Блютуз: что это такое и как им пользоваться? Что такое bluetooth для чайников. Что такое Bluetooth и как он работает? Принцип работы Bluetooth

Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.

Bluetooth позволяет этим устройствам общаться, на расстоянии от 1 до 100 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.

Происхождение названия Bluetooth

Слово Bluetooth - перевод на английский язык датского слова «Blåtand» («Синезубый»). Это прозвище носил король Харальд I, правивший в X веке Данией и частью Норвегии и объединивший враждовавшие датские племена в единое королевство. Подразумевается, что Bluetooth делает то же самое с протоколами связи, объединяя их в один универсальный стандарт.

С чего начался Bluetooth?

Первая концепция технологии Bluetooth появилась в небольшом городке Швеции Лунде, в 1994 году, где компания Ericsson решила воздвигнуть там новый камень (своеобразный ритуал) в память о великом человеке. Надпись на этом памятнике гласит (в оригинале - на древнескандинавском языке): «Компания Ericsson Mobile Communications АВ установила этот камень в честь Гаральда Блютуса, который дал свое имя новой беспроводной технологии для мобильных коммуникаций».

Далее, в начале 1998 года, пять крупных компаний - Ericsson, Nokia, IBM, Intel и Toshiba - объединились, чтобы начать работу над созданием новой технологии беспроводной связи Bluetooth. 20 мая этого же года для дальнейшего продвижения новой технологии на телекоммуникационном рынке была сформирована специальная рабочая группа (Special Interest Group - SIG). Любая компания, которая планирует разрабатывать устройства Bluetooth, может бесплатно войти в эту группу. В настоящее время в SIG входит более трех тысяч компаний, среди которых есть и старые представители, давшие начало развитию данного стандарта, и новые - например, такие гиганты, как Lucent, Microsoft, Motorola и др.

Основные положения технологии Bluetooth

Bluetooth – это, как уже было сказано выше, современная технология беспроводной передачи данных, позволяющая соединять друг с другом практически любые устройства. Соединить можно все, что соединяется, то есть имеет встроенный микрочип Bluetooth. Технология стандартизирована, следовательно, проблемы несовместимости устройств от конкурирующих фирм быть не должно.

Bluetooth - это маленький чип (рис. 1), представляющий собой высокочастотный (2.4 - 2.48 ГГц) приёмопередатчик.

Рис. 1 Чип Bluetooth

Энергопотребление (мощность передатчика) не должно превышать 10 мВт. Изначально технология предполагала возможность связи на расстоянии не более 10 метров. Сегодня некоторые фирмы предлагают микросхемы Bluetooth, способные поддерживать связь на расстоянии до 100 метров. Как радиотехнология, Bluetooth способен "обходить" препятствия, поэтому соединяемые устройства могут находиться вне зоны прямой видимости. Соединение происходит автоматически, как только Bluetooth-устройства оказываются в пределах досягаемости, причем не только по принципу точка - точка (два устройства), но и по принципу точка - много точек (одно устройство работает с несколькими другими).

Рис. 2 Bluetooth -чип и спичка рядом

Чип Bluetooth реализован с учетом всех современных тенденций. Размер чипа (рис. 2) - менее одного квадратного сантиметра. Применяемая частота позволяет ограничить потребляемую мощность 1мВт. Подобные характеристики позволяют интегрировать чипы Bluetooth в таких устройствах, как мобильные телефоны и карманные компьютеры.

Принцип работы Bluetooth

Технология Вluetooth предполагает два вида связи: синхронную - SCO (Synchronous Connection Oriented) и асинхронную - ACL (Аsynchronous Connectionless). Первый вид, SCO, рассчитан на установление симметричного соединения "точка - точка" и служит преимущественно для передачи речевых сообщений. Скорость передачи информации SCO равна 64 Кит/с. Второй, ACL, предназначен для пакетной передачи данных. Он поддерживает симметричные и асимметричные соединения типа "точка - много точек". Скорость передачи пакетной информации при ACL cоставляет порядка 721 Кбит/с. Пакеты данных имеют фиксированный формат. В начале блока находится 72-бит код доступа. Он может применяться, в частности, для синхронизации устройств. За ним следует 54-бит заголовок пакета, содержащий контрольную сумму пакета и информацию о его параметрах (например, о повторной передаче блока данных). Замыкает пакет область, непосредственно содержащая пересылаемую информацию. Размер этой области варьируется от 0 до 2745 бит.

Основополагающим принципом построения систем Bluetooth является использование метода расширения спектра при скачкообразном изменении частоты (FHSS - Frequency Hop Spread Spectrum). Весь выделенный для Bluetooth-радиосвязи частотный диапазон 2,402-2,480 ГГц разбит на N частотных каналов. Полоса каждого канала 1 МГц, разнос каналов – 140-175 кГц. Для кодирования пакетной информации используется частотная манипуляция.

Для США и Европы N = 79. Исключение составляют Испания и Франция, где для Bluetooth применяется 23 частотных канала. Смена каналов производится по псевдослучайному закону 1600 раз в секунду. Постоянное чередование частот позволяет радиоинтерфейсу Bluetooth транслировать информацию по всему диапазону ISM и избежать воздействия помех со стороны устройств, работающих в этом же диапазоне. Если данный канал зашумлён, то система перейдёт на другой, и так будет происходить до тех пор, пока не обнаружится канал, свободный от помех.

Рис. 3. Частотно-временная диаграмма работы модулей Bluetooth

На рис. 3 показана частотно-временная плоскость, иллюстрирующая одновременную работу трёх Bluetooth-модулей. Модули работают тактами (слотами), длительностью 625 мкс. Каждому модулю в пределах каждого такта назначается соответствующий частотный канал и режим передачи или приёма.

Когда пара любых Bluetooth-устройств соединяется, то они образуют пикосеть (рис. 4).

Одно из них, выполняющее функции ведущего устройства, формирует сигналы синхронизации частоты и ее изменения. Обычно ведущим является тот модуль, который размещён в наиболее мощном устройстве, таком, как персональный компьютер. Все другие устройства являются ведомыми.

Рис. 4 Пикосеть

Пикосеть является фундаментальной формой коммуникации в технологии Bluetooth. Пикосеть может содержать до 7 активных ведомых устройств. Кроме того, в окрестности (зоне уверенного приема) ведущего устройства могут находиться неактивные ведомые устройства, которые также синхронизированы на общие часы и общую последовательность смены частот, но не могут обмениваться данными до тех пор, пока ведущее устройство не активирует их. Если в сети оказывается более 8 устройств, то будет сформирована вторая пикосеть и так далее. Несколько (до 10) независимых и даже не синхронизированных между собой пикосетей, между которыми возможен обмен информацией, могут объединяться в так называемую большую сеть Scatternel. Для этого каждая пара пикосетей должна иметь как минимум одно общее устройство, которое будет главным в одной и подчиняемым в другой. Таким образом, в пределах отдельной Scatternet может быть одновременно связано максимум 71 устройство.

Структурная схема архитектуры Bluetooth

Рис. 5 Архитектура Bluetooth

Важной частью архитектуры (рис. 5) является Host to Controller интерфейс (HCI), обеспечивающий взаимодействие софтовой подсистемы Host с железной подсистемой Controller. Всё взаимодействие верхних уровней Bluetooth системы с ее аппаратной частью происходит через HCI-команды, инициируемые драйвером.

Основные блоки архитектуры:
RF
Блок Radio занимается преобразованием битовой последовательности в радио сигналы. Вопросы модуляции, спектральных характеристик и физики процессов обеспечения битовой скорости - все это решается на нижнем уровне модели.

Baseband Layer = Link Controller + Baseband Manager + Device Manager
Уровень baseband представлен в виде трех блоков, совместная задача которых состоит в управлении физическими каналами, поверх которых устанавливаются физические соединения. Bluetooth-адресация, синхронизации генераторов устройств, управление кодами доступа к физическим каналам, поиск устройств и установление физического канала между ними - все это задачи Baseband-уровня.

Link Manager

После того, как два нижних уровня обеспечили нас физическим соединением между устройствами, дело становится за организацией логических каналов, которые впоследствии и станут базой для передачи трафика приложений. Link Managerв ответе за установление, изменение и освобождение логических соединений между устройствами, а так же за обновление параметров физических соединений. Для этих целей Link Manager использует Link Management протокол (LMP).

L2CAP Layer = Channel Manager + L2CAP Resource Manager
Это высокоуровневый блок Bluetooth Host, оккупированный L2CAP уровнем. Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) - протокол, работающий поверх созданных логических соединений, обеспечивающий сегментацию и восстановление пакетных данных от всех вышележащих приложений.

Скачков Максим Константинович

Что такое Bluetooth и с чем его «едят». Основы технологии и дата создания

Связь Bluetooth - это стандарт беспроводной технологии для обмена данными на кроткой дистанции, которая использует коротковолновые СВЧ радиоволны в ISM диапазоне от 2.4 до 2.485 ГГц, для обмена данными между стационарными и мобильными устройствами, и построении персональных сетей (Personal Area Network PAN).

Создана технология была телекоммуникационным поставщиком Ericsson в 1994 году и так серьезно вошла в повседневную жизнь, что представить себе жизнь без нее стал невозможным. В том числе и автомобильную жизнь. Изначально новая технология была задумана как беспроводная альтернатива интерфейсу RS-232 кабелей данных. При помощи Bluetooth могут подключаться различные устройства, избегая проблем с синхронизацией и без использования лишних проводов.

Спецификация Bluetooth была разработана группой Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), которая на сегодняшний день имеет в членстве более чем 25.000 компаний работающих в области электросвязи, вычислительной техники, сетевого оборудования и потребительской электроники.

Началось восхождение Bluetooth с достижения соглашения с IEEE, на основе которого спецификация Bluetooth стала частью стандарта IEEE 802.15.1. В это время был получен ряд патентов, которые появились в процессе разработки технологии.

Тайна названия Bluetooth

"Bluetooth" является не совсем правильной англизированной версией скандинавского Blåtand/Blåtann, (старонорвежский blátǫnn) являющейся прозвищем короля Харальда Синезубого, жившего в X веке. Ему удалось объединить враждовавшие датские племена в единое королевство, по преданию он также ввел Христианство. По примеру Харальда объединившего народы, Bluetooth делал тоже самое с протоколами, объединяя их в единый универсальный стандарт.

И еще немного по поводу названия. Слово «blå» в современных скандинавских языках означает «синий», но в то время когда жили викинги его второе значение означало и «черный цвет». Поэтому, скорее всего у Харальда, конечно же, был черный передний зуб, но никак ни синий. И в переводе датское Harald Blåtand более правильно было б интерпретировать как Harald Blacktooth, нежели Harald Bluetooth. Вот такая историческая неточность.

Идея названия была предложена в 1997 году Джим Кардашем, который разработал систему, позволявшую мобильным телефонам «общаться» с компьютерами. На момент разработки, Джим читал исторический роман Франса г. Бенгтссона «Корабли Викингов», повествовавшем о Викингах и о короле Харальде Синезубом. Таким образом роман и повлиял на название.

Логотип Bluetooth сочетает две скандинавские руны «хаглаз» и «беркана».

1998

Пятью кампаниями формируется Bluetooth Special Interest Group (SIG)

К концу года Bluetooth SIG принимает своего 400го члена

Имя Bluetooth получает официальный статус

1999

Выпущена спецификация Bluetooth 1.0

Bluetooth в SIG организовывает первую встречу разработчиков UnPlugFest

Технология Bluetooth награждена в качестве "Best of Show Technology Award" на COMDEX

2000

На рынок выходит первый мобильный телефон с поддержкой Bluetooth

Появляется первая PC card

Прототип мыши для ноутбука и продемонстрированы на CeBIT 2000

Прототип USB модуля показан на выставке COMDEX

Первый чип объединивший радиочастоту, основную полосу частот, функции микропроцессора и беспроводное программное обеспечение связи Bluetooth

В продажу уходит первая гарнитура

2001

Первый принтер

Первый ноутбук

Первый hands-free автомобильный комплект

Первый hands-free с распознаванием речи

Bluetooth SIG, Inc. формируется как некоммерческая, неакционерная компания

2002

Первый комплект клавиатуры и мыши

Первый GPS приемник

Количество кондиционных Bluetooth продуктов составило 500 единиц

IEEE одобряет, что 802.15.1 стандарт соответствует беспроводной технологии Bluetooth

Первая цифровая фотокамера

Реализация Bluetooth

Bluetooth работает на частотах от 2400 до 2483.5 МГц (включая поле допусков от 2 МГц в нижнем диапазонt и 3.5 МГц наверху). Соответственно как видно, принцип действия основан на использовании радиоволн. Радиосвязь Bluetooth осуществляется в диапазоне ISM применяющемся в различных бытовых приборах и беспроводных сетях.

Bluetooth использует радио технологию, которая называется скачкообразной перестройкой частоты с расширенным спектром, Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS. Bluetooth делит данные на пакеты и передает каждый пакет по одному из обозначенных 79 каналов (рабочих частот). Каждый канал имеет полосу пропускания 1 МГц. Связь Bluetooth 4.0 использует 2 МГц интервал, который вмещает в себя 40 каналов. Первый канал запускается на 2402 МГц и продолжается до 2480 МГц с шагом 1 МГц. Для Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты, несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду.

Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику, которые каждые 625 мкс (один временной слот) синхронно перестраиваются с одной несущей частоты на другую. Таким образом, если рядом работают несколько пар приёмник-передатчик, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм является также составной частью системы защиты конфиденциальности передаваемой информации: переход происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется отдельно для каждого соединения.

Версии Bluetooth

Bluetooth 1.0

Устройства первой версии 1.0 имели ряд проблем. У них наблюдалась посредственная совместимость с техникой сторонних производителей. В 1.0 и 1.0B была обязательной передача адреса устройства (BD_ADDR) на этапе установления связи, что делало невозможной реализацию анонимности соединения на протокольном уровне и было основным недостатком версии.

Bluetooth 1.1

Первое же обновление 1.1 исправило много недочетов найденных в версии 1.0B. Добавлены: поддержка нешифрованных каналов и RSSI (Received Signal Strength Indication) индикация уровня мощности.

Bluetooth 1.2

У последующего обновления были улучшения: Быстрое подключение и обнаружение. Она стала стойкой к радиопомехам, благодаря использованию адаптивной перестройки частоты с расширенным спектром. Скорости передачи данных до 1 Мбит/с. Появилось Расширенные Синхронные Подключения (eSCO), улучшившее качество передачи голоса в аудиопотоке. В Host Controller Interface (HCI) добавлена поддержка трёхпроводного интерфейса UART. В качестве стандарта принят IEEE Standard 802.15.1-2005.

Bluetooth 2.0 + EDR

EDR обеспечивает следующие преимущества: увеличение скорости передачи в 3 раза до 2,1 Мбит/с, возможность установки нескольких подключений в связи с дополнительной полосой пропускания. Снижение потребления энергии из-за уменьшения нагрузки.

Bluetooth 2.1

Добавлена технология расширенного запроса характеристик устройства, энергосберегающая технология Sniff Subrating, которая позволяет увеличить продолжительность работы устройства от одного заряда аккумулятора в 3—10 раз. Обновлённая спецификация существенно упрощает и ускоряет установление связи между двумя устройствами, позволяет производить обновление ключа шифрования без разрыва соединения

Bluetooth 2.1 + EDR

В августе 2008 года Bluetooth SIG представил версию 2.1+EDR. Новая редакция Bluetooth снижает потребление энергии в 5 раз, повышает уровень защиты данных и облегчает распознавание и соединение Bluetooth-устройств благодаря уменьшению количества шагов, за которые оно выполняется.

Bluetooth 3.0 + HS

21 апреля 2009 года появился Bluetooth 3.0+HS. Скорость передачи данных (теоретически) возросла до 24 Мбит/с. Особенностью являлось добавление AMP (Alternate MAC/PHY), дополнение к 802.11 как высокоскоростное сообщение. Для AMP были предусмотрены две технологии: 802.11 и UWB.

Bluetooth 4.0

Через четыре года, 30 июня 2010, Bluetooth SIG утвердил спецификацию 4.0. Bluetooth 4.0 включал протоколы: классический Bluetooth, высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением.

Bluetooth 4.1

SIG в конце 2013 года представила спецификацию Bluetooth 4.1. Одно из улучшений, реализованных в спецификации Bluetooth 4.1, касается совместной работы Bluetooth и мобильной связи четвёртого поколения LTE. Стандарт предусматривает защиту от взаимных помех путём автоматического координирования передачи пакетов данных.

Bluetooth 4.2

Bluetooth 4.2 был представлен 2 декабря 2014 года. Стандарт улучшили в его скоростных характеристиках и информационной безопасности.

Bluetooth 4.2 добавить возможность прямого подключения к Сети. То есть устройства с поддержкой Bluetooth 4.2 смогут не только напрямую взаимодействовать друг с другом, но и подключаться к Интернет (благодаря поддержке протокола IPv6/6LoWPAN) через соответствующие точки доступа. Ключевая идея развития стандарта заключается в том, чтобы с помощью Bluetooth можно было соединить любые устройства друг с другом.

В дополнение к безопасной и быстрой связи Bluetooth 4.2 также будет более энергоэффективен, всё это сдвинет тенденцию последних месяцев к подключению к сети: всё больше устройств начинают для этого использовать Bluetooth, что, кроме всего прочего, положительно сказывается на автономности работы.

2003

Первый MP3-плеер с технологией Bluetooth

Версия Bluetooth 1.2 принята Bluetooth SIG

Поставка продуктов Bluetooth выросло до 1 млн в неделю

Первая одобренная медицинская система Bluetooth

2004

SIG принимает версию Core Specification Version 2.0 Enhanced Data Rate (EDR)

Технология Bluetooth установлена в качестве базовой комплектации на 250 млн устройств

Поставки превзошли 3 млн. единиц в неделю

Первые стереонаушники

2005

Поставки продукции поднялись до 5 млн чипсетов в неделю

SIG приветствует своего 4,000 участника

Открыта штаб-квартира SIG в Белвью, штат Вашингтон, региональные офисы начали работать в г. Мальме, Швеции и Гонконге

SIG запускает Profile Testing Suite (PTS) v1.0, инструмент для тестирования и проведения типовых испытания полностью разработанный собственными силами компании

2006

Первые солнцезащитные очки

Первые часы

Первая цифровая фоторамка поддерживающая Bluetooth

Bluetooth установлен на 1 млрд устройств

Поставки Bluetooth устройств достигает 10 миллионов в неделю

Тестирование Profile Tuning Suite (PTS) становится обязательной частью продуктов Bluetooth квалификационного отбора

SIG объявляет, что она будет интегрировать технологию сверхширокополосной связи (Ultra-Wide Band, UWB) с WiMedia Alliance

2007

Первый будильник радио

Первый телевизор

SIG приветствует 8,000 участника

Исполнительный директор Bluetooth SIG , Майкл Фолей, получает награду Telematics Leadership Award

PTS Protocol Viewer выпущен в качестве части недавно опубликованной версии 2.1.1 наряду со значительно обновленным пользовательским интерфейсом

Самые распространенные профили Bluetooth

Чтобы использовать беспроводную технологию Bluetooth, устройства должны быть в состоянии интерпретировать определенные профили Bluetooth, которые находятся определенных областях применения и указывают общие формы поведения, чтобы Bluetooth совместимые устройства могли использовать для связи с другими устройствами Bluetooth.

Профиль — набор функций или возможностей, доступных для определённого устройства Bluetooth.

Существует широкий спектр профилей Bluetooth, которые описывают различные типы приложений или сценариев использования устройства.

Список основных профилей одобренных Bluetooth SIG с кратким описанием и предназначением:

Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) разработан для передачи музыки, к беспроводной гарнитуре или иным устройствам.

Audio / Video Remote Control Profile (AVRCP) создан для управления стандартными функциями телевизоров, высокоточного оборудования. Позволяет создавать устройства с функциями дистанционного управления.

Basic Imaging Profile (BIP) разработан для пересылки изображений между устройствами. С помощью этого профиля, возможно, изменять размер изображения и конвертировать его в поддерживаемый принимающим устройством формат.

Basic Printing Profile (BPP) с его помощью возможно пересылать текст, сообщения электронной почты, vCard на принтер. Профилю не требуется наличие драйверов.

Common ISDN Access Profile (CIP) используется для доступа устройств к цифровой сети с интеграцией служб, ISDN.

Cordless Telephony Profile (CTP) поддерживает беспроводную телефонию.

Device ID Profile (DIP) помогает определить класс устройства, его производителя и версию продукта.

Dial-up Networking Profile (DUN) протокол предоставляет стандартный доступ к Интернету или другому телефонному сервису через Bluetooth.

Fax Profile (FAX) предоставляет интерфейс между мобильным или стационарным телефоном, а также персональным компьютером на котором установлено программное обеспечение для работы с факсами.

File Transfer Profile (FTP_profile) обеспечивает доступ к файловой системе устройства.

General Audio / Video Distribution Profile (GAVDP) база для A2DP и VDP.

Generic Access Profile (GAP) база для остальных профилей.

Generic Object Exchange Profile (GOEP) база для других профилей передачи данных, основывается на OBEX.

Hard Copy Cable Replacement Profile (HCRP) замена кабельного соединения между устройством и принтером. Отрицательная сторона профиля, делающая его не универсальным- необходимость установки драйверов.

Hands-Free Profile (HFP)

Human Interface Device Profile (HID) обеспечивает поддержку устройств с HID в которые входят клавиатуры, мышки, джойстики и т.д. Отличительная особенность - использует медленный канал, работает на пониженной мощности.

Headset Profile (HSP) используется для соединения беспроводной гарнитуры и телефона.

Intercom Profile (ICP) обеспечивает голосовые звонки между Bluetooth совместимыми устройствами.

LAN Access Profile (LAP) обеспечивает доступ Bluetooth устройствам к вычислительным сетям LAN, WAN или Интернет посредством другого Bluetooth устройства, которое имеет физическое подключение к этим сетям.

SIM Access Profile (SAP, SIM) позволяет получить доступ к SIM-карте телефона, что делает возможным использование одной SIM-карты для нескольких устройств.

Synchronisation Profile (SYNCH) позволяет синхронизировать персональные данные (PIM).

Video Distribution Profile (VDP) позволяет передавать потоковое видео.

Wireless Application Protocol Bearer (WAPB) протокол для организации P-to-P (Point-to-Point) соединения через Bluetooth.

Интерфейс "Блютуз" на сегодняшний день стал довольно широко распространен у разных видов устройств, в частности персональных компьютеров, мобильных телефонов, планшетов и прочих. Конечно, пользователи не застрахованы от возникновения разнообразных проблем. Чаще всего несложно разобраться в причинах возникновения неполадок, достаточно быть знакомым с основными принципами функционирования указанного интерфейса. "Блютуз" - что это? Как его использовать?

Особенности технологии

"Блютуз" представляет собой беспроводной интерфейс, характеризующийся малым радиусом действия, который создавался в 1994 году инженерами компании Ericsson, расположенной в Швеции. В 1998 году рядом компаний была создана особая организация Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), которая и сейчас работает в сфере разработки, продвижения и внедрения данной технологии. На данный момент количество компаний, ставших участниками ассоциации, превысило 13 тысяч.

Основное преимущество данной технологии состоит в том, что подключение "Блютуз" не требует больших ресурсов в плане потребления энергии, а стоимость приемопередатчиков сравнительно низкая по сравнению с иными технологиями беспроводной передачи. Все это позволяет использовать такое техническое решение даже в малогабаритных устройствах, имеющих миниатюрные элементы питания. За использование описываемого интерфейса производители оборудования не обязаны ничего выплачивать создателям технологии. Этот факт сыграл не последнюю роль в столь широком распространении этого интерфейса в разнообразных приборах.

Для чего он нужен?

Вкратце мы рассмотрели, что такое "Блютуз". Что это полезная вещь, уже понятно. А с тем, как этим пользоваться, еще следует разобраться. Основное назначение данной технологии состоит в создании персональных сетей, обеспечивающих возможности для обмена данными между гаджетами, находящимися поблизости. Это могут быть лэптопы, настольные компьютеры, мобильные и периферийные устройства, а также многое другое, принадлежащее к данной категории.

Применение

Для различных целей можно использовать "Блютуз". Что это приспособление, которое позволяет объединять несколько устройств в сеть, мы уже узнали. Но каким образом происходит соединение? В случае с двумя гаджетами подключение осуществляется по схеме «точка-точка», а в случае с большим числом приборов это уже будет схема «точка-многоточка». Вне зависимости от используемой схемы, выделяется ведущее устройство и ведомые.

Ведущим устройством задается шаблон, используемый всеми ведомыми, а также на него возлагаются задачи по синхронизации всех устройств. Посредством такого соединения образуется пикосеть. В рамках одного такого решения допускается объединение одного ведущего и семи ведомых приборов. Помимо этого, есть возможность для добавления в пикосеть еще нескольких устройств, которые будут ведомыми, но только в статусе временно заблокированных. Они не принимают участия в информационном обмене, однако синхронизируются с ведущим при помощи интерфейса "Блютуз". Что это, становится понятно, если представить, как от одного источника поступают данные всем остальным в режиме реального времени. Это удобно и открывает массу возможностей для организации работы.

Максимальное количество устройств

Еще один уровень сопряжения - объединение нескольких пикосетей в единую распределительную сеть. Для этого устройство, которое является ведомым в одной пикосети, берет на себя задачи ведущего в другой. В данном случае особенность состоит в том, что пикосети, принадлежащие к одной распределительной сети, используют разные шаблоны и между собой не синхронизируются. В состав одной распределительной сети не может включаться более 10 пикосетей. Получается, что посредством организации распределительной сети, включающей устройства "Блютуз", можно объединить в общей совокупности до 71 прибора.

Особенности передачи данных

Для используется радиоканал в 2,4-2,4835 ГГц, дополненный методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. Указанный диапазон разбивается на 79 каналов, для каждого из которых выделена полоса шириной 1 Мгц. Верхняя и нижняя часть диапазона содержит неиспользуемые полосы, которые считаются защитными. Передача данных осуществляется с применением фазовой модуляции по Гауссу, что предполагает изменение во времени несущей частоты соответственно с гауссовой кривой, а это заметно ограничивает спектр излучаемого сигнала.

"Блютуз"-адаптер производит обмен данными внутри интервалов времени, длина которых составляет 625 мкс. Передача каждого слота завершается переходом на новый частотный канал. Канальный уровень предполагает, что данные обмениваются пакетами, у каждого из которых длина составляет один-пять слотов. Определенная их часть может резервироваться для синхронных каналов, предназначенных для трансляции потоковых данных. Получается, что передача может осуществляться не только синхронными данными, но и асинхронными.

В спецификации устройства "Блютуз" предусмотрена возможность для использования двух видов связи: синхронной с установлением соединения, а также асинхронной, при которой соединение не устанавливается. Применение первого варианта актуально при создании каналов «точка-точка» между ведущими и ведомыми устройствами. Предназначением второго является организация сопряжения по схеме «точка-многоточка» между ведущим устройством пикосети и всеми ведомыми.

Классы устройства "Блютуз"

В зависимости от того, какой мощностью и эффективностью радиуса действия характеризуется "Блютуз"-адаптер, различают три класса приемопередатчиков. Самым распространенным вариантом, актуальным для использования в большинстве компьютеров и мобильных устройств, выпускаемых современной промышленностью, являются приемопередатчики второго класса. Медицинская аппаратура оснащается маломощными передатчиками класса 3, а наиболее дальнобойные модули, принадлежащие к классу 1, используются в системах управления и мониторинга промышленного оборудования.

Особенности настройки

Если вы хотите установить а потом использовать его для сопряжения с какими-либо устройствами, то следует ориентироваться в особенностях его настройки. С помощью применения данной технологии можно использовать радиоволны короткого диапазона для подключения к беспроводным сетям, а также получить доступ к периферийным устройствам, совместимым с версией технологии: принтером, мышью, мобильным телефоном, а также иными компьютерами и коммуникаторами.

Так как речь идет о беспроводном подключении, то есть осуществляемом посредством радиоволн, то любое периферийное устройство допускается перемещать в пространстве, при этом связь не будет потеряна, если оно не покидает зону «видимости». Если вы хотите подключить "Блютуз" на компьютер, то должны знать, что делается это автоматически, когда прибор попадает в зону действия передатчика. Достаточно только единожды произвести все необходимые настройки. В большинстве моделей ноутбуков передатчики встроены изначально, требуется только правильно их настроить, чтобы потом все работало без перебоев.

Настройка устройства "Блютуз" для "Виндовс"

Для осуществления этой операции требуется выполнить вполне конкретные действия. Для начала нужно убедиться в наличии в ноутбуке данного адаптера. После этого требуется загрузить все необходимые драйвера. После активации инсталлятора драйверов и запуска мастера добавления устройств все будет определено автоматически.

Когда устройство будет обнаружено, его необходимо будет добавить. Если система оказалась неспособной найти его, то следует убедиться в том, что устройство полностью заряжено, и к нему поступает энергопитание, что оно включено и расположено в зоне действия. Информацию о дальности действия любого прибора можно отыскать в сопроводительной документации. После того как будет завершена детальная проверка компонента, требуется перезапустить мастер добавления устройств.

Проблемы, которые могут возникнуть

Если вы озадачены тем, как включить "Блютуз", то можете обратить внимание, что при отсутствии самого компонента на панели задач ноутбука соответствующий значок может присутствовать. Его требуется обязательно скрыть. Для этого следует щелкнуть по значку, а потом по пункту "Настроить".

Когда устройства "Блютуз" включены, на дисплее отображается перечень всех сопряженных девайсов, которые доступны в рабочем диапазоне. При этом у каждого, как уже было сказано ранее, имеется свой диапазон, что требуется учитывать при сопряжении.

Особенности работы

Все последние модели телефонов, планшетов и ноутбуков получают в качестве обязательного компонента модуль "Блютуз", наличие которого подтверждается значком-логотипом на экране или корпусе устройства. Когда устанавливается соединение, на экране появится соответствующий логотип, а обмен данными сопровождается дополнительной индикацией. Сейчас производители встраивают устройство "Блютуз" на планшет, телефон и компьютер.

Помимо мобильных устройств, данная технология применима для настольных компьютеров, для обеспечения связи между мышками, клавиатурами, цифровыми фотоаппаратами, сканерами, принтерами, наушниками и разнообразными гарнитурами. Это оборудование поддерживает обмен данными на расстоянии до 100 метров. Иногда поддержка беспроводной связи оказывается возможной даже при использовании устройств, расположенных в разных помещениях.

Сопряжение разных устройств

Если использовать "Блютуз" для телефона или иных устройств при подключении к ПК, то необходимо на компьютер установить порт-коннектор, по форме напоминающий обычную флешку, подключаемую посредством USB. Драйвера и необходимые программы обычно поставляются в комплекте с оборудованием, но если их нет, то всегда можно воспользоваться помощью официального сайта для получения необходимых приложений.

Если рассматривать устройство "Блютуз" для телефона, то самым стали использующие эту технологию. С их помощью можно разговаривать по телефону даже тогда, когда ваши руки заняты: при занятиях спортом, вождении автомобиля и т. п. Если вы знаете, как включить "Блютуз" для активации гарнитуры, то всегда можете освободить руки в то время, когда разговариваете по телефону. Сам же аппарат может в это время находиться в сумке или кармане.

Особенности использования Bluetooth в телефонах и смартфонах

Первые телефоны умели передавать исключительно голос, но за последние десятилетия они так далеко шагнули вперед в своем развитии, что теперь могут пересылать на другие устройства текст, графику, видео и множество других типов данных. Не последнюю роль в этом отведена радиомодулю Bluetooth (дословный перевод на русский язык звучит как «голубой зуб»), который сегодня можно найти практически в каждом мобильном телефоне, а также в ноутбуках, компьютерах и в виде отдельных девайсов.

Основные сведения о Bluetooth

Изначально радиомодуль Bluetooth был придуман как альтернатива проводному соединению для различных устройств. Благодаря ему отпадает необходимость постоянно носить с собой и подключать при необходимости различные кабели. Сегодня он стал мировым стандартом, а воспользоваться Bluetooth можно в любом уголке нашей планеты. Для работы данный радиомодуль использует частоту 2,4 ГГц (низкочастотная радиосвязь). Диапазон этот не подлежит обязательному лицензированию, поэтому работать с ним могут все желающие.

В зависимости от класса модули Bluetooth могут работать в диапазоне до 1 до 100 метров, но это в теории. На практике (в условиях, отличных от идеальных) радиус действия в каждом из классов будет на 10-20% меньше эталонного. Физические препятствия не прерывают радиосигнал, а только немного ограничивают его радиус действия. В этом состоит его основное отличие от более старого способа передачи данных в телефоне - IrDA.

Внешне Bluetooth представляет собой небольшой микрочип, встроенный в другое электронное устройство. В этой статье пойдет речь о возможностях Bluetooth как части мобильного телефона или смартфона.

На самых старых телефонах до сих пор можно найти самую раннюю спецификацию Bluetooth - 1.0. Она была далека от совершенства, так как позволяла передавать данные с максимальной скоростью 721 Кбит/с и отличалась слабой совместимостью между устройствами разных производителей. В версиях 1.1 и 1.2 эта ошибка была исправлена, и они достаточно широко использовались в мобильных телефонах еще несколько лет назад. На сегодняшний день наиболее популярными можно назвать версии Bluetooth 2.0 и 2.1. В первой (Bluetooth 2.0) была добавлена поддержка EDR, обеспечившая прирост скорости передачи данных до 3 Мбит/с, а в во второй (Bluetooth 2.1) начала работать энергосберегающая технология Sniff Subrating. На ряд последних мобильных новинок производители установили радиомодули Bluetooth версии 3.0, главное отличие которой от предыдущих состоит в возможности передачи данных со скоростью до 24 Мбит/с (сопоставимо со скоростью передачи данных через Wi-Fi).

Возможности Bluetooth в телефоне во многом обусловлены набором поддерживаемых профилей. Среди наиболее полезных и востребованных профилей можно отметить Handsfree (позволяет использовать для разговоров беспроводную гарнитуру), Serial Port (эмулятор последовательного порта ПК), Dial Up Networking (дозвон по сети), File Transfer (передача файлов), Basic Printing (вывод на печать изображений), A2DP (позволяет передавать звук в высоком качестве на беспроводные наушники). В каждом из телефонов может быть разный набор поддерживаемых профилей, но те возможности, которые будут описаны в последних трех разделах, вам сможет предложить любой современный телефон, в котором установлен данный радиомодуль.

Достоинства и недостатки беспроводной связи через Bluetooth в телефоне

К достоинствам радиомодуля Bluetooth в телефоне можно отнести следующие его особенности:

• наличие Bluetooth позволяет осуществить обмен данными с другими устройствами (естественно, также оснащенными этим же модулем) без использования дополнительного аксессуара - дата-кабеля;
• наличие модуля Bluetooth очень незначительно влияет на его стоимость, поэтому его устанавливают почти во все современные модели мобильных телефонов и смартфонов (исключение составляют лишь чрезвычайно дешевые телефоны, предназначенные только для совершения звонков);
• для использования модуля Bluetooth в телефоне потребуется минимум дополнительных знаний;
• исключена возможность взаимовлияния разных телефонов с Bluetooth, которые находятся в непосредственной близости друг к другу;
• при подключении двух устройств с модулями Bluetooth в каждом из них не требуется приобретение дополнительных аксессуаров;
• радиомодуль Bluetooth более экономно по сравнению с Wi-Fi использует заряд аккумулятора.

Недостатки беспроводной связи Bluetooth в телефоне выглядят следующим образом:

• несмотря на умеренную скорость разрядки аккумулятора при включенном Bluetooth, использовать этот модуль все-таки следует аккуратно, особенно если нет возможности в ближайшее время подзарядить мобильный телефон;
• ограниченный радиус работы модуля в телефоне - обычно это до 10 метров в открытом пространстве. Бетонные перекрытия зданий могут уменьшать этот радиус в 1,5-2 раза.

Bluetooth в телефоне для общения

Использование Bluetooth-гарнитуры в комплекте с телефоном, оснащенным этим радиомодулем, позволяет освободить руки во время общения по телефону. Гарнитура крепится на ухо пользователя, а сам телефон в это время может спокойно лежать в кармане одежды. Такой способ особенно востребован среди занятых людей, которым часто приходится отвечать на звонки, а также среди сторонников активного образа жизни, автолюбителей.

Сегодня способов общения посредством мобильных телефонов так много, что сложно рассказать о каком-либо из них что-то новое. К сожалению, большинство из них работают на платной основе: обычные звонки, SMS, MMS, электронные письма, послания в ICQ или сообщения в социальной сети. Все они будут оплачиваться в соответствии с действующими тарифами вашего мобильного оператора. Существуют, конечно, очень лояльные тарифные планы, где некоторые услуги будут обходиться очень дешево или вообще бесплатно, но это частные случаи. Тем не менее способ общаться бесплатно существует, и реализован он как раз посредством беспроводного модуля Bluetooth.

Помимо самих телефонов с Bluetooth необходимо будет только одно: простое Java-приложение, которое и предоставит необходимый для общения интерфейс. Подобных программ создано достаточно много, но называются они очень похоже: Bluetooth Chat, Blue Chat, Blueeee! IM. Абсолютное большинство этих приложений можно быстро и бесплатно найти и установить в свой мобильный телефон.

После установки достаточно активировать Bluetooth в своем телефоне и сделать его «видимым» для других устройств. После этого можно включить поиск и попробовать найти себе собеседников. Все отправляемые и принимаемые сообщения будут абсолютно бесплатными, а чат может поддерживать до десяти диалогов одновременно в приватном режиме или общение настоящим чатом - когда все сообщения видны всем подключенным пользователям.

Интерфейс программы Bluetooth Chat

Bluetooth в телефоне для работы

Мобильный телефон с Bluetooth может стать отличным помощником в том случае, если вам понадобится поработать в сети Интернет с компьютера или с ноутбука. Использованием мобильного телефона для доступа к Интернету сегодня трудно кого-либо удивить. Но в ряде случаев пользователи даже не догадываются, что, имея под рукой ПК или ноутбук со встроенным или внешним модулем Bluetooth, можно с гораздо большим комфортом проверять почту, ICQ или свою страницу в социальной сети. Для этого необходимо включить Bluetooth в телефоне и в компьютере (или ноутбуке), активировать на каждом из них возможность обнаружения другими устройствами, обменяться контрольными кодами (хотя можно подсоединяться без них - все зависит от выбранных настроек подключения). Когда компьютер и телефон «увидят» друг друга, в настройках ПК следует выбрать службу «Подключения удаленного доступа к сети». Все, теперь можно выходить в Интернет с помощью мобильного телефона, который в данном случае будет выполнять функцию GPRS-модема.

Имея под рукой только телефон и ноутбук (или ПК) с модулями Bluetooth (а во многих современных ноутбуках он установлен по умолчанию), можно оперативно пересылать с одного устройства на другое файлы, в том числе синхронизировать органайзеры, телефонные книги, создавать резервные копии важных данных, обмениваться электронными визитными карточками и многое другое.

Bluetooth в телефоне для развлечений

Мобильный телефон с Bluetooth может стать неплохой заменой пульту дистанционного управления для вашего компьютера или ноутбука. Для того чтобы связать с его помощью два устройства, на телефон понадобится установить специальное программное обеспечение. Например, это может быть программа anyRemoote или Bluetooth Remote Control.

Интерфейс программы Bluetooth Remote Control

В настройках приложения можно указать, с какими из программ телефон будет работать как пульт управления. Это могут быть аудио- и видеопроигрыватели, просмотрщики изображений и презентаций и ряд других приложений.

Если в вашем телефоне есть Bluetooth с профилем A2DP, то вы можете смело приобретать себе Bluetooth-наушники и слушать с их помощью музыку. Это крайне удобно - у вас нет путающихся проводов, не расшатывается музыкальный разъем на корпусе (а это большая проблема для телефонов, которыми активно пользуются в течение 2-3 лет). Для того чтобы подключить наушники к телефону и беспрепятственно передавать на них музыку, необходимо выполнить стандартные шаги по включению «видимости» каждого из них, а также поиск и добавление друг друга в список подключенных устройств.

Примеры Bluetooth-наушников

Кстати, на самом деле управлять можно не только музыкой или программами в ПК, но и множеством разных гаджетов. Так, несколько лет назад компания выпустила Bluetooth Car 100 - гаджет в виде небольшого автомобиля, которым можно было управлять как раз при помощи телефона с радиомодулем Bluetooth.

В настоящее время интерфейс Bluetooth широко применяется в ПК, мобильных телефонах и множестве других цифровых устройств. Естественно, что время от времени пользователи сталкиваются с различными проб­лемами. В большинстве случаев разобраться в причинах неполадок не так уж сложно - для этого достаточно знать основные принципы работы данного интерфейса. В настоящей статье, построенной в форме ответов на часто задаваемые вопросы, мы приведем наиболее важную информацию, касающуюся интерфейса Bluetooth.

Что такое Bluetooth?

Bluetooth - это беспроводной интерфейс с небольшим радиусом действия, созданный в 1994 году инженерами шведской компании Ericsson. В 1998-м компании Ericsson, IBM, Intel, Nokia и Toshiba основали организацию Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), которая и по сей день занимается разработкой и продвижением данной технологии. Впоследствии членами Bluetooth SIG стали многие компании: в минувшем году их количество превысило 13 тыс.

Основными преимуществами Bluetooth по сравнению с конкурирующими решениями являются низкий уровень энергопотребления и невысокая стоимость приемопередатчиков, что позволяет применять его даже в малогабаритных устройствах с миниатюрными элементами питания. Кроме того, производители оборудования не должны выплачивать лицензионные отчисления за использование интерфейса Bluetooth в своих изделиях. Разумеется, этот фактор также способствовал широкому распространению данного интерфейса.

Для чего нужен Bluetooth?

Основным назначением Bluetooth является создание так называемых персональных сетей (Private Area Networks, PAN), которые обеспечивают возможность обмена данными между расположенными поблизости (внутри одного дома, помещения, транспортного средства и т.д.) настольными и портативными ПК, периферийными и мобильными устройствами и пр.

Варианты топологии пикосетей

Сколько устройств можно подключить при помощи Bluetooth?

Посредством Bluetooth можно объединить как два, так и сразу несколько устройств. В первом случае подключение осуществляется по схеме «точка­точка», во втором - по схеме «точка­многоточка». Независимо от применяемой схемы одно из устройств является ведущим (master), остальные - ведомыми (slave). Ведущее устройство задает шаблон, который будут использовать все ведомые устройства, а также синхронизирует их работу. Соединенные таким образом устройства образуют пикосеть (piconet). В рамках одной пикосети могут быть объединены одно ведущее и до семи ведомых устройств. Кроме того, допускается наличие в пикосети дополнительных ведомых устройств (сверх семи), которые имеют статус заблокированных (parked): они не участвуют в обмене данными, но при этом находятся в синхронизации с ведущим устройством.

Несколько пикосетей можно объединить в распределенную сеть (scatternet). Для этого устройство, работающее в качестве ведомого в одной пикосети, должно выполнять функции ведущего в другой (см. вторую схему). При этом пикосети, входящие в состав одной распределенной сети, не синхронизированы друг с другом и используют разные шаблоны.

Топология распределенной сети, объединяющей несколько пикосетей

Максимальное количество пикосетей в составе распределенной сети не может превышать десяти. Таким образом, распределенная сеть позволяет объединить в общей сложности до 71 устройства.

Как осуществляется передача данных?

Передача данных ведется по радиоканалу в частотном диапазоне 2,4-2,4835 ГГц с использованием метода псевдослучайной перестройки рабочей частоты (Frequency-Hopping Spread Spectrum, FHSS). Этот диапазон разбит на 79 каналов, каждый из которых занимает полосу шириной в 1 МГц. В верхней и нижней частях диапазона предусмотрены неиспользуемые (защитные) полосы. Для передачи данных применяется гауссова фазовая модуляция, которая предусматривает изменение несущей частоты во времени в соответствии с гауссовой кривой, что позволяет ограничить спектр излучаемого сигнала.

Обмен данными осуществляется внутри временных интервалов (тайм-слотов) длиной 625 мкс. После передачи каждого слота производится переход на другой частотный канал. На канальном уровне обмен данными осуществляется пакетами, каждый из которых может иметь длину от одного до пяти слотов. Часть слотов может быть зарезервирована для синхронных каналов (которые задействуются для передачи потоковых данных). Таким образом, параллельно с синхронными данными могут передаваться и асинхронные.

Спецификация Bluetooth предусматривает два вида связи: синхронную с установлением соединения (Synchronous Connection-Oriented, SCO) и асинхронную без установления соединения (Asynchronous Connection-Less, ACL). Первый вариант используется для организации канала «точка­точка» между ведущим и ведомыми устройствами. Второй служит для связи по схеме «точка­многоточка» между ведущим и всеми ведомыми устройствами данной пикосети.

Что такое классы Bluetooth?

В зависимости от мощности и эффективного радиуса действия приемопередатчики Bluetooth подразделяются на три класса (см. таблицу). Наиболее распространенным вариантом, который применяется в большинстве ныне выпускаемых мобильных электронных устройствах и ПК, являются приемопередатчики Bluetooth Class 2. Маломощными системами Class 3 оснащается медицинская аппаратура, а основной сферой применения наиболее «дальнобойных» модулей Class 1 являются системы мониторинга и управления промышленным оборудованием.

Чем различаются версии Bluetooth?

Если кратко, то набором поддерживаемых технологий передачи данных, протоколов и профилей, а также максимальной скоростью соединения. По мере развития технологий и расширения функциональности мобильных устройств возникает необходимость во внесении соответствующих изменений и дополнений в спецификацию Bluetooth. Это позволяет реализовать новые функциональные возможности, а также повысить пропускную способность интерфейса.

Первая версия спецификации (Bluetooth 1.0) была утверждена в 1999 году. В ходе эксплуатации первых устройств было выявлено немало недостатков, в том числе проблемы перекрестной совместимости продуктов разных производителей.

Вскоре после промежуточной спецификации (Bluetooth 1.0В) была утверждена Bluetooth 1.1 - в ней были исправлены ошибки и устранены многие недостатки первой версии.

В 2003 году была утверждена базовая специ­фикация Bluetooth 1.2. Одним из ее ключевых новшеств стало внедрение метода адаптивной перенастройки рабочей частоты (Adaptive frequency-hopping spread spectrum, AFH), благодаря которому беспроводное соединение стало гораздо более устойчивым к воздействию электромагнитных помех. Кроме того, удалось сократить время, затрачиваемое на выполнение процедур обнаружения и подключения устройств.

Еще одним важным улучшением версии 1.2 стало повышение скорости обмена данными до 433,9 Кбит/с в каждую сторону при использовании асинхронной связи по симметричному каналу. В случае асимметричного канала пропускная способность составляла 723,2 Кбит/с в одну сторону и 57,6 Кбит/с - в другую.

Кроме того, был добавлен усовершенствованный вариант технологии синхронной связи с установлением соединения (Extended Synchronous Connections, eSCO), который позволил улучшить качество передачи потокового звука за счет использования механизма повторной отправки пакетов, поврежденных в процессе передачи.

В конце 2004 года была утверждена базовая спецификация Bluetooth 2.0 + EDR. Наиболее важным новшеством второй версии стала технология Enhanced Data Rate (EDR), благодаря внедрению которой удалось значительно (в несколько раз) увеличить пропускную способность интерфейса. Теоретически использование EDR позволяет достичь скорости передачи данных 3 Мбит/с, однако на практике этот показатель обычно не превышает 2 Мбит/с.

Необходимо отметить, что EDR не является обязательной функцией для приемопередатчиков, соответствующих спецификации Bluetooth 2.0.

Устройства, оборудованные приемопередатчиками Bluetooth 2.0, обратно совместимы с модулями предыдущих версий (1.x). Естественно, что скорость передачи данных ограничивается возможностями более медленного устройства.

В 2007 году была утверждена базовая спецификация Bluetooth 2.1 + EDR. В ней была добавлена технология расширенного запроса характеристик устройства для дополнительной фильтрации списка при сопряжении. Еще одно новшество - энергосберегающая технология Sniff Subrating, которая позволила значительно (от 3 до 10 раз) увеличить продолжительность автономной работы мобильных устройств. Также была существенно упрощена процедура установления связи между двумя устройствами и реализована поддержка NFC-соединений.

В августе 2008-го были утверждены базовые дополнения (Core Specification Addendum, CSA) к спецификациям Bluetooth 2.0 + EDR и Bluetooth 2.1 + EDR. Внесенные изменения направлены на снижение уровня энергопотребления, повышение уровня защиты передаваемых данных и оптимизацию процедур идентификации и соединения Bluetooth-устройств.

В апреле 2009 года была утверждена базовая спецификация Bluetooth 3.0 + HS. Аббревиатура HS в данном случае расшифровывается как High Speed - высокая скорость. Ее главное новшество - реализация технологии Generic Alternate MAC/PHY (AMP), обеспечивающей возможность передачи данных со скоростью до 24 Мбит/с. Кроме того, предусматривается использование двух модулей приемопередатчиков: низкоскоростного с невысоким энергопотреблением и высокоскоростного, совмес-тимого со стандартом 802.11. В зависимости от ширины потока транслируемых данных (или размера передаваемого файла) задействуется либо низкоскоростной (до 3 Мбит/с), либо высокоскоростной приемопередатчик. Это позволяет снизить уровень энергопотребления в тех случаях, когда не требуется высокая скорость передачи данных.

В июне 2010 года была утверждена базовая спецификация Bluetooth 4.0. Ключевая особенность этой версии - использование технологии передачи данных с низким энергопотреблением (low energy technology). Снижение энергопотребления достигается как за счет ограничения скорости передачи данных (не более 1 Мбит/с), так и за счет того, что приемопередатчик не работает постоянно, а включается только на время обмена данными. Применение данной технологии обеспечивает до нескольких лет автономной работы устройств, получающих питание от малогабаритной литиевой батарейки.

Необходимо отметить, что спецификация Bluetooth 4.0 ориентирована главным образом на миниатюрные цифровые устройства и различные электронные датчики (температуры, давления, влажности и т.д.), применяемые в медицинских и промышленных системах удаленного мониторинга.

Что такое профили Bluetooth?

Любое устройство, оборудованное интерфейсом Bluetooth, поддерживает заданный его производителем набор профилей. Каждый профиль обеспечивает поддержку определенных функций (например, передачу файлов или потока медиаданных, обеспечение сетевого соединения и т.д.), которые могут быть задействованы при подключении двух или более устройств посредством Bluetooth. Таким образом, набор профилей определяет функциональные возможности устройства, доступные через Bluetooth-соединение.

Чтобы задействовать Bluetooth-соединение для выполнения определенной задачи, требуется наличие поддержки соответствующего профиля как у ведущего, так и у ведомого устройства. Так, передать по Bluetooth-соединению список контактов с одного мобильного телефона на другой можно лишь при условии, что оба аппарата поддерживают профиль OPP (Object Push Profile). А, например, для использования мобильного телефона в качестве беспроводного сотового модема необходимо, чтобы этот аппарат и применяемый компьютер поддерживали профиль DUN (Dial-up Networking Profile). Если же Bluetooth-соединение между двумя устройствами установлено, но выполнить какое­либо действие (скажем, передать файл) не удается, то вероятной причиной возникновения этой проблемы может быть отсутствие поддержки соответствующего профиля у одного из устройств.

Иерархия профилей Bluetooth

Существует большое количество разно­образных профилей Bluetooth, которые описывают разные варианты и способы использования подключенных устройств.

Каждый профиль Bluetooth обязательно содержит следующую информацию:

• зависимость от других профилей;
• предлагаемый формат пользовательского интерфейса;
• части стека протоколов Bluetooth, применяемые данным профилем.

Всё многообразие профилей можно разделить на две группы: базовые и прикладные. Далее приведена краткая информация о трех базовых профилях:

• GAP (Generic Access Profile) - общий профиль доступа Bluetooth. Поддерживается всеми без исключения Bluetooth-устройствами и служит базисом для функционирования всех остальных профилей;
• SPP (Serial Port Profile) - профиль эмуляции последовательного порта. Базируется на профиле GAP и описывает механизм обмена данными между двумя устройствами, аналогичный тому, который задействуется при подключении через последовательный проводной интерфейс (RS-232, USB и пр.);
• GOEP (Generic Object Exchange Profile) - общий профиль обмена объектами, базирующийся на GAP и SPP. Описывает механизм обмена данными между двумя устройствами с использованием протокола передачи OBEX (OBject EXchange) и требования к передаваемым объектам.

В настоящее время существует большое количество прикладных профилей, обеспечивающих работу самых разных функций. Далее мы рассмотрим лишь те из них, которые получили наибольшее распространение в ПК, периферийных устройствах и современных гаджетах:

• A2DP(Advanced Audio Distribution Profile) - обеспечивает передачу двухканального (стереофонического) аудиопотока от источника сигнала (ПК, плеера, мобильного телефона) к беспроводной стереогарнитуре или иному воспроизводящему устройству. Для сжатия передаваемого потока может использоваться стандартный кодек SBC (Sub Band Codec) либо другой, определенный производителем устройства;
• AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile) - позволяет управлять стандартными функциями телевизоров, систем домашнего киноте-атра и т.д. Устройство с поддержкой профиля AVRCP способно выполнять функции беспроводного пульта ДУ. Может применяться в связке с профилями A2DP или VDPT;
• BIP (Basic Imaging Profile) - обеспечивает возможность передачи, приема и просмотра изображений. Например, позволяет передавать цифровые фотографии с цифровой камеры в память мобильного телефона. Преду-смотрена возможность изменения размеров и форматов передаваемых изображений с учетом специфики подключенных устройств;
• BPP (Basic Printing Profile) - базовый профиль печати, обеспечивающий передачу различных объектов (текстовых сообщений, визитных карточек, изображений и т.п.) для вывода на печатающем устройстве. Например, можно распечатать на принтере текстовое сообщение с мобильного телефона или фотографию с цифрового фотоаппарата. Важной особенностью профиля BPP является то, что на устройстве, с которого производится отправка объекта на печать, не требуется устанавливать специфический драйвер для применяемой модели принтера;
• DUN (Dial-up Networking Profile) - этот базирующийся на SPP профиль обеспечивает подключение ПК или иного устройства к Интернету посредством мобильного телефона, выполняющего в данном случае функцию внешнего модема;
• FAX (Fax Profile) - позволяет использовать внешнее устройство (мобильный телефон или МФУ с факсимильным модулем) для приема и отправки факсимильных сообщений с ПК;
• FTP (File Transfer Profile) - базируется на GOEP и обеспечивает передачу файлов, а также доступ к файловой системе подключенного устройства. Стандартный набор команд позволяет осуществлять навигацию по иерархической структуре диска подключенного устройства, а также копировать и удалять файлы;
• GAVDP (General Audio/Video Distribution Profile) - обеспечивает передачу звукового и видеопотока от источника сигнала к воспроизводящему устройству. Является базовым для профилей A2DP и VDP;
• HCRP (Hard Copy Cable Replacement Profile) - задействуется в качестве альтернативы кабельному соединению между ПК (или иным устройством) и принтером. В отличие от профиля BPP, требуется установка специфического драйвера для используемой модели принтера;
• HFP (Hands-Free Profile) - обеспечивает подключение автомобильных устройств hands-free к мобильному телефону для голосовой связи;
• HID (Human Interface Device Profile) - описывает протоколы и способы подключения беспроводных устройств ввода (мышей, клавиатур, джойстиков, пультов ДУ и пр.) к ПК. Профиль HID поддерживается в ряде моделей мобильных телефонов и КПК, что позволяет применять их в качестве беспроводных пультов для управления графическим интерфейсом ОС или отдельными приложениями на ПК;
• HSP (Headset Profile) - позволяет подключить беспроводную гарнитуру к мобильному телефону или иному устройству. Помимо передачи звукового потока обеспечивается работа таких функций, как набор номера, ответ на входящий звонок, завершение вызова и регулировка громкости;
• OPP (Object Push Profile) - базовый профиль для пересылки объектов (изображений, визитных карточек и т.д.). Например, можно передать список контактов с одного мобильного телефона на другой или фотографию со смартфона на ПК. В отличие от FTP, профиль OPP не обеспечивает доступ к файловой системе подключенного устройства;
• PAN (Personal Area Networking Profile) - позволяет объединить два или насколько устройств в локальную сеть. Таким способом можно подключить несколько ПК к одному, имеющему доступ в Интернет. Кроме того, данный профиль обеспечивает удаленный доступ к ПК, выполняющему функции ведущего устройства;
• SYNC (Synchronization Profile) - используется в связке с базовым профилем GOEP и осуществляет синхронизацию персональных данных (ежедневника, списка контактов и пр.) между двумя устройствами (например, настольным ПК и мобильным телефоном);
• VDP (Video Distribution Profile) - передает видеопоток с одного устройства на другое.