Частота и принцип работы Bluetooth

Все сегодня наслышаны, без сомнения, об устройстве Bluetooth. Прошло уже довольно много лет, когда оно появилось на территории Российской Федерации и за чрезвычайно короткий промежуток времени завоевало невиданную популярность. Поколение двухтысячных помнит о Bluetooth еще со времен школьной скамьи, когда все передавали друг другу файлы на переменах. Без Bluetooth сложно обойтись и сейчас, особенно в том случае, если у вас попросту отсутствует USB-шнур для подключения к компьютеру. Это часто может приводить к тому, что передать на персональный компьютер важные файлы возможно только при помощи беспроводной персональной сети. Что же все-таки собой представляет Bluetooth и какова частота такого соединения? Об этом мы расскажем далее.

Что такое Bluetooth?

Bluetooth – от английского «Синий зуб» — целая группа беспроводных персональных сетей (называются также Wirеlеss pеrsonal arеa nеtwork или, сокращенно, WPАN). Цель Bluetooth состоит в том, чтобы обеспечивать обмен информации таких устройств, как персональный компьютер, телефон, цифровой фотоаппарат.

На основе работы Bluetooth работают и беспроводные мышки, клавиатуры, наушники и джойстики, что делает устройство чрезвычайно удобным и полезным. Диапазон работы устройства нельзя назвать большим – ловит Bluetooth только в границах десяти метров друг от друга, и дальность соединения очень зависит от различных помех или же преград.

Частота Bluetooth – один из наиболее главных и принципиальных моментов – содержится в диапазоне частот от 2402 до 2480 ГГц, обычно при этом указывается частота в 2.4 ГГц как средняя и наиболее оптимальная для работы устройства. Для того чтобы передавать данные по Bluetooth большинство стран мира выделяет до 79 различных каналов связи, ширина каждого из которых соответствует 1 МГц, поскольку этот диапазон используется исключительно для гражданских целей.

Принципы работы Bluetooth

Сам принцип работы устройства построен на основе использования радиоволн в границах ISM-диапазона (от английского Industry, Sсience аnd Mеdicine). Этот диапазон свойственный разного рода бытовым приборам и беспроводным сетям, диапазон которых в свою очередь соответствует диапазону частот работы Bluetooth. Немаловажным является и то, что данная технология использует методы расширений спектров со скачкообразными перестройками частот (Frequеncy Hоpping Sprеad Spеctrum, обычно укорачивают как FHSS). Этот метод довольно простой в реализации, может обеспечить устойчивое положение по отношению к широкополосным помехам, в то время как само оборудование в данном случае сравнительно недорогое.

Алгоритм FHSS обеспечивает феноменальную скачкообразность несущей сигнальной частоты, согласно исследованиям она изменятся до 1600 раз на протяжении всего лишь одной секунды. На этом в принципе и базируется принцип работы Bluetooth: быстрое изменение частоты обеспечивает для вас защиту от помех при возможной передачи файлов, один сигнал не перебивает и не мешает другому сигналу, и, в свою очередь, данные передаются более качественно и быстро. Также, это один из наиболее безопасных вариантов передачи информации в границах внутренних сетей беспроводным путем. Подключиться до принимающего нельзя, а также небольшой радиус действия является гарантом незамеченности и  избегания несанкционированных подключений.

Скачкообразная перемена частот

Выходит, что для того чтобы менять каналы передачи данных посредством Bluetооth необходимо всего 625 микросекунд. Именно они и являются тем интервалом времени, в котором происходит передача данных в пакете. В пакетах в такой ситуации измеряют поток передаваемой информации, и один пакет может находиться «в пути» на протяжении нескольких интервалов (это зависит от размеров). Когда пакеты будут переданы – частота поменяется, и так далее.

Задействуется обычно также и применение так называемого адаптивного скачкообразного изменения частот. Его используют при ограничении передачи данных с устройств, которые имеют определенное количество каналов. Важно, что при всем этом открывающиеся диапазоны частот могут быть использованными и другими приборами для передачи информации. Этим самым возможность риска при возникновении помех частот значительно уменьшается.

Иногда диапазон ограничивается из-за запрета некоторых стран на использование некоторых из каналов частот. Так, Испания и Франция из 79 каналов дали разрешение на функционирование лишь 22.

Главные виды стандартов Bluetooth

Стандарты Bluetooth – своего рода «поколения» в развитии этого устройства. Они отличаются как принципами и методами передачи данных, так и радиусом действия, даже частота каналов со временем менялась.

Стандарт 2.0

Необходимо обратить внимание на версии, начинающиеся со стандартов 2.0. Стандарт Bluetooth 2.0 получил, в сравнении со старыми версиями, множество новых особенностей и инноваций. В значительной степени выросли показатели скорости передачи данных, в первую очередь, благодаря тому, что стандарт 2.0 может поддерживать EDR. Bluetooth 2.0, что появился в 2004 году, и по сей день является одним из наиболее распространенных стандартов устройства. За одну секунду он может передать до двух с половиной мегабит, что намного больше возможностей предыдущих стандартов. Спецификации 2.0 улучшили и безопасность передачи данных от возможных помех частот.

Стандарт 3.0

Стандарт 3.0 в свою очередь зашел еще дальше. Этот стандарт поддерживал технологию Wi-Fi, а потому смог развивать передачу данных до 24 мегабит в секунду, а это почти в 10 раз быстрее, чем предыдущий стандарт и его модификации. Правда, стандарт 3.0 потребляет очень много энергии и поэтому телефоны, которые поддерживали только стандарт 3.0 очень быстро садились. Выход нашли в совмещении двух стандартов – 3.0 и 2.0 в одном телефоне, что позволяет значительно экономить зарядку мобильного устройства.

Стандарт 4.0

Является новейшим стандартом устройства 4.0, также отличается от предыдущих стандартов 2.0 и 3.0. На этот раз разработчики решили не бежать за высокими показателями скорости передачи информации, а ограничиться меньшим израсходованием электроэнергии и высокой степенью безопасности. Добиться этого они смогли, используя непостоянную работу передатчика данных. Девайсы, которые используют такие стандарты Bluetooth, обычно имеют небольшие габариты. Их используют обычно для медицинских или спортивных целей. Они рассчитаны на то, чтобы передавать небольшое количество данных, и с этой целью прекрасно справляются, являясь экономными и компактными при использовании.

Существующие на сегодняшний день версии Bluetooth

  • Bluetooth 1.0; 1.1; 1.2. Такие устройства можно смело считать устаревшими, они уже почти не используются, за исключением «антикварных» мобильных телефонов. Вследствие развития технологии большинство параметров было усовершенствовано, дав этим самым жизнь другим, более актуальным и современным устройствам.
  • Bluetooth 2.0 и 2.1. Эти устройства уже поддерживают технологию EDR (англ. Enhаnced Dаta Rаte). Более подробно мы уже разбирали их выше, к тому же отличий между 2.0 и 2.1 почти нет.
  • Bluetooth 3.0. Поддерживает технологию HS (High Spеed). Преимущество этой системы в том, что она, фактически, поддерживает две системы – для высокоскоростной передачи информации до 24 мегабит в секунду при большой трате энергии и до 3 мегабит при низкой растрате. Другая, более экономная подсистема, является при этом аналогом системы 2.0 1.
  • Bluetooth 4.0, называемая также lоw еnergy – имеет чрезвычайно низкое потребление энергии вашего мобильного устройства. Пиковая скорость передачи информации ограничивается 1 мегабитом в секунду, и предназначена она для небольших по размеру сенсорных устройств в обуви или тренажерах, работающих от батареек. Одной такой батареи при постоянной работе Bluetooth, кстати, хватит на несколько лет.
Была ли полезна для вас
эта статья:
Поделиться:

Добавить комментарий