Kako Bluetooth zapravo funkcionira?

Otkako je Bluetooth prvi put službeno objavljen 1999. godine, postao je neizostavan dio svakodnevnog života. Danas možete pronaći verziju Bluetootha u pametnim telefonima, pametnim satovima, bežičnim zvučnicima i prijenosnim napravama.

No, unatoč njegovoj popularnosti, mnogi ljudi još uvijek ne znaju kako Bluetooth funkcionira. Dakle, od frekvencije signala i pozadinskih smetnji do kodeka, dometa i razvoja, evo kako Bluetooth zapravo funkcionira.

Što je Bluetooth?

Prije nego što se upustimo u detalje o tome kako Bluetooth tehnologija funkcionira i kako su nove verzije jače i bolje od prethodnih, važno je razumjeti što je Bluetooth.

Bluetooth je tehnologija radio prijenosa kratkog dometa male snage. Sastoji se od neionizirajućih elektromagnetskih valova u radijskom rasponu između 2,402 GHz i 2,48 GHz. Biće na donjem kraju raspona omogućuje Bluetoothu da bude niskoenergetski u usporedbi s drugim radijskim prijenosom uređaja. Zato ga je lako implementirati u male gadgete i pametne telefone bez previše brige o trajanju baterije.

Bluetooth može putovati po otvorenim prostorima i kroz neke barijere bez fizičkog medija. Koliko daleko određeni Bluetooth signal može putovati ovisi prvenstveno o njegovoj snazi ​​i o tome postoji li su barijere dovoljno debele ili izrađene od materijala koji iskrivljuju i degradiraju signal izvan njega priznanje.

Kako radi Bluetooth?

Bluetooth signalu koji vaš telefon šalje vašim slušalicama najprije prethodi softver. Vaši podaci - slike, audio i tako dalje - ne mogu se slati kao što jesu putem Bluetootha. Prvo prolazi kroz algoritam kompresije nazvan kodek koji pretvara podatke u pojedinačne pakete.

Kodeci, poput aptX, AAC, SBC i LDAC, moraju se podudarati između uređaja odašiljača i primatelja. Drugačiji kodeci su optimalni za različite vrste podataka, a utječu na čimbenike kao što su potrošnja energije, brzina prijenosa, kvaliteta podataka i raspon veze.

Postoji 79 određenih Bluetooth kanala, a svi povezani uređaji moraju biti podešeni na isti frekvencijski kanal s propusnošću od 1 megaherca (MHz). U tom smislu, Bluetooth kanali su slični Wi-Fi kanali koje ćete pronaći na svom usmjerivaču.

Kada su dva Bluetooth uređaja u blizini, mogu se povezati i komunicirati pomoću malih računalnih čipova ugrađenih u njih. Ovo je hardver odgovoran za emitiranje i primanje Bluetooth radio valova.

Raspon signala i Bluetooth klase

Općenito, što je frekvencija niža, to je raspon duži. Ali niskofrekventni signali nose znatno manje podataka od svojih visokofrekventnih kolega. Bluetooth je ovisan o snazi.

Ako ste voljni posvetiti dovoljno energije, možete prenijeti visokofrekventni, podacima bogat Bluetooth signal na veću udaljenost. Zapravo, pronalaženje ravnoteže između potrošnje energije, kvalitete i dometa je način na koji se pojavljuje nova verzija Bluetootha.

• Bluetooth klase 1 odašilje pri 100 milivata (mW) na udaljenosti od 328 stopa
• Bluetooth klase 2 prenosi 2,5 mW preko 33 stope
• Bluetooth klase 3 prenosi signal od samo 1 mW s dometom manjim od 30 stopa.

Za referencu, najnovije Bluetooth slušalice, slušalice i telefoni su Bluetooth klase 2, dok su neke klase 3. Što se tiče Bluetootha klase 1, njegove mogućnosti dugog dometa zahtijevaju puno energije koja obično zahtijeva vanjski izvor napajanja, a ne samo prijenosnu bateriju. Bluetooth uređaje klase 1 možete pronaći u industrijskim implementacijama kao što su IoT uređaji i aplikacije u tvornici ili montažnoj liniji.

Pozadinske smetnje

Možda ste primijetili da hodanje ulicom s velikim prometom ili vožnja užurbanim vlakom podzemne rezultira statikom u vašim bežičnim slušalicama. To je zbog 79 gore navedenih Bluetooth kanala.

Ako ste u školi, knjižnici ili u uredu s vama i svima koji koriste Bluetooth uređaje s dometom od oko 33 stope, tada je obično dovoljno 79 kanala. Ali kada se deseci uređaja natječu za ograničeni prostor, signali počinju ometati.

Iako nećete moći pristupiti tuđem Bluetooth signalu (čak i ako svoj uređaj podesite na isti kanal, Bluetooth je šifriran), on će se i dalje sudarati s vašim signalom i degradirati ga. Ranjivost je još jedan razlog zašto se Bluetooth koristi samo za komunikaciju kratkog dometa. Lakše je kontrolirati okolinu od 30 do 100 stopa umjesto velikih udaljenosti u milje.

Ostali čimbenici koji ometaju Bluetooth signale uključuju:

• Fizičke barijere: Metal, žbuka, beton, pa čak i vlaga imaju najveći utjecaj na Bluetooth kvalitetu, s materijalima poput drveta, stakla i plastike na dnu popisa.
• Osjetljivost prijemnika: Udaljenost smanjuje signal. Ako prijemnik nije dovoljno osjetljiv, možda ga neće moći pravilno primiti i dekodirati.
• Snaga prijenosa: Što je slabija osnovna snaga signala, to će biti slabiji na udaljenosti i kroz barijere.

Bluetooth verzije

Bluetooth tehnologija koju sada koristimo nije ista ona koja je postojala ranih 2000-ih. Iako još uvijek slijedi iste principe, novije verzije Bluetootha mogu učiniti više za manje. Tri stvari se mijenjaju razvojem Bluetootha: potrošnja energije, domet i brzina prijenosa podataka (što utječe audio latencija).

Bluetooth 1.0 je bio intenzivan, ali je imao domet od samo 33 stope i maksimalnu brzinu od 1 Mbps. Iako Bluetooth 2.0 može prenositi podatke brzinom od 3Mbps, to se ne može usporediti s skokom u izvedbi Bluetootha 3.0 sa 24Mbps. Ali korištenje sloja prilagodbe 802.11 protokola oduzima puno energije Bluetooth 3.0 uređajima.

Međutim, danas je mnogo teže pronaći Bluetooth 1.0 do 3.0 u komercijalnim uređajima. Zamijenjeni su Bluetoothom 4.0 i Bluetooth 5.0. Oba standarda funkcioniraju kao Bluetooth Low Energy, s dometom od 800 stopa i brzinom koja ne pada ispod 2 Mbps.

Zašto trebate naučiti kako Bluetooth funkcionira

Bluetooth je jednak Wi-Fi, GPS i tehnologije toranjskih stanica. Koristi se u gotovo svakom modernom uređaju i potrebna vam je osnovna razina potcjenjivanja za rad s njim.

Poznavanje razlike između verzija Bluetootha i različitih kodeka za prijenos omogućuje vam odabir uređaja koji nose specifikacije koje trebate. Na primjer, nema potrebe za energetski intenzivnim Bluetoothom dugog dometa u bežičnoj tipkovnici, ali te su značajke puno važnije kod bežičnih slušalica s kojima ćete se kretati.

Kako radi Bluetooth? Koristi li moj podatkovni plan?

Bluetooth povezuje vaše uređaje, ali koristi li vaš Wi-Fi ili mobilne podatke?

Pročitajte dalje

O autoru