Hogyan működik valójában a Bluetooth?

Amióta a Bluetooth 1999-ben először hivatalosan megjelent, a mindennapi élet nélkülözhetetlen részévé vált. Napjainkban a Bluetooth egy változata megtalálható okostelefonokban, okosórákban, vezeték nélküli hangszórókban és hordozható kütyükben.

De népszerűsége ellenére sokan még mindig nem tudják, hogyan működik a Bluetooth. Tehát a jelfrekvenciától és a háttérinterferenciától a kodekekig, a hatótávolságig és a fejlesztésekig a Bluetooth valójában így működik.

Mi az a Bluetooth?

Mielőtt belevágna a Bluetooth technológia működésébe, és hogy az új verziók erősebbek és jobbak, mint a korábbiak, fontos megérteni, mi az a Bluetooth.

A Bluetooth egy kis hatótávolságú, kis teljesítményű rádióátviteli technológia. Nem ionizáló elektromágneses hullámokból áll a 2,402 GHz és 2,48 GHz közötti rádiótartományban. Lény a tartomány alsó végén lehetővé teszi, hogy a Bluetooth alacsony energiájú legyen a többi rádióátvitelhez képest eszközöket. Éppen ezért könnyen beépíthető kis méretű kütyükbe és okostelefonokba anélkül, hogy túl sokat kellene aggódnia az akkumulátor élettartama miatt.

A Bluetooth fizikai adathordozó nélkül is képes bejárni a nyílt tereket és bizonyos akadályokon keresztül. Az, hogy egy adott Bluetooth-jel mekkora távolságra képes eljutni, elsősorban az erősségétől és attól függ, hogy van-e ott elég vastagok az akadályok, vagy olyan anyagokból készülnek, amelyek torzítják és rontják a jelet elismerés.

Hogyan működik a Bluetooth?

A telefon által a fejhallgatónak küldött Bluetooth-jelet először szoftver előzi meg. Adatai – képek, hangok és így tovább – nem küldhetők el Bluetoothon keresztül. Először egy kodeknek nevezett tömörítési algoritmuson megy keresztül, amely az adatokat egyedi csomagokká alakítja.

A kodekeknek, például az aptX-nek, az AAC-nak, az SBC-nek és az LDAC-nak meg kell felelniük az adó- és a fogadóeszközöknek. Különböző A kodekek optimálisak a különböző adattípusokhoz, és olyan tényezőket befolyásolnak, mint az energiafogyasztás, az átviteli sebesség, az adatminőség és a kapcsolati tartomány.

79 kijelölt Bluetooth-csatorna van, és minden csatlakoztatott eszközt ugyanarra a frekvenciacsatornára kell hangolni, 1 megahertzes (MHz) sávszélességgel. Ebben az értelemben a Bluetooth csatornák hasonlóak a Az útválasztón található Wi-Fi-csatornák.

Ha két Bluetooth-eszköz van a közelben, akkor a beléjük épített kis számítógépes chipek segítségével tudnak kapcsolódni és kommunikálni. Ez a hardver felelős a Bluetooth rádióhullámok kibocsátásáért és vételéért.

Jeltartomány és Bluetooth osztályok

Általában minél alacsonyabb a frekvencia, annál hosszabb a tartomány. Az alacsony frekvenciájú jelek azonban lényegesen kevesebb adatot hordoznak, mint a magas frekvenciájú társaik. A Bluetooth teljesítményfüggő.

Ha hajlandó elegendő energiát áldozni, nagyfrekvenciás, adatban gazdag Bluetooth-jelet továbbíthat nagyobb távolságra is. Valójában az energiafogyasztás, a minőség és a hatótáv közötti egyensúly megtalálása a Bluetooth új verziója.

• Az 1. osztályú Bluetooth 100 milliwattot (mW) sugároz 328 lábon
• A 2-es osztályú Bluetooth 2,5 mW-on sugároz 33 lábon
• A 3. osztályú Bluetooth mindössze 1 mW-os jelet továbbít, 30 lábnál kisebb hatótávolsággal.

Referenciaként a legújabb Bluetooth-fejhallgatók, fejhallgatók és telefonok a 2-es osztályú Bluetooth-ok, míg néhány a 3-as osztályú. Ami az 1-es osztályú Bluetooth-ot illeti, a nagy hatótávolságú képességei sok energiát igényelnek, ami általában külső áramforrást igényel, nem csak hordozható akkumulátort. Az 1. osztályú Bluetooth-eszközöket ipari megvalósításokban, például IoT-eszközökben és gyári vagy összeszerelősorokban lévő alkalmazásokban találhatja meg.

Háttérinterferencia

Lehet, hogy észrevette, hogy egy nagy forgalmú utcán sétálva vagy egy forgalmas metróvonattal statikus feszültség keletkezik a vezeték nélküli fejhallgatójában. Ennek oka a fent említett 79 kijelölt Bluetooth-csatorna.

Ha az iskolában, a könyvtárban vagy az irodában tartózkodik Önnel és mindenkivel, aki körülbelül 33 láb hatótávolságú Bluetooth-eszközöket használ, akkor általában 79 csatorna elegendő. De amikor eszközök tucatjai versengenek egy korlátozott helyért, a jelek zavarni kezdenek.

Bár nem fog tudni hozzáférni valaki más Bluetooth-jeléhez (még ha ugyanarra a csatornára hangolja is eszközét, a Bluetooth titkosítva van), mégis ütközik az Ön jelével, és lerontja azt. A sebezhetőség egy másik ok miért csak rövid hatótávolságú kommunikációra használják a Bluetooth-t. Könnyebb irányítani a 30-100 láb közötti környezetet a mérföldes távolságok helyett.

Egyéb tényezők, amelyek zavarják a Bluetooth jeleket:

• Fizikai akadályok: A fém, a vakolat, a beton és még a páratartalom is a legjobban befolyásolja a Bluetooth minőségét, olyan anyagokkal, mint a fa, az üveg és a műanyag a lista végén.
• Vevő érzékenysége: A távolság rontja a jelet. Ha a vevő nem elég érzékeny, előfordulhat, hogy nem tudja megfelelően fogadni és dekódolni.
• Átviteli teljesítmény: Minél gyengébb a jel alapteljesítménye, annál gyengébb lesz a távolságon és az akadályokon keresztül.

Bluetooth verziók

A jelenleg használt Bluetooth technológia nem ugyanaz, mint a 2000-es évek elején. Noha továbbra is ugyanazokat az elveket követi, az újabb Bluetooth-verziók többet tudnak tenni kevesebbért. Három dolog változik a Bluetooth fejlesztéssel: energiafogyasztás, hatótáv és adatátviteli sebesség (ami befolyásolja audio késleltetés).

A Bluetooth 1.0 energiaigényes volt, de csak 33 láb hatótávolsága és 1 Mbps maximális sebessége volt. Bár a Bluetooth 2.0 3 Mbps-os adatátvitelre képes, nem hasonlítható össze a Bluetooth 3.0 24 Mbps-os ugrásszerű teljesítményével. A 802.11 protokoll-adaptációs réteg használata azonban sok energiát von el a Bluetooth 3.0-s eszközöktől.

A Bluetooth 1.0-3.0-t azonban manapság sokkal nehezebb megtalálni a kereskedelmi eszközökben. Ezeket a Bluetooth 4.0 váltotta fel Bluetooth 5.0. Mindkét szabvány Bluetooth Low Energy néven működik, hatótávolsága 800 láb, és sebessége nem süllyed 2 Mbps alá.

Miért kell megtanulnia, hogyan működik a Bluetooth?

A Bluetooth egyenrangú a Wi-Fi-vel, GPS és sejttorony technológiák. Szinte minden modern eszközben használatos, és alapszintű alábecsülés szükséges a használatához.

A Bluetooth-verziók és a különféle átviteli kodekek közötti különbség ismerete lehetővé teszi, hogy olyan eszközöket válasszon, amelyek rendelkeznek a szükséges specifikációkkal. Például nincs szükség energiaigényes, nagy hatótávolságú Bluetooth-ra egy vezeték nélküli billentyűzetben, de ezek a funkciók sokkal fontosabbak a vezeték nélküli fejhallgatóknál, amelyekkel utazni fog.

Hogyan működik a Bluetooth? Használja a Saját adatcsomagot?

A Bluetooth csatlakoztatja eszközeit, de használja-e Wi-Fi- vagy mobiladatait?

Olvassa el a következőt

A szerzőről