- Сфера використання
- підключення пристроїв
- Радіус дії
- Версії Bluetooth і їх відмінності
- профілі Bluetooth
- практичні рекомендації
Сергій Асмаков
Сфера використання
підключення пристроїв
Радіус дії
Версії Bluetooth і їх відмінності
профілі Bluetooth
практичні рекомендації
Одна із стійких тенденцій розвитку мобільних пристроїв - вдосконалення засобів бездротових комунікацій, які забезпечують можливість з'єднання з Інтернетом, локальною мережею, а також c різним периферійним обладнанням (навушниками, гарнітурами, акустичними системами, принтерами і т.д.) і іншими розташованими поблизу гаджетами. Технології бездротового зв'язку, як, втім, і інших компонентів мобільних пристроїв, - постійно розвиваються. З'являються нові версії специфікацій, збільшується пропускна здатність, розширюється набір функцій і т.д. Завдяки цьому забезпечується якісний розвиток, без якого немислимий технічний прогрес. Втім, у прогресу є й зворотний бік: з кожним роком користувачам стає все складніше розібратися з тим, в чому ж полягає відмінність різних моделей.
Зазвичай з короткого опису мобільного пристрою можна почерпнути лише назви бездротових інтерфейсів, якими воно обладнане. В докладної специфікації, як правило, є додаткові відомості, зокрема версії бездротових інтерфейсів (наприклад, Wi-Fi 802.11b / g / n і Bluetooth 2.1). Однак і цього далеко не завжди достатньо для того, щоб повною мірою оцінити можливості бездротових комунікацій розглянутого пристрою. Наприклад, щоб зрозуміти, чи буде працювати той чи інший периферійний пристрій, що підключається по Bluetooth, з наявним у вашому розпорядженні смартфоном або планшетом.
У даній статті ми розповімо про різні нюанси, на які необхідно звернути увагу при оцінці можливостей пристроїв, обладнаних інтерфейсом Bluetooth.
Сфера використання
Бездротовий інтерфейс з невеликим радіусом дії, що отримав назву Bluetooth, був розроблений в 1994 році інженерами шведської компанії Ericsson. Починаючи з 1998-го розвитком і просуванням цієї технології займається організація Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), заснована компаніями Ericsson, IBM, Intel, Nokia і Toshiba. До теперішнього часу список членів Bluetooth SIG включає більше 13 тис. Компаній.
Впровадження інтерфейсу Bluetooth в споживчих пристроях для масового ринку почалося в першій половині минулого десятиліття. В даний час вбудованими адаптерами Bluetooth оснащуються багато моделей портативних ПК і мобільних пристроїв. Крім того, у продажу представлений широкий асортимент периферійних пристроїв (бездротових гарнітур, маніпуляторів, клавіатур, акустичних систем і т.д.), обладнаних цим інтерфейсом.
Основною функцією Bluetooth є створення так званих персональних мереж (Private Area Networks, PAN), які забезпечують можливість обміну даними між розташованими поблизу (всередині одного будинку, приміщення, транспортного засобу і т.д.) настільними і портативними ПК, периферійними і мобільними пристроями і пр.
Головними перевагами Bluetooth в порівнянні з конкуруючими рішеннями є низький рівень енергоспоживання і невисока вартість приймачів, що дозволяє вбудовувати його навіть в малогабаритні пристрої з мініатюрними елементами живлення. Крім того, виробники обладнання звільнені від виплати ліцензійних відрахувань за установку в своїх виробах приймачів Bluetooth.
підключення пристроїв
За допомогою інтерфейсу Bluetooth можна об'єднати як два, так і відразу декілька пристроїв. У першому випадку підключення здійснюється за схемою «точка - точка», у другому - за схемою «точка - многоточка». Незалежно від схеми з'єднання один з пристроїв є провідним (master), решта - веденими (slave). Провідний пристрій задає шаблон, який будуть використовувати всі ведені пристрої, а також синхронізує їх роботу. Сполучені таким чином пристрої утворюють пікомережа (piconet). В рамках однієї пікомережі можуть бути об'єднані одне провідне і до семи ведених пристроїв (рис. 1 і 2). Крім того, допускається наявність в пікомережі додаткових ведених пристроїв (понад семи), які мають статус заблокованих (parked): вони не беруть участі в обміні даними, але при цьому знаходяться в синхронізації з провідним пристроєм.
Мал. 1. Схема пікомережі,
об'єднуючою два пристрої
Мал. 2. Схема пікомережі,
об'єднуючою кілька пристроїв
Кілька пікомереж можна об'єднати в розподілену мережу (scatternet). Для цього пристрій, що працює в якості веденого в одній пікомережі, має виконувати функції ведучого в інший (рис. 3). Пікомережі, що входять до складу однієї розподіленої мережі, не синхронізовані один з одним і використовують різні шаблони.
Мал. 3. Схема розподіленої мережі, що включає три пікомережі
Максимальна кількість пікомереж в складі розподіленої мережі не може перевищувати десяти. Таким чином, розподілена мережа дозволяє об'єднати в цілому до 71 пристрою.
Відзначимо, що на практиці потреба в створенні розподіленої мережі виникає рідко. За нинішньої ступеня інтеграції апаратних компонентів складно уявити собі ситуацію, коли власнику смартфона або планшета треба було б підключити по Bluetooth більше двох-трьох пристроїв одночасно.
Радіус дії
У специфікації Bluetooth передбачені три класи приймачів (див. таблицю ), Що розрізняються по потужності, а значить, по ефективному радіусу дії. Найбільш поширеним варіантом, який застосовується в більшості нині випускаються мобільних електронних пристроїв і ПК, є приймачі Bluetooth Class 2. малопотужних системами Class 3 оснащується медична апаратура, а основною сферою застосування найбільш «далекобійних» модулів Class 1 є системи моніторингу та управління промисловим обладнанням.
Зрозуміло, розраховувати на стабільне бездротове з'єднання між пристроями, віддаленими на граничну відстань (наприклад, на 10 м в разі приймачів Class 2), можна лише при відсутності між ними великогабаритних перешкод (стіни, перегородки, двері і т.п.). Реальний радіус дії може варіюватися як в залежності від особливостей приміщення, так і від наявності в ефірі радіоперешкод і джерел сильного електромагнітного випромінювання.
Версії Bluetooth і їх відмінності
Перша версія специфікації (Bluetooth 1.0) була затверджена в 1999 році. Незабаром після проміжної специфікації (Bluetooth 1.0В) була затверджена Bluetooth 1.1 - в ній виправлені помилки і усунені багато недоліків першої версії.
У 2003 році була затверджена базова специфікація Bluetooth 1.2. Одним з її ключових нововведень стало впровадження методу адаптивної перенастроювання робочої частоти (Adaptive frequency-hopping spread spectrum, AFH), завдяки якому бездротове з'єднання стало набагато більш стійким до впливу електромагнітних завад. Крім того, вдалося скоротити час, що витрачається на виконання процедур виявлення і підключення пристроїв.
Ще одним важливим поліпшенням версії 1.2 стало підвищення швидкості обміну даними до 433,9 Кбіт / с в кожну сторону при використанні асинхронного зв'язку з симетричного каналу. У разі асиметричного каналу пропускна здатність становила 723,2 Кбіт / с в одну сторону і 57,6 Кбіт / с - в іншу.
Також було додано вдосконалений варіант технології синхронної зв'язку з встановленням з'єднання (Extended Synchronous Connections, eSCO), який дозволив поліпшити якість передачі потокового звуку за рахунок застосування механізму повторної відправки пакетів, пошкоджених в процесі передачі.
В кінці 2004 року була затверджена базова специфікація Bluetooth 2.0 + EDR. Найбільш важливим нововведенням другої версії стала технологія Enhanced Data Rate (EDR), завдяки впровадженню якої вдалося значно (в кілька разів) збільшити пропускну здатність інтерфейсу. Теоретично використання EDR дозволяє досягти швидкості передачі даних 3 Мбіт / с, проте на практиці цей показник зазвичай не перевищує 2 Мбіт / с.
Необхідно відзначити, що EDR не є обов'язковою функцією для приймачів, відповідних специфікації Bluetooth 2.0.
Пристрої, обладнані приймачами Bluetooth 2.0, сумісні з модулями попередніх версій (1.x). Природно, що швидкість передачі даних обмежується можливостями більш повільного пристрою.
У 2007 році було затверджено базова специфікація Bluetooth 2.1 + EDR. Одним з реалізованих в ній нововведень стала енергозберігаюча технологія Sniff Subrating, що дозволила значно (від трьох до десяти разів) збільшити тривалість автономної роботи мобільних пристроїв. Також була істотно спрощена процедура встановлення зв'язку між двома пристроями.
У серпні 2008-го були затверджені базові доповнення (Core Specification Addendum, CSA) до специфікаціям Bluetooth 2.0 + EDR і Bluetooth 2.1 + EDR. Внесені зміни спрямовані на зниження рівня енергоспоживання, підвищення рівня захисту даних, що передаються і оптимізацію процедур ідентифікації і з'єднання Bluetooth-пристроїв.
У квітні 2009 року була затверджена базова специфікація Bluetooth 3.0 + HS. Абревіатура HS в даному випадку розшифровується як High Speed (висока швидкість). Її головне нововведення - реалізація технології Generic Alternate MAC / PHY, що забезпечує можливість передачі даних зі швидкістю до 24 Мбіт / с. Крім того, передбачається використання двох модулів приймачів: низької (з невисоким енергоспоживанням) і високошвидкісного. Залежно від ширини потоку трансльованих даних (або розміру переданого файлу) задіюється або низкоскоростной (до 3 Мбіт / с), або високошвидкісний приймач. Це дозволяє знизити рівень енергоспоживання в ситуаціях, коли не потрібна висока швидкість передачі даних.
Базова специфікація Bluetooth 4.0 була затверджена в червні 2010 року. Ключова особливість цієї версії - застосування технології передачі даних з низьким енергоспоживанням (low energy technology). Зниження енергоспоживання досягається як за рахунок обмеження швидкості передачі даних (не більше 1 Мбіт / с), так і за рахунок того, що приймач не працює постійно, а включається тільки на час обміну даними. Всупереч поширеній помилці, інтерфейс Bluetooth 4.0 не забезпечує більш високу швидкість передачі даних в порівнянні з версією Bluetooth 3.0 + HS.
профілі Bluetooth
Можливості взаємодії пристроїв при підключенні по інтерфейсу Bluetooth багато в чому визначаються набором профілів, який підтримує кожне з них. Той чи інший профіль забезпечує підтримку певних функцій, наприклад передачу файлів або потоку мультимедійних файлів, забезпечення підключення до мережі і т.д. Відомості про деякі профілях Bluetooth наведені в урізанні.
Важливо розуміти, що задіяти Bluetooth-з'єднання для виконання якої-небудь завдання можна лише за підтримки відповідного профілю як у ведучого, так і у відомого пристрою. Так, передати по Bluetooth-з'єднанню «візитну картку» або контакт з одного мобільного телефону на інший можна лише за умови, що обидва апарати підтримують профіль OPP (Object Push Profile). А, наприклад, для використання мобільного телефону в якості бездротового стільникового модему необхідно, щоб цей апарат і підключається до нього комп'ютер підтримували профіль DUN (Dial-up Networking Profile).
Нерідко виникають ситуації, коли Bluetooth-з'єднання між двома пристроями встановлено, проте виконати какоелібо дію (скажімо, передати файл) не вдається. Однією з ймовірних причин виникнення подібних проблем може бути відсутність підтримки відповідного профілю у одного з пристроїв.
Таким чином, набір підтримуваних профілів є важливим фактором, який необхідно брати до уваги при оцінці можливостей того чи іншого пристрою. На жаль, в деяких моделях мобільних пристроїв підтримується мінімальний набір профілів (наприклад, тільки A2DP і HSP), що істотно обмежує можливості бездротового підключення до іншого обладнання.
Відзначимо, що набір підтримуваних профілів визначається не тільки специфікою і конструктивними особливостями будови, але і політикою виробника. Наприклад, в деяких апаратах заблокована можливість передачі файлів певних форматів (зображення, відеоролики, електронні книги, додатки і т.д.) під приводом боротьби з піратством. Правда, на ділі від подібних обмежень страждають аж ніяк не аматори контрафактного медіаконтенту і програмного забезпечення, а чесні користувачі, змушені навіть власноруч зняті вбудованою камерою фотографії передавати на ПК манівцями (наприклад, відсилаючи потрібні файли на власну адресу електронної пошти).
профілі Bluetooth
A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) - забезпечує передачу двоканального (стереофонического) аудиопотока від джерела сигналу (ПК, плеєра, мобільного телефону) до бездротової стереогарнітурі, акустичної системі чи іншого відтворюючого пристрою. Для стиснення переданого потоку може використовуватися стандартний кодек SBC (Sub Band Codec) або інший, визначений виробником пристрою.
AVRCP (Audio / Video Remote Control Profile) - дозволяє управляти стандартними функціями телевізорів, систем домашнього кінотеатру і т.д. Пристрій з підтримкою профілю AVRCP здатне виконувати функції бездротового пульта дистанційного керування. Може застосовуватися в зв'язці з профілями A2DP або VDPT.
BIP (Basic Imaging Profile) - забезпечує можливість передачі, отримання та перегляду зображень. Наприклад, дозволяє передавати цифрові фотографії з цифрової камери в пам'ять мобільного телефону. Передбачена можливість зміни розмірів і форматів переданих зображень з урахуванням специфіки підключених пристроїв.
BPP (Basic Printing Profile) - базовий режим друку, що забезпечує передачу різних об'єктів (текстових повідомлень, візитних карток, зображень і т.п.) для виведення на принтері. Наприклад, можна роздрукувати на принтері текстове повідомлення або фотографію з мобільного телефону. Важливою особливістю профілю BPP є те, що на пристрої, з якого виробляється відправка об'єкта на друк, не потрібно встановлювати специфічний драйвер для наявної моделі принтера.
DUN (Dial-up Networking Profile) - забезпечує підключення ПК або іншого пристрою до Інтернету за допомогою мобільного телефону, що виконує в даному випадку функцію зовнішнього модему.
FAX (Fax Profile) - дозволяє використовувати зовнішній пристрій (мобільний телефон або МФУ з факсимільним модулем) для прийому і відправки факсимільних повідомлень з ПК.
FTP (File Transfer Profile) - забезпечує передачу файлів, а також доступ до файлової системи підключеного пристрою. Стандартний набір команд дозволяє здійснювати навігацію по ієрархічній структурі логічного диска підключеного пристрою, а також копіювати і видаляти файли.
GAVDP (General Audio / Video Distribution Profile) - забезпечує передачу звукового і відео потоку від джерела сигналу до відтворюючого пристрою. Є базовим для профілів A2DP і VDP.
HFP (Hands-Free Profile) - забезпечує підключення автомобільних пристроїв hands-free до мобільного телефону для голосового зв'язку.
HID (Human Interface Device Profile) - описує протоколи і способи підключення бездротових пристроїв введення (мишей, клавіатур, джойстиків, пультів дистанційного керування та ін.) До ПК. Профіль HID підтримується в ряді моделей мобільних телефонів і КПК, що дозволяє використовувати їх в якості бездротових пультів для управління графічним інтерфейсом ОС або окремими додатками на ПК.
HSP (Headset Profile) - дозволяє підключити бездротову гарнітуру до мобільного телефону або іншого пристрою. Крім передачі звукового потоку забезпечується робота таких функцій, як набір номера, відповідь на вхідний дзвінок, завершення виклику і регулювання гучності.
OPP (Object Push Profile) - базовий профіль для пересилки об'єктів (зображень, візитних карток і т.д.). Наприклад, можна передати список контактів з одного мобільного телефону на інший або фотографію зі смартфона на ПК. На відміну від FTP, профіль OPP не забезпечує доступ до файлової системи підключеного пристрою.
PAN (Personal Area Networking Profile) - дозволяє об'єднати два або наскільки пристроїв в локальну мережу. Таким способом можна підключити декілька ПК до одного, що має доступ в Інтернет. Крім того, даний профіль забезпечує віддалений доступ до ПК, що виконує функції ведучого пристрою.
SYNC (Synchronization Profile) - використовується в зв'язці з базовим профілем GOEP і здійснює синхронізацію персональних даних (щоденника, контактів та ін.) Між двома пристроями (наприклад, н астольним ПК і мобільним телефоном).
практичні рекомендації
Виробники постійно навіюють споживачам, що нові рішення безумовно краще старих. Нові процесори мають більш високою продуктивністю і меншим енергоспоживанням в порівнянні з попередниками; нові дисплеї мають більш високу роздільну здатність і широкий колірний обхват і т.д. Однак застосовувати подібний підхід для оцінки можливостей інтерфейсу Bluetooth навряд чи доцільно.
Поперше, та патенти, брати до уваги Особливості Вже наявний парку Bluetooth-прістроїв. Аджея, як уже Було Згадаю, максимальна ШВИДКІСТЬ передачі Даних візначається прістроєм, обладнання найбільш старою версією інтерфейсу. До того ж висока ШВИДКІСТЬ передачі Даних нужно далеко не для всіх задач. Якщо для копіювання медіафайлів (звукових записів, зображень) або трансляції звукового потоку з низьким ступенем компресії це дійсно важливий фактор, то для нормальної взаємодії телефону з безпровідною гарнітурою або для обміну контактами з іншим апаратом цілком вистачить можливостей Bluetooth 2.0.
Подруге, у багатьох випадках набагато більш важливим фактором, ніж максимальна швидкість бездротового з'єднання, є набір підтримуваних профілів Bluetooth. Адже саме він фактично визначає коло обладнання, з яким здатне взаємодіяти наявне пристрій. На жаль, ці відомості рідко наводяться навіть в повній специфікації пристрою, і часто їх доводиться шукати в тексті керівництва по експлуатації або на форумах користувачів.
КомпьютерПресс 03'2013