Bluetooth podobné ako Kanály Wi-Fi, ktoré nájdete na smerovači.

Keď sú dve zariadenia s technológiou Bluetooth v blízkosti, môžu sa pripojiť a komunikovať pomocou malých počítačových čipov, ktoré sú v nich zabudované. Toto je hardvér zodpovedný za vysielanie a prijímanie rádiových vĺn Bluetooth.

Dosah signálu a triedy Bluetooth

Vo všeobecnosti platí, že čím nižšia frekvencia, tým dlhší dosah. Nízkofrekvenčné signály však prenášajú podstatne menej údajov ako ich vysokofrekvenčné náprotivky. Bluetooth je závislý od napájania.

Ak ste ochotní venovať dostatok energie, môžete prenášať vysokofrekvenčný, dátovo bohatý Bluetooth signál na väčšiu vzdialenosť. V skutočnosti vzniká nová verzia Bluetooth nájdenie rovnováhy medzi spotrebou energie, kvalitou a dosahom.

• Bluetooth triedy 1 prenáša na vzdialenosť 100 miliwattov (mW) na vzdialenosť 328 stôp
• Bluetooth triedy 2 prenáša 2,5 mW na vzdialenosť 33 stôp
• Bluetooth triedy 3 prenáša signál s výkonom iba 1 mW s dosahom menej ako 30 stôp.

Pre porovnanie, najnovšie Bluetooth slúchadlá, náhlavné súpravy a telefóny sú Bluetooth triedy 2, zatiaľ čo niektoré sú triedy 3. Pokiaľ ide o Bluetooth triedy 1, jeho schopnosti s dlhým dosahom vyžadujú veľa energie, ktorá zvyčajne vyžaduje externý zdroj napájania, nielen prenosnú batériu. Zariadenia Bluetooth triedy 1 nájdete v priemyselných implementáciách, ako sú zariadenia a aplikácie internetu vecí v továrni alebo montážnej linke.

Rušenie pozadia

Možno ste si všimli, že chôdza po rušnej ulici alebo rušné metro má za následok statický šum vo vašich bezdrôtových slúchadlách. Je to kvôli vyššie uvedeným 79 určeným kanálom Bluetooth.

Ak ste v škole, knižnici alebo v kancelárii s vami a všetkými, ktorí používajú zariadenia Bluetooth s dosahom približne 33 stôp, zvyčajne stačí 79 kanálov. Keď však desiatky zariadení súťažia o obmedzený priestor, signály začnú rušiť.

Aj keď nebudete mať prístup k signálu Bluetooth niekoho iného (aj keď naladíte svoje zariadenie na rovnaký kanál, Bluetooth je šifrovaný), stále bude kolidovať s vaším signálom a zhoršiť ho. Ďalším dôvodom je zraniteľnosť prečo sa Bluetooth používa len na komunikáciu na krátku vzdialenosť. Je jednoduchšie ovládať prostredie 30 až 100 stôp namiesto dlhých vzdialeností na míle.

Medzi ďalšie faktory, ktoré rušia signály Bluetooth, patria:

• Fyzické bariéry: Kov, omietka, betón a dokonca aj vlhkosť majú najväčší vplyv na kvalitu Bluetooth, pričom materiály ako drevo, sklo a plast sú na konci zoznamu.
• Citlivosť prijímača: Vzdialenosť zhoršuje signál. Ak prijímač nie je dostatočne citlivý, nemusí byť schopný ho správne prijať a dekódovať.
• Vysielací výkon: Čím slabší je základný výkon signálu, tým slabší bude na vzdialenosť a cez bariéry.

Verzie Bluetooth

Technológia Bluetooth, ktorú teraz používame, nie je tá istá, ktorá existovala začiatkom roku 2000. Aj keď sa stále riadi rovnakými princípmi, novšie verzie Bluetooth dokážu viac za menej. S vývojom Bluetooth sa menia tri veci: spotreba energie, dosah a rýchlosť prenosu dát (čo ovplyvňuje latencia zvuku).

Bluetooth 1.0 bol náročný na energiu, ale mal dosah iba 33 stôp a maximálnu rýchlosť 1 Mbps. Zatiaľ čo Bluetooth 2.0 dokáže prenášať dáta rýchlosťou 3 Mbps, nedá sa porovnávať so skokom vo výkone Bluetooth 3.0 s 24 Mbps. Ale použitie 802.11 Protocol Adaptation Layer spotrebuje zariadeniam Bluetooth 3.0 veľa energie.

Bluetooth 1.0 až 3.0 je však v dnešnej dobe oveľa ťažšie nájsť v komerčných zariadeniach. Boli nahradené Bluetooth 4.0 a Bluetooth 5.0. Oba štandardy fungujú ako Bluetooth Low Energy s dosahom 800 stôp a rýchlosťou, ktorá neklesne pod 2 Mbps.

Prečo sa musíte naučiť, ako Bluetooth funguje

Bluetooth je na rovnakej úrovni ako Wi-Fi, GPS a technológie mobilných veží. Používa sa takmer v každom modernom zariadení a na prácu s ním potrebujete základnú úroveň podhodnotenia.

Poznanie rozdielu medzi verziami Bluetooth a rôznymi prenosovými kodekmi vám umožňuje vybrať si zariadenia, ktoré majú špecifikácie, ktoré potrebujete. Napríklad v bezdrôtovej klávesnici nie je potrebný energeticky náročný Bluetooth s dlhým dosahom, ale tieto funkcie sú oveľa dôležitejšie pri bezdrôtových slúchadlách, s ktorými sa budete pohybovať.

Ako funguje Bluetooth? Používa môj dátový plán?

Bluetooth spája vaše zariadenia, ale využíva vaše Wi-Fi alebo mobilné dáta?

Prečítajte si ďalej

O autorovi