Що таке Bluetooth і як він працює

Для початку невелика і цікава передісторія. У 1998 році перед групою інженерів Intel поставили завдання розробки радіотехнології ближньої дії, яка зможе об'єднати комп'ютери, телефони та іншу техніку. Забавно, що найбільшою проблемою при розробці стало назва — жоден із запропонованих варіантів не влаштовував верхівку Intel. Тоді керівник проєкту Джим Кардак почув від одного історію про датському королеві Харальде Синьозубом (прим: Bluetooth в перекладі з англійської означає синій зуб), який підкорив вічно воювали Данію і Норвегію, звернувши обидва народу в Християнство. Символічне об'єднуюча назва «Синій зуб» взяли на час. Однак через проблем з патентами Intel не змогла використовувати назву Personal Area Networking і нова мережа так і залишилася «синьозубої», а дивний логотип відображає перші літери імені Гаральда Блютуза (ХВ), написані рунным алфавітом.

Щоб краще розуміти відмінності нових і старих версій, розглянемо як взагалі працює Bluetooth на прикладі простої передачі файла з одного смартфона на інший. Отже, спочатку ви активуєте радіопередавач, що працює в діапазоні частот 2.4 ГГц. Перший смартфон починає відстежувати всі сигнали в цих межах, а другий пінг щось на зразок привітального сигналу. Після виявлення один одного передавач першого смартфона формує з радіохвиль особливий шаблон, який змінюється більше тисячі разів в секунду, стрибаючи між частотами від 2.4 ГГц до 2.48 ГГц практично у випадковому порядку. Виходить щось на зразок унікального рукостискання, за яким обидва смартфона визначають одне одного і ігнорують всі інші активні Bluetooth-пристрою в радіусі дії. Далі починається процес відправки: дані розбиваються на пакети (оформлені певним чином блоки даних з інструкціями по збірці з них вихідного файлу), а процесор приймача обробляє ці пакети, складає їх в один файл і поміщає його в постійну пам'ять. Цей принцип є загальним для всіх бездротових пристроїв. Розрізняються лише принципи передачі даних і особливості підключення.

Актуальні версії Bluetooth

Версія Bluetooth: Швидкість: Нові технології:
Bluetooth 2 до 2.1 Мбіт/с Enhanced Data Rate для збільшення швидкості, Sniff Subrating для зниження энерогопотребления
Bluetooth 3 до 24 Мбіт/с Alternate MAC/PHY для високошвидкісного повідомлення
Bluetooth 4 до 1 Мб/с Bluetooth Low Energy, збільшення швидкості
Bluetooth 5 до 2 Мб/с збільшення радіусу дії, послідовне підключення пристроїв, визначення місцеположення

На даний момент актуальна версія Bluetooth — це 5.1. У більшості сучасних гаджетів використовується «п'ятірка» і «четвірка», а третя і більш ранні версії йдуть на спокій і не особливо актуальні. Важливо розуміти, що нові версії протоколу працюють і зі старими. Тобто, смартфон з Bluetooth п'ятого покоління легко приєднатися до гаджетом з Bluetooth 3.0. Однак грати вони будуть за правилами молодшої версії, яка не вміє всього того, що старша.

Bluetooth 2

Bluetooth 2.0 вийшов в маси у 2004 р. Основним нововведенням стала підтримка Enhanced Data Rate (EDR) для прискорення передачі даних. Номінальна швидкість EDR становить близько 3 Мбіт/с, хоча на практиці це дало змогу підвищити швидкість до 2.1 Мбіт/с. Трохи пізніше була додана функція розширеного запиту характеристик пристрою і енергозберігальна технологія Sniff Subrating, яка дозволяє збільшити тривалість роботи пристрою від одного заряду акумулятора в 3-10 разів.

Друга версія і її попередники зараз використовуються переважно там, де не потрібно поєднання швидкості і об'єму. Наприклад, в селфі-палицях, де по суті потрібно натиснути затвор камери. Або простих бездротових мишок. Тим більше, що

Bluetooth 3

Третя версія вийшла в 2009 році і серйозно змінила принципи роботи протоколу заради серйозного збільшення швидкості. Тепер нові модулі з підтримкою Bluetooth 3 фактично обьединяли дві радіосистеми: перша фактично працює в стандарті Bluetooth 2.0 і забезпечує швидкість передачі до 3 Мбіт/с, а друга сумісна із стандартом 802.11 і забезпечує можливість передачі даних зі швидкістю до 24 Мбіт/с. Фактично це була спроба об'єднати кілька наявних бездротових технологій в одну, яка проклала шлях до дійсно проривний четвертої версії протоколу.

Bluetooth 4

Bluetooth четвертого покоління фактично обьединили кілька протоколів зв'язку: звичайний, високошвидкісний (швидкість до 1 Мб/с) і з низьким енергоспоживанням. Останній з них — Bluetooth Low Energy просувався як ідеальне рішення для мініатюрних пристроїв епохи інтернету речей, але швидше нагоді при створенні гарнітур, бездротових навушників і фітнес браслетів.

Також у четвертій версії два Bluetooth-пристрої зможуть встановлювати з'єднання менш ніж за 5 мілісекунд і підтримувати його на відстані до 100 м. Для цього використовується вдосконалена корекція помилок, а необхідний рівень безпеки забезпечує 128-бітове AES-шифрування. Також у четвертій версії додана підтримка перших кодеків aptX для передачі аудіо без втрат. Найбільш розповсюдженою зараз є модифікація Bluetooth 4.2, з більш складною і безпечною, ніж у первинній модифікації процедури встановлення з'єднання між пристроями.

Bluetooth 5

В даний час актуальною версією Bluetooth є версії 5.0 і 5.1. «П'ятірка» була представлена влітку 2016 року і відрізняється збільшеним радіусом дії (до 40 метрів в приміщенні і 200 метрів на вулиці), збільшеною пропускною здатністю (в теорії може бути 6.25 Мб/с, але на практиці виходить близько 2 Мб/с) і зниженим енергоспоживанням. Також з'явилася важлива для інтернету речей (IoT) фіча послідовного підключення пристроїв. Дані тепер можуть передавати не тільки безпосередньо від одного пристрою до іншого, — наприклад, зі смартфона розумному холодильника, — але і через мережу посередників, якими виступають інші розумні домашні гаджети. Те, тобто, це вже більше схоже не на дорогу з двостороннім рухом, а на кільцеву розв'язку автомагістралі, за якою безліч машин рухається в десятці різних напрямків.

Хоча, всі поліпшення робилися з прицілом на розумний будинок, найбільше виграли бездротові колонки, навушники та інші музичні девайси. Завдяки збільшенню швидкості передачі даних і використання нових кодеків якість звуку кардинально покращилося. Приміром, нова версія кодека aptX HD підтримує 24-бітне якість музики через Bluetooth на частоті до 48 кГц. І ще одне досягнення — співвідношення сигнал-шум, досягає 129 дБ, а це вже величина, доступний не на всіх сучасних ЦАПах референсного рівня. Однак навіть без підтримки кодеків типу AptX звучать вони в рази краще нехай і не на рівні звичайних дротяних моделей, але дуже близько.

Трохи пізніше вийшла версія 5.1, упор в якій був зроблений на роботу з визначенням місця розташування. Пристрої не тільки зможуть розуміти, що вони знаходяться поблизу з Bluetooth-міткою, але й визначати напрямок її руху. Уявіть майбутнє, в якому «розумними» стали навіть звичайний пульт від ТБ і брелок на ключі. Їх зникнення в квартирі більше не буде проблемою.

Я купую гаджет. Яка версія Bluetooth мені потрібна?


Смартфони. Як ми вже писали, для передачі аудіо у високому якості цілком вистачає версії 4.2. Втім, ми б все ж дивилися в бік моделей з більш сучасним модулем, оскільки коштують вони приблизно однаково, але вміють більше. Тим більше, що Bluetooth приймачі п'ятого покоління зараз ставлять навіть недорогі моделі за $180 – 200. Наприклад, Xiaomi Redmi Note 8 32 ГБ / 3 ГБ .

Портативна акустика. Тут поки немає однозначної відповіді, багато хороші моделі відмінно працюють на Bluetooth 4.2, інші на Bluetooth 5.0 можуть звучати гірше. Однозначно сказати в чому причина тут ніяк не вийде, оскільки для якості звуку куди важливіше виконання самої колонки. Головне, щоб версія була не нижче 4.2 оскільки там швидкість передачі буде слабкіше. А ось витрата енергії в нових моделей більш економний. Хоча, тут знову ж таки все залежить скоріше від ємності вбудованої батареї.

Бездротові навушники. Тут так ж ситуація, що і з бездротовими колонками. Трапляються як відмінні моделі c BT 4.2 на зразок Bang&Olufsen BeoPlay E8 Ціна від 5 499 до 10 783 грн., які гарно звучать навіть із звичайним Android смартфоном без кодеків AptX. А є навпаки так собі моделі з підтримкою 5.0. Модні нині повністю бездротові True Wireless моделі теж працюють і з четвертої і п'ятої версії.

Бездротові геймпади. З цією категорією взагалі мінімум мороки оскільки популярні моделі на зразок Sony DualShock 4 V2 Ціна від 2 749 до 4 149 грн. і Nintendo Switch Pro Controller Ціна від 2 559 до 5 059 грн. відповідно передають сигнал з допомогою другої і третьої версії Bluetooth. Тому для підключення до ПК буде достатньо найпростішого BT-приймача.

Смарт годинники та браслети. Багато моделі 2018 року працюють з протоколом 4.2, в той час, як свіжі смартгодинник і фітнес-трекери перейшли на протокол п'ятого покоління. У випадку з «п'ятіркою» першочергове зручність полягає в автономності й радіусі дії. Смартфон можна кинути в іншому кінці квартири і він все одно буде тримати міцний контакт з наручним гаджетом. Якщо, звичайно, ви не нащадок англійського лорда і не живете у величезному особняку з 5 спальнями.

«Розумні» речі для розумного будинку. Для розумних гаджетів на зразок смарт-лампочок, розеток та комплексних систем безпеки на зразок Ajax StarterKit Ціна від 7 859 до 9 250 грн. чим вище версія Bluetooth, тим краще. Але це в теорії. На практиці ж повноцінний інтернет речей так і не настав, а в очікуванні прогресу розумні гаджети використовують більш звичне з'єднання по Wi-Fi.

Детальніше про те, чим цікава концепція "розумного будинку", ви можете дізнатися з нашого матеріалу «Що таке розумний будинок: функції, види, складові та екосистеми».