Cum funcționează de fapt Bluetooth?

De când Bluetooth a fost lansat oficial pentru prima dată în 1999, a devenit o parte indispensabilă a vieții de zi cu zi. În zilele noastre, puteți găsi o versiune de Bluetooth în smartphone-uri, ceasuri inteligente, difuzoare fără fir și gadgeturi portabile.

Dar, în ciuda popularității sale, mulți oameni încă nu știu cum funcționează Bluetooth. Deci, de la frecvența semnalului și interferența de fundal până la codecuri, rază și evoluții, iată cum funcționează de fapt Bluetooth.

Ce este Bluetooth?

Înainte de a intra în esența modului în care funcționează tehnologia Bluetooth și a modului în care noile versiuni sunt mai puternice și mai bune decât cele anterioare, este important să înțelegeți ce este Bluetooth.

Bluetooth este o tehnologie de transmisie radio cu rază scurtă și putere redusă. Este alcătuit din unde electromagnetice neionizante în intervalul radio între 2,402 GHz și 2,48 GHz. Fiind la capătul inferior al gamei permite Bluetooth să aibă o energie scăzută în comparație cu alte transmisii radio dispozitive. De aceea, este ușor de implementat în gadgeturi și smartphone-uri de dimensiuni mici, fără să vă faceți prea multe griji cu privire la durata de viață a bateriei.

Bluetooth poate călători în spații deschise și prin unele bariere fără un mediu fizic. Cât de departe poate călători un anumit semnal Bluetooth depinde în primul rând de puterea acestuia și dacă există sunt bariere suficient de groase sau realizate din materiale care distorsionează și degradează semnalul dincolo recunoaştere.

Cum funcționează Bluetooth?

Semnalul Bluetooth pe care telefonul îl trimite către căști este precedat mai întâi de software. Datele dvs. — imagini, sunet și așa mai departe — nu pot fi trimise așa cum sunt prin Bluetooth. Mai întâi trece printr-un algoritm de compresie numit codec care transformă datele în pachete individuale.

Codecurile, cum ar fi aptX, AAC, SBC și LDAC, trebuie să se potrivească între dispozitivele transmițătoare și cele destinatare. Diferit codecurile sunt optime pentru diferite tipuri de dateși afectează factori precum consumul de energie, rata de transfer, calitatea datelor și intervalul de conectare.

Există 79 de canale Bluetooth desemnate și toate dispozitivele conectate trebuie să fie reglate pe același canal de frecvență cu o lățime de bandă de 1 megahertz (MHz). În acest sens, canalele Bluetooth sunt similare cu Canale Wi-Fi pe care le veți găsi pe router.

Când două dispozitive alimentate cu Bluetooth sunt în apropiere, ele se pot conecta și comunica folosind mici cipuri de computer încorporate în ele. Acesta este hardware-ul responsabil pentru emiterea și recepția undelor radio Bluetooth.

Interval de semnal și clase Bluetooth

În general, cu cât frecvența este mai mică, cu atât intervalul este mai lung. Dar semnalele de joasă frecvență transportă mult mai puține date decât omologii lor de înaltă frecvență. Bluetooth este dependent de putere.

Dacă sunteți dispus să dedicați suficientă energie, puteți transmite un semnal Bluetooth de înaltă frecvență, bogat în date, pe o distanță mai lungă. De fapt, găsirea echilibrului între consumul de energie, calitate și autonomie este modul în care apare o nouă versiune de Bluetooth.

• Bluetooth de clasa 1 transmite la 100 miliwați (mW) pe 328 de picioare
• Bluetooth de clasa 2 transmite la 2,5 mW pe 33 de picioare
• Clasa 3 Bluetooth transmite un semnal la doar 1 mW cu o rază de acțiune mai mică de 30 de picioare.

Pentru referință, cele mai recente căști, căști și telefoane Bluetooth sunt Bluetooth de clasa 2, în timp ce unele sunt de clasa 3. În ceea ce privește Bluetooth de clasă 1, capabilitățile sale lungi necesită multă energie care necesită de obicei o sursă de alimentare externă, nu doar o baterie portabilă. Puteți găsi dispozitive Bluetooth de clasa 1 în implementări industriale, cum ar fi dispozitive și aplicații IoT într-o fabrică sau linie de asamblare.

Interferență de fundal

S-ar putea să fi observat că mersul pe o stradă cu trafic pietonal intens sau luarea unui tren de metrou aglomerat duce la statică în căștile tale fără fir. Acest lucru se datorează celor 79 de canale Bluetooth desemnate mai sus menționate.

Dacă sunteți la școală, la bibliotecă sau la birou cu dvs. și cu toți cei care folosesc dispozitive Bluetooth cu o rază de acțiune de aproximativ 33 de picioare, atunci 79 de canale sunt de obicei suficiente. Dar când zeci de dispozitive concurează pentru un spațiu limitat, semnalele încep să interfereze.

Deși nu veți putea accesa semnalul Bluetooth al altcuiva (chiar dacă vă acordați dispozitivul la același canal, Bluetooth este criptat), acesta va intra în coliziune cu semnalul dvs. și îl va degrada. Vulnerabilitatea este un alt motiv de ce Bluetooth este folosit doar pentru comunicații pe distanță scurtă. Este mai ușor să controlezi un mediu de 30 până la 100 de picioare în loc de distanțe lungi în mile.

Alți factori care interferează cu semnalele Bluetooth includ:

• Bariere fizice: Metalul, ipsosul, betonul și chiar umiditatea au cel mai mare efect asupra calității Bluetooth, cu materiale precum lemnul, sticla și plasticul în partea de jos a listei.
• Sensibilitatea receptorului: Distanța degradează semnalul. Dacă receptorul nu este suficient de sensibil, este posibil să nu îl poată primi și decoda corect.
• Puterea de transmisie: Cu cât puterea de bază a semnalului este mai slabă, cu atât va fi mai slabă la distanță și prin bariere.

Versiuni Bluetooth

Tehnologia Bluetooth pe care o folosim acum nu este aceeași care exista la începutul anilor 2000. Deși încă urmează aceleași principii, versiunile Bluetooth mai noi pot face mai mult pentru mai puțin. Trei lucruri se schimbă odată cu dezvoltarea Bluetooth: consumul de energie, raza de acțiune și viteza de transfer de date (care afectează latența audio).

Bluetooth 1.0 era consumator de energie, dar avea doar o rază de acțiune de 33 de picioare și o viteză maximă de 1 Mbps. În timp ce Bluetooth 2.0 ar putea transfera date la 3 Mbps, nu se compară cu saltul de performanță al Bluetooth 3.0 cu 24 Mbps. Dar utilizarea stratului de adaptare la protocol 802.11 consumă multă energie din dispozitivele Bluetooth 3.0.

Cu toate acestea, Bluetooth 1.0 până la 3.0 sunt mult mai greu de găsit în dispozitivele comerciale în zilele noastre. Au fost înlocuite cu Bluetooth 4.0 și Bluetooth 5.0. Ambele standarde sunt funcționale ca Bluetooth Low Energy, cu o rază de acțiune de 800 de picioare și o viteză care nu scade sub 2 Mbps.

De ce trebuie să aflați cum funcționează Bluetooth

Bluetooth este la egalitate cu Wi-Fi, GPS și tehnologii de turnuri celulare. Este folosit în aproape orice dispozitiv modern și aveți nevoie de un nivel de bază de subestimare pentru a lucra cu el.

Cunoașterea diferenței dintre versiunile Bluetooth și diferitele codecuri de transmisie vă permite să alegeți dispozitive care au specificațiile de care aveți nevoie. De exemplu, nu este nevoie de un Bluetooth cu rază lungă de acțiune, consumatoare de energie într-o tastatură fără fir, dar aceste caracteristici sunt mult mai importante cu căștile fără fir cu care te vei mișca.

Cum funcționează Bluetooth? Folosește Planul meu de date?

Bluetooth vă conectează dispozitivele, dar vă folosește Wi-Fi-ul sau datele mobile?

Citiți în continuare

Despre autor