Что такое Bluetooth и как он работает


Для начала небольшая и забавная предыстория. В 1998 году перед группой инженеров Intel поставили задачу разработки радиотехнологии ближнего действия, которая сможет объединить компьютеры, телефоны и прочую технику. Забавно, что самой большой проблемой при разработке стало название — ни один из предложенных вариантов не устраивал верхушку Intel. Тогда руководитель проекта Джим Кардак услышал от друга историю о датском короле Харальде Синезубом (прим: Bluetooth в переводе с английского значит синий зуб), который покорил вечно воевавших Данию и Норвегию, обратив оба народа в Христианство. Символичное объединяющее название «Синий зуб» взяли на время. Однако из-за проблем с патентами Intel не смогла использовать название Personal Area Networking и новая сеть так и осталась «синезубой», а странный логотип отражает первые буквы имени Харальда Блютуза (ХB), написанные рунным алфавитом.

Чтобы лучше понимать отличия новых и старых версий, рассмотрим как вообще работает Bluetooth на примере простой передачи файла с одного смартфона на другой. Итак, сначала вы активируете радиопередатчик, работающий в диапазоне частот 2.4 ГГц. Первый смартфон начинает отслеживать все сигналы в этих пределах, а второй пингует нечто вроде приветственного сигнала. После обнаружения друг друга передатчик первого смартфона формирует из радиоволн особый шаблон, который меняется более тысячи раз в секунду, прыгая между частотами от 2.4 ГГц до 2.48ГГц в практически случайном порядке. Получается нечто вроде уникального рукопожатия, по которому оба смартфона определяют друга друга и игнорируют все остальные активные Bluetooth-устройства в радиусе действия. Далее начинается процесс отправки: данные разбиваются на пакеты (оформленные определенным образом блоки данных с инструкциями по сборке из них исходного файла), а процессор приемника обрабатывает эти пакеты, складывает их в один файл и помещает его в постоянную память устройства. Этот принцип работы является общим для всех беспроводных устройств. Различаются лишь принципы передачи данных и особенности подключения.

Актуальные версии Bluetooth

Версия Bluetooth: Скорость: Новые технологии:
Bluetooth 2 до 2.1 Мбит/с Enhanced Data Rate для увеличения скорости, Sniff Subrating для снижения энерогопотребления
Bluetooth 3 до 24 Мбит/с Alternate MAC/PHY для высокоскоростного сообщения
Bluetooth 4 до 1 Мб/с Bluetooth Low Energy, увеличение скорости, aptX
Bluetooth 5 до 2 Мб/с увеличение радиуса действия, последовательное подключение устройств, определение местоположения, aptX HD

На данный момент актуальная версия Bluetooth — это 5.1. В большинстве современных гаджетов используется «пятерка» и «четверка», а третья и более ранние версии уходят на покой и не особо актуальны. Важно понимать, что новые версии протокола работают и со старыми. То есть, смартфон с Bluetooth пятого поколения легко присоединиться к гаджету с Bluetooth 3.0. Однако играть они будут по правилам младшей версии, которая не умеет всего того, что старшая.

Bluetooth 2


Bluetooth 2.0 вышел в массы в 2004 г. Основным нововведением стала поддержка Enhanced Data Rate (EDR) для ускорения передачи данных. Номинальная скорость EDR составляет порядка 3 Мбит/с, хотя на практике это позволило повысить скорость до 2.1 Мбит/с. Чуть позже была добавлена функция расширенного запроса характеристик устройства и энергосберегающая технология Sniff Subrating, которая позволяет увеличить продолжительность работы устройства от одного заряда аккумулятора в 3 — 10 раз.

Вторая версия и ее предшественники сейчас используются преимущественно там, где не нужно сочетание скорости и объема. Например, в селфи-палках, где по сути нужно нажать затвор камеры. Или простых беспроводных мышках. Тем более, что

Bluetooth 3


Третья версия вышла в 2009 году и серьезно изменила принципы работы протокола ради серьезного увеличения скорости. Теперь новые модули с поддержкой Bluetooth 3 фактически объединяли две радиосистемы: первая фактически работает в стандарте Bluetooth 2.0 и обеспечивает скорость передачи в 3 Мбит/с, а вторая совместима со стандартом 802.11 и обеспечивает возможность передачи данных со скоростью до 24 Мбит/с. Фактически это была попытка объединить несколько имеющихся беспроводных технологий в одну, которая проложила путь к действительно прорывной четвертой версии протокола.

Bluetooth 4


Bluetooth четвертого поколения фактически объединили несколько протоколов связи: обычный, высокоскоростной (скорость до 1 Мб/с) и с низким энергопотреблением. Последний из них — Bluetooth Low Energy продвигался как идеальное решение для миниатюрных устройств эпохи интернета вещей, но скорее пригодился при создании гарнитур, беспроводных наушников и фитнес браслетов.

Также в четвертой версии два Bluetooth-устройства смогут устанавливать соединение менее чем за 5 миллисекунд и поддерживать его на расстоянии до 100 м. Для этого используется усовершенствованная коррекция ошибок, а необходимый уровень безопасности обеспечивает 128-битное AES-шифрование. Также в четвертой версии добавилась поддержка первых кодеков aptX для передачи аудио без потерь. Наиболее распространенной сейчас является модификация Bluetooth 4.2, с более сложной и безопасной, чем у первоначальной модификации процедурой установления соединения между устройствами.

Bluetooth 5


В настоящее время актуальной версией Bluetooth является версии 5.0 и 5.1. «Пятерка» была представлена летом 2016 года и отличается увеличенным радиусом действия (до 40 метров в помещении и 200 метров на улице), увеличенной пропускной способностью (в теории может быть 6.25 Мб/с, но на практике получается порядка 2 Мб/с) и сниженным энергопотреблением. Также появилась важная для интернета вещей (IoT) фича последовательного подключения устройств. Данные теперь могут передавать не только напрямую от одного устройства к другому, — например со смартфона умному холодильнику, — но и через сеть посредников, которыми выступают другие умные домашние гаджеты. То, есть, это уже больше похоже не на дорогу с двусторонним движением, а на кольцевую развязку автомагистрали, по которой множество машин движется в десятке разных направлений.


Хотя, все улучшения делались с прицелом на умный дом, больше всего выиграли беспроводные колонки, наушники и другие музыкальные девайсы. Благодаря увеличению скорости передачи данных и использованию новых кодеков качество звука кардинально улучшилось. К примеру, новая версия кодека aptX HD поддерживает 24-битное качество музыки по Bluetooth на частоте до 48 кГц. И еще одно достижение — соотношение сигнал-шум, достигающее 129 дБ, а это уже величина, доступная не на всех современных ЦАПах референсного уровня. Однако даже без поддержки кодеков типа AptX звучат они в разы лучше пускай и не на уровне обычных проводных моделей, но очень близко.

Чуть позже вышла версия 5.1, упор в которой был сделан на работу с определением местоположения. Устройства не только смогут понимать, что они находятся поблизости с Bluetooth-меткой, но и определять направление ее движения. Представьте будущее, в котором «умными» стали даже обычный пульт от ТВ и брелок на ключах. Их пропажа в квартире больше не будет проблемой.

Я покупаю гаджет. Какая версия Bluetooth мне нужна?


Смартфоны. Как мы уже писали, для передачи аудио в высоком качестве вполне хватает версии 4.2. Впрочем, мы бы все же смотрели в сторону моделей с более современным модулем, так как стоят они приблизительно одинаково, но умеют больше. Тем более, что Bluetooth приемники пятого поколения сейчас ставят даже в недорогие модели за $180 – 200. К примеру, Xiaomi Redmi Note 8 32 ГБ Цена от 3 699 до 4 577 грн.Сравнить цены и купить Xiaomi Redmi Note 8 32 ГБ.

Портативная акустика. Здесь пока нет однозначного ответа, многие хорошие модели отлично работают на Bluetooth 4.2, другие на Bluetooth 5.0 могут звучать хуже. Однозначно сказать в чем причина тут никак не получится, так как для качества звука куда важнее исполнение самой колонки. Главное, чтобы версия была не ниже 4.2 так как там скорость передачи будет слабее. А вот расход энергии у новых моделей более экономный. Хотя, тут опять же все зависит скорее от емкости встроенной батареи.

Беспроводные наушники. Здесь так же ситуация, что и с беспроводными колонками. Попадаются как отличные модели c BT 4.2 вроде Bang&Olufsen BeoPlay E8 Цена от 8 160 до 13 099 грн.Сравнить цены и купить Bang&Olufsen BeoPlay E8 , которые здорово звучат даже с обычным Android смартфоном без кодеков AptX. А есть наоборот так себе модели с поддержкой 5.0. Модные нынче полностью беспроводные True Wireless модели тоже работают и с четвертой, и с пятой версией.

Беспроводные геймпады. С этой категорией вообще минимум мороки так как популярные модели вроде Sony DualShock 4 V2 Цена от 1 149 до 2 479 грн.Сравнить цены и купить Sony DualShock 4 V2 и Nintendo Switch Pro Controller Цена от 1 949 до 2 699 грн.Сравнить цены и купить Nintendo Switch Pro Controller соответственно передают сигнал с помощью второй и третьей версии Bluetooth. Поэтому для подключения к ПК будет достаточно самого простого BT-приемника.

Смарт часы и браслеты. Многие модели 2018 года работают с протоколом 4.2, в то время, как свежие смарт-часы и фитнес-трекеры перешли на протокол пятого поколения. В случае с «пятеркой» первоочередное удобство заключается в автономности и радиусе действия. Смартфон можно бросить в другом конце квартиры и он все равно будет держать прочный контакт с наручным гаджетом. Если, конечно, вы не потомок английского лорда и не живете в огромном особняке с 5 спальнями.

«Умные» вещи для умного дома. Для умных гаджетов вроде смарт-лампочек, розеток и комплексных систем безопасности вроде Ajax StarterKit Цена от 5 027 до 7 124 грн.Сравнить цены и купить Ajax StarterKit чем выше версия Bluetooth, тем лучше. Но это в теории. На практике же полноценный интернет вещей так и не наступил, а в ожидании прогресса умные гаджеты используют более привычное соединение по Wi-Fi.

Подробнее о том, чем интересна концепция умного дома, вы можете узнать из нашего материала «Что такое умный дом: функции, виды, составляющие и экосистемы».