Год за годом развивается технический прогресс, и каждый раз удивляет нас все больше. Человек готов придумывать всевозможные технологии, чтобы сделать наш необычный мир практичнее, удобнее и с большими возможностями.
Сегодня речь пойдет о Bluetooth – устройстве, позволяющем на расстоянии, с помощью специального передатчика, передавать данные. Многие недопонимают, зачем данные функции расположены в мобильном устройства?
Что же на самом деле представляет собой Bluetooth?
В этой статье Вы ознакомитесь с максимально достоверной информацией, по поводу данного устройства и его возможностях, а так же поймете, как им пользоваться.
И так, Bluetooth является универсальным устройством, с помощью которого каждый сможет на расстоянии передавать данные (фотографии, документы, видео, музыку). Такую разработку во всем мире уже используют ужу 10 лет. Сегодня, данное изобретение немного забыли. Однако, это не значит, что оно списано. Ведь в каждом, практически, мобильнике, имеется передатчик, выполняющий данную функцию. Кроме того, Bluetooth повлиял на создание Wi-Fi и стал его основанием. Поэтому, говоря о Bluetooth, можно сказать, что он является прародителем Wi-Fi. Но, нельзя не отметить, что и с появлением беспроводного устройства, Bluetooth пользуется большой популярностью у молодежи и в современных офисах.
Для чего его используют?
Во-первых, Bluetooth является отличным средством для порядка на Вашем рабочем месте и экономии места. Сегодня, как раз такое определение часто используют современные специалисты. Ведь если немного вернуться в прошлое, то называемый продукт придумали, чтобы обходиться без проводов, которые только мешали работе и комфорту. Кроме того, с поломкой хотя бы одного провода, могло остановиться целое производство. Но если соединение будет беспроводным, то поломка не опасна и сводится к минимуму. Однако и этот факт не является основным достоинством Bluetooth.
Его основное предназначение – передача данных (фотографий, документов, видео, музыки) с одного мобильного устройства на другое. Мы часто не задумываемся о большом потенциале данного устройства и на заданный вопрос о назначении Bluetooth в мобильном телефоне, отвечаем, — «Это средство, чтобы передавать файлы». Такая трактовка верная, но не полностью раскрывает сущность продукта. Ведь с помощью Bluetooth, можно найти и другие полезные применения.
Как же работает данное устройство? Оказывается, трудностей здесь возникнуть не может, так как, чтобы передавать данные, необходимы только подтверждения и выбор. Например, Вы решили передать кому-нибудь фотографию. Для этого и у него и у Вас должен быть Bluetooth. Дальше, запускайте данное приложение, после ищите устройство друга и включите соединение. Когда все подтвердится, у вас будет возможность обмениваться файлами. Такая схема – стандартная.
В настоящее время имеется большое количество разнообразных периферийных устройств. Не для всех их требуются подтверждения. Чтобы облегчить пользователям их применение и избавить от множества проводов, всевозможные периферийные устройства могут работать в автономном режиме.
Приложение Bluetooth позволяет передавать и принимать данные разными элементами. Для осуществления его работы нужны радиоволны, рассчитанные в радиусе ограниченного расстояния воздействия.
С помощью периферийного устройства Bluetooth, можно передавать всевозможные данные или использовать постоянное подключение за счет беспроводной связи. Есть в устройстве и некоторые мелочи, которые могут показаться не совсем пригодными. Но, система Bluetooth располагает огромным количеством всевозможных разработок. Не факт, что постепенно Wi-Fi отправляет на задний план устаревшие разработки, но это не значит, что ими перестали пользоваться. Например, существует масса Hi-FI, используемая этот способ соединения: колонок для компьютера, гарнитуры для телефонов, принтеры, адаптеры, камеры, телевизоры и так далее.
Хочется рассмотреть самые популярные соединения.
Многие слышали о Bluetooth адаптере, и для некоторых не есть диковинка, что данное устройство является самым настоящим роутером, не передающих данные при помощи интернета, а соединяя их беспроводными устройствами. Можно подумать, что это Wi-Fi роутер, создающий точку доступа. Что касается нашего случая, то данная точка представляет собой некий сервер, который поддерживает соединения технических устройств. Например, в офисе находится один принтер и несколько компьютеров. Чтобы дать возможность людям не толкаться, нужно установить адаптер и соединить с принтером все компьютеры. В этом случае очередь печати нормализуется, все смогут забрать свои документы.
Гарнитура Bluetooth представляет собой обычные наушники для телефона, которые не имеют проводов. Благодаря такой уникальности техники, пользователю можно отвечать на звонки, не используя телефона и не отвлекаясь от основных дел. Гарнитуру крепят к уху и долгое время могут ней пользоваться. Представленная технология не мешает обычному слуху, ей не нужна специальная кнопка, позволяющая отвечать на телефонные звонки. Еще совсем недавно, такое мы видели только в фильмах. Сегодня это уже не фантастика и данным устройством пользуются обычные люди.
Радиомодуль Bluetooth представляет собой обычную компьютерную колонку без проводов и используют его для передачи потока звуковой информации. Для того, чтобы колонка работала, нужно соединится с сервером, чтобы передавался звук. Им может стать телефон, компьютер или же плеер. После чего следует на устройстве выключить звук и наслаждаться любимой музыкой, качество которой будет выше.
Из выше сказанного Вы узнали, что собой представляет устройство Bluetooth. Создавая данные технологии, разработчики значительно облегчили нам бытовые дела и надобность иметь множество проводов. Необходимо помнить главные условия, что Bluetooth можно пользоваться на определенной площади и у каждого устройства территория воздействия разная. Кроме того, некоторым устройствам понадобится подзарядка.
Несмотря на появление новых способов передачи данных, технология Bluetooth всё еще остается востребованной. Практически все лэптопы оснащаются модулем беспроводной связи, поэтому вопрос, как включить Bluetooth на ноутбуке, периодически возникает у разных пользователей.
Аппаратное включение
На некоторых моделях ноутбуков управление модулем Bluetooth осуществляется с помощью аппаратного переключателя, который находится на корпусе устройства. Иногда переключатель отвечает сразу за включение Wi-Fi и Bluetooth, так что будьте внимательны.
Другой вариант включения модуля – использование горячих клавиш. Например, у ряда моделей лэптопов Acer включить блютуз можно сочетанием Fn+F3. Подобным образом включение модуля реализовано на ноутбуках ASUS (Fn+F2) и HP (Fn+F12). Чтобы найти нужную кнопку, внимательно изучите ряд F1-F12. Ищите клавишу со значком Bluetooth и нажимайте её в сочетании с кнопкой Fn.
Обратите внимание на световые индикаторы. При включении модулей беспроводной связи должен загореться соответствующий значок. Если он включен, то можно переходить к настройке адаптера в системе.
Установка драйверов
После аппаратного включения адаптера необходимо проверить, что драйверы беспроводного модуля установлены в системе корректно:
- Откройте диспетчер устройств.
- Найдите оборудование, обеспечивающее работу Bluetooth.
- Убедитесь, что устройство работает нормально.
При необходимости обновите драйверы устройства. Выбирайте автоматический поиск. Если такой способ установки не помог, сходите на сайт производителя ноутбука и скачайте программное обеспечение для своей модели лэптопа.
Установление соединения
Некоторые производители (Samsung, Lenovo, ASUS) предустанавливают на ноутбуки утилиты для управления Bluetooth адаптером. Если у вас на лэптопе есть такая программа, то лучше пользоваться ей для добавления/удаления устройств и передачи файлов. Если же фирменной утилиты нет, или вы не можете её применить, то установить соединение через блютуз можно с помощью встроенных системных инструментов.
Windows 7
Если вы перевели аппаратный переключатель в положение «Включено» или воспользовались горячими клавишами для запуска адаптера, а затем убедились, что программное обеспечение модуля беспроводной связи работает корректно, то поищите в области уведомлений значок Bluetooth. С его помощью вы можете быстро добавить новое устройство.
Если значка в трее нет, воспользуйтесь следующей инструкцией:
Еще один способ установления сопряжения с Bluetooth оборудованием:
Система начнет искать доступные устройства. Если драйверы адаптера работают нормально, и Bluetooth включен на том устройстве, которое вы хотите подключить к ноутбуку, то в специальном окне вы увидите доступное для соединения оборудование. Если вы подключаете телефон, то на экране появится код, который нужно ввести на мобильном аппарате для установки сопряжения.
Если встроенные инструменты Windows не помогают решить проблему с добавлением нового устройство Bluetooth, попробуйте использовать для установления сопряжения программы от сторонних разработчиков – например, BlueSoleil или WIDCOMM. Эти утилиты подходят для разных моделей ноутбуков и адаптеров беспроводной связи, устанавливая соединение с периферийными устройствами и давая возможность передавать и принимать файлы.
Windows 8
На Windows 8 настройка Bluetooth осуществляется через панель Charms, которую можно вызвать, подведя курсор к правому верхнему углу экрана (или используя сочетание Win+C). Далее:
Адаптер включен и настроен – теперь вы можете добавить новое устройство. Включите Bluetooth на телефоне или другом девайсе, который вы хотите подключить к ноутбуку. Вернитесь к разделу «Изменение параметров компьютера» и откройте раздел «Устройства». Нажмите «Добавить устройство», чтобы осуществить сопряжение оборудование по беспроводной сети.
На Windows 8.1 порядок включения адаптера претерпел незначительные изменения:
- Вызовите панель Charms, откройте «Параметры».
- Перейдите в раздел «Изменение параметров компьютера».
- Откройте вкладку «Компьютер и устройства».
- Найдите и откройте подменю Bluetooth.
Ноутбук самостоятельно начнет поиск доступных для подключения устройств. В этот момент Bluetooth уже должен быть запущен на устройстве, которое вы хотите соединить с лэптопом.
Windows 10
С выходом новой версии системы от Microsoft порядок включения Bluetooth и добавления нового устройства еще немного изменился. Так как панели Charms в Windows 10 больше нет, то придется пойти другим путем:
- Раскройте «Пуск» и запустите «Параметры».
- Перейдите к вкладке «Bluetooth».
Компьютер начнет поиск устройств Bluetooth. Здесь же есть кнопка «Другие параметры» – нажмите на неё, чтобы убедиться, что ваш ноутбук определяется другими устройствами.
В поле «Обнаружение» установите разрешение на то, что устройства Bluetooth будут видеть имя вашего компьютера. Дополнительно вы можете включить оповещения и вывести значок беспроводного соединения в область уведомлений. С помощью этого значка вы впоследствии сможете быстро добавлять новые устройства, смотреть подключенное оборудование, передавать и принимать файлы.
Bluetooth - технология, с помощью которой мобильные устройства (некоторые компьютеры) могут передавать данные и соединяться с другим устройством. Основное достоинство этой технологии заключается в том, что для ее использования не требуется никаких кабелей и различных проводов. Ближайшим «предком» Bluetooth является IrDa. В отличии от Bluetooth, IrDa требует наличия специального порта в устройстве, а для передачи данных их нужно объединить. Недостатком этого инфракрасного порта является то, что с его помощью передача данных осуществляется на небольших скоростях.
Особенности передачи данных посредством Bluetooth
Как было сказано выше, технология Bluetooth позволяет владельцам различных устройств передавать информацию на высоких скоростях и без использования различных кабелей и др. Для того чтобы начать процесс передачи информации с одного устройства на другое, необходимо убедиться, что они оба имеют встроенный адаптер Bluetooth. Каждое такое устройство, после включения адаптера осуществляет автоматический поиск других. До недавнего времени радиус поиска других устройств и передачи информации составлял 10 метров. Сегодня радиус составляет почти 100 м. Это обусловлено тем, что сегодня появляется больше беспроводных мышек, клавиатур и других устройств, которые можно подключить к компьютеру с помощью Bluetooth, а не использовать для этого громоздкие провода.
Установка и настройка Bluetooth
Большинство пользователей полагают, что установить и настроить Bluetooth - самое сложное. С одной стороны это правильно. В первую очередь необходимо убедиться, что у вас имеется Bluetooth адаптер, а если его нет, то лучше его приобрести и установить. Для того чтобы поставить Bluetooth адаптер на персональный компьютер, достаточно только включить его в USB-разъем (обычно они находятся сзади блока компьютера или на передней панели). Затем устройство должно автоматически определиться компьютером. Если этого не произошло, тогда понадобится установить драйвера (обычно идут в комплекте с адаптером). Затем, когда драйвера установятся, нужно нажать на значок Bluetooth правой кнопкой мыши, который находится на панели в правом нижнем углу экрана или на рабочем столе. В появившемся контекстном меню выбрать «Принять файл». Программа будет осуществлять автоматический поиск всех необходимых устройств, а затем, когда вы найдете свое, то с легкостью можете передавать файлы с одного устройства на другое.
Для того чтобы работать с Bluetooth, необходимо включить на одном и другом устройстве этот адаптер. Потом, когда автоматическое сканирование будет завершено, необходимо найти в списке свое устройство и подключиться к нему. После этого пользователь с легкостью может передавать файлы с телефона на компьютер или наоборот.
Статьи и Лайфхаки
Несмотря на стремительное развитие технологий и внедрение их в нашу повседневную жизнь, многие до сих пор не знают, или даже как работает блютуз . И это притом, что данная функция сегодня имеется на абсолютном большинстве мобильных устройств, и неумение её применять лишает пользователя многих возможностей.
Говоря кратко, Bluetooth представляет собой одну из самых популярных беспроводных технологий. Подобные сервисы существовали и прежде, однако ни один из них не стал настолько известным и широко распространённым.
Попробуем разобраться в том, как же работает данная технология, а также выясним, с какими устройствами она совместима.
Особенности технологии блютуз и принцип её работы
По сути, Bluetooth представляет собой особую технологию передачи информации на сравнительно небольшие расстояния (до 10 и 100 метров), чем заменяет соединение мобильных и прочих периферийных устройств между собой кабелем. Это соединение происходит по радиоканалу.
С потребительской точки зрения главной задачей этой функции является обеспечение дешёвой и экономически выгодной связи между различными видами электрооборудования.
Теперь немного о том, как работает блютуз. По сути, это чип небольших размеров, который принимает и передаёт данные на высоких частотах.
Он свободно используется во всём мире (кроме Италии и Франции) и не нуждается в лицензировании. Такой чип работает в ISM-диапазоне, который активно используется и в различных сферах промышленности, в том числе позволяет и прочий контент.
Главным принципом создания беспроводного соединения на основе Bluetooth является метод FHSS, за счёт которого происходит расширение спектра, а частота меняется скачкообразно.
Говоря иными словами, данные разделяются на пакеты при помощи передатчика, и передаются по алгоритму псевдо-случайности. При этом несущая, то есть основная частота изменяется 1,6 тыс. раз за секунду, одновременно принимая значения одной из подчастот (всего их 79). Распознать друг друга могут только устройства, настроенные на несущую частоту. Постороннее оборудование будет распознавать обычный шум.
Главный структурный элемент Bluetooth включает несколько устройств, работающих на одинаковой частоте. Его называют «Piconet», или пикосеть.
В каждой такой пикосети главное устройство управляет, а остальные являются ведомыми. Управляющее устройство синхронизирует нужную частоту, а также фиксирует все изменения для остальных управляемых элементов.
Распознать оборудование в сети можно благодаря уникальному 3-ёхразрядному адресу. При необходимости любое ведомое устройство может само может стать главным.
Несколько пикосетей (даже если они независимы друг от друга) могут образовать крупную сеть Scatternel. В пределах такой сети могут одновременно сообщаться множество устройств.
Технология блютуз рассчитана на передачу данных, а также голоса по 3-ём аудиоканалам.
С какими устройствами работает блютуз
Наиболее часто эта технология используется в мобильных телефонах, смартфонах и ноутбуках. В последнее время возрос интерес также к беспроводным мышкам и клавиатурам, работающим по Bluetooth. Сегодня на прилавках можно даже найти блютуз-адаптеры с флеш-накопителями.
К другим устройствам, имеющим встроенный модуль Bluetooth, можно отнести настольные и планшетные компьютеры, гарнитуры, принтеры, сканеры и цифровые фотоаппараты.
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