Πώς λειτουργεί πραγματικά το Bluetooth;

Από τότε που το Bluetooth κυκλοφόρησε για πρώτη φορά επίσημα το 1999, έχει γίνει αναπόσπαστο μέρος της καθημερινής ζωής. Σήμερα, μπορείτε να βρείτε μια έκδοση Bluetooth σε smartphone, smartwatches, ασύρματα ηχεία και φορητές συσκευές.

Ωστόσο, παρά τη δημοτικότητά του, πολλοί άνθρωποι εξακολουθούν να μην γνωρίζουν πώς λειτουργεί το Bluetooth. Έτσι, από τη συχνότητα σήματος και τις παρεμβολές στο παρασκήνιο έως τους κωδικοποιητές, το εύρος και τις εξελίξεις, δείτε πώς λειτουργεί πραγματικά το Bluetooth.

Τι είναι το Bluetooth;

Πριν αρχίσετε να κατανοείτε πώς λειτουργεί η τεχνολογία Bluetooth και πώς οι νέες εκδόσεις είναι ισχυρότερες και καλύτερες από τις προηγούμενες, είναι σημαντικό να κατανοήσετε τι είναι το Bluetooth.

Το Bluetooth είναι μια τεχνολογία ραδιομετάδοσης μικρής εμβέλειας και χαμηλής ισχύος. Αποτελείται από μη ιονίζοντα ηλεκτρομαγνητικά κύματα στην περιοχή ραδιοφώνου μεταξύ 2.402 GHz και 2.48 GHz. Να εισαι στο χαμηλότερο άκρο της εμβέλειας επιτρέπει στο Bluetooth να είναι χαμηλής ενέργειας σε σύγκριση με άλλες ραδιοφωνικές εκπομπές συσκευές. Γι' αυτό είναι εύκολο να εφαρμοστεί σε μικρού μεγέθους gadget και smartphone χωρίς να ανησυχείτε πολύ για τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Το Bluetooth μπορεί να ταξιδέψει σε ανοιχτούς χώρους και μέσα από ορισμένα εμπόδια χωρίς φυσικό μέσο. Το πόσο μακριά μπορεί να διανύσει ένα συγκεκριμένο σήμα Bluetooth εξαρτάται κυρίως από τη δύναμή του και από το αν υπάρχει είναι φράγματα αρκετά παχιά ή κατασκευασμένα από υλικά που παραμορφώνουν και υποβαθμίζουν το σήμα πέρα ​​από αυτό αναγνώριση.

Πώς λειτουργεί το Bluetooth;

Το σήμα Bluetooth που στέλνει το τηλέφωνό σας στα ακουστικά σας προηγείται πρώτα από το λογισμικό. Τα δεδομένα σας—εικόνες, ήχος και ούτω καθεξής—δεν μπορούν να σταλούν ως έχουν μέσω Bluetooth. Πρώτα περνάει από έναν αλγόριθμο συμπίεσης που ονομάζεται κωδικοποιητής που μετατρέπει τα δεδομένα σε μεμονωμένα πακέτα.

Οι κωδικοποιητές, όπως οι aptX, AAC, SBC και LDAC, πρέπει να ταιριάζουν μεταξύ των συσκευών πομπού και παραλήπτη. Διαφορετικός Οι κωδικοποιητές είναι βέλτιστοι για διαφορετικούς τύπους δεδομένωνκαι επηρεάζουν παράγοντες όπως η κατανάλωση ενέργειας, ο ρυθμός μεταφοράς, η ποιότητα δεδομένων και το εύρος σύνδεσης.

Υπάρχουν 79 καθορισμένα κανάλια Bluetooth και όλες οι συνδεδεμένες συσκευές πρέπει να είναι συντονισμένες στο ίδιο κανάλι συχνότητας με εύρος ζώνης 1 megahertz (MHz). Υπό αυτή την έννοια, τα κανάλια Bluetooth είναι παρόμοια με το Κανάλια Wi-Fi που θα βρείτε στο δρομολογητή σας.

Όταν δύο συσκευές που τροφοδοτούνται με Bluetooth βρίσκονται σε κοντινή απόσταση, μπορούν να συνδεθούν και να επικοινωνήσουν χρησιμοποιώντας μικρά τσιπ υπολογιστή που είναι ενσωματωμένα μέσα τους. Αυτό είναι το υλικό που είναι υπεύθυνο για την εκπομπή και τη λήψη των ραδιοκυμάτων Bluetooth.

Εύρος σήματος και κλάσεις Bluetooth

Γενικά, όσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερο είναι το εύρος. Αλλά τα σήματα χαμηλής συχνότητας μεταφέρουν σημαντικά λιγότερα δεδομένα από τα αντίστοιχα υψηλής συχνότητας. Το Bluetooth εξαρτάται από την ισχύ.

Εάν είστε πρόθυμοι να αφιερώσετε αρκετή ενέργεια, μπορείτε να μεταδώσετε ένα σήμα Bluetooth υψηλής συχνότητας, πλούσιο σε δεδομένα για μεγαλύτερη απόσταση. Στην πραγματικότητα, η εύρεση της ισορροπίας μεταξύ κατανάλωσης ενέργειας, ποιότητας και εύρους είναι ο τρόπος με τον οποίο αναδύεται μια νέα έκδοση του Bluetooth.

• Το Bluetooth κλάσης 1 εκπέμπει στα 100 milliwatts (mW) πάνω από 328 πόδια
• Το Bluetooth κλάσης 2 εκπέμπει στα 2,5 mW σε 33 πόδια
• Το Bluetooth κλάσης 3 εκπέμπει σήμα μόλις 1 mW με εμβέλεια μικρότερη από 30 πόδια.

Για αναφορά, τα πιο πρόσφατα ακουστικά, ακουστικά και τηλέφωνα Bluetooth είναι Class 2 Bluetooth, ενώ μερικά είναι Class 3. Όσον αφορά το Bluetooth κλάσης 1, οι δυνατότητες μεγάλης εμβέλειάς του απαιτούν πολλή ενέργεια που απαιτεί συνήθως μια εξωτερική πηγή ενέργειας, όχι απλώς μια φορητή μπαταρία. Μπορείτε να βρείτε συσκευές Bluetooth Κατηγορίας 1 σε βιομηχανικές εφαρμογές όπως συσκευές IoT και εφαρμογές σε εργοστασιακή ή γραμμή συναρμολόγησης.

Παρεμβολή φόντου

Ίσως έχετε παρατηρήσει ότι το περπάτημα σε έναν δρόμο με μεγάλη κίνηση ή το να παίρνετε ένα πολυσύχναστο τρένο του μετρό οδηγεί σε στατικότητα στα ασύρματα ακουστικά σας. Αυτό οφείλεται στα 79 καθορισμένα κανάλια Bluetooth που προαναφέρθηκαν.

Εάν βρίσκεστε στο σχολείο, στη βιβλιοθήκη ή στο γραφείο με εσάς και όλους όσους χρησιμοποιούν συσκευές Bluetooth με εμβέλεια περίπου 33 πόδια, τότε συνήθως αρκούν 79 κανάλια. Αλλά όταν δεκάδες συσκευές ανταγωνίζονται για περιορισμένο χώρο, τα σήματα αρχίζουν να παρεμβάλλονται.

Ενώ δεν θα μπορείτε να έχετε πρόσβαση στο σήμα Bluetooth κάποιου άλλου (ακόμα και αν συντονίσετε τη συσκευή σας στο ίδιο κανάλι, το Bluetooth είναι κρυπτογραφημένο), θα εξακολουθεί να συγκρούεται με το σήμα σας και να το υποβαθμίζει. Η ευπάθεια είναι ένας άλλος λόγος γιατί το Bluetooth χρησιμοποιείται μόνο για επικοινωνία μικρής εμβέλειας. Είναι πιο εύκολο να ελέγξετε ένα περιβάλλον 30 έως 100 ποδιών αντί για μεγάλες αποστάσεις στα μίλια.

Άλλοι παράγοντες που παρεμποδίζουν τα σήματα Bluetooth περιλαμβάνουν:

• Φυσικά εμπόδια: Το μέταλλο, ο σοβάς, το σκυρόδεμα, ακόμη και η υγρασία έχουν τη μεγαλύτερη επίδραση στην ποιότητα Bluetooth, με υλικά όπως το ξύλο, το γυαλί και το πλαστικό στο κάτω μέρος της λίστας.
• Ευαισθησία δέκτη: Η απόσταση υποβαθμίζει το σήμα. Εάν ο δέκτης δεν είναι αρκετά ευαίσθητος, ενδέχεται να μην είναι σε θέση να τον λάβει και να τον αποκωδικοποιήσει σωστά.
• Ισχύς μετάδοσης: Όσο πιο αδύναμη είναι η βασική ισχύς του σήματος, τόσο πιο αδύναμο θα είναι σε απόσταση και μέσα από εμπόδια.

Εκδόσεις Bluetooth

Η τεχνολογία Bluetooth που χρησιμοποιούμε τώρα δεν είναι η ίδια που υπήρχε στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Ενώ εξακολουθεί να ακολουθεί τις ίδιες αρχές, οι νεότερες εκδόσεις Bluetooth μπορούν να κάνουν περισσότερα για λιγότερο. Τρία πράγματα αλλάζουν με την ανάπτυξη Bluetooth: κατανάλωση ενέργειας, εμβέλεια και ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων (που επηρεάζει καθυστέρηση ήχου).

Το Bluetooth 1.0 ήταν εντάσεως ισχύος, αλλά είχε μόνο εμβέλεια 33 πόδια και μέγιστη ταχύτητα 1 Mbps. Ενώ το Bluetooth 2.0 μπορούσε να μεταφέρει δεδομένα στα 3Mbps, δεν συγκρίνεται με το άλμα στην απόδοση του Bluetooth 3.0 με 24Mbps. Αλλά η χρήση του επιπέδου προσαρμογής πρωτοκόλλου 802.11 καταναλώνει πολλή ενέργεια από τις συσκευές Bluetooth 3.0.

Ωστόσο, τα Bluetooth 1.0 έως 3.0 είναι πολύ πιο δύσκολο να βρεθούν στις εμπορικές συσκευές στις μέρες μας. Έχουν αντικατασταθεί από Bluetooth 4.0 και Bluetooth 5.0. Και τα δύο πρότυπα λειτουργούν ως Bluetooth Low Energy, με εμβέλεια 800 πόδια και ταχύτητα που δεν πέφτει κάτω από 2 Mbps.

Γιατί πρέπει να μάθετε πώς λειτουργεί το Bluetooth

Το Bluetooth είναι στο ίδιο επίπεδο με το Wi-Fi, GPS και τεχνολογίες πύργων κινητής τηλεφωνίας. Χρησιμοποιείται σχεδόν σε κάθε σύγχρονη συσκευή και χρειάζεστε ένα βασικό επίπεδο κατανόησης για να το δουλέψετε.

Γνωρίζοντας τη διαφορά μεταξύ των εκδόσεων Bluetooth και των διαφόρων κωδικοποιητών μετάδοσης, μπορείτε να επιλέξετε συσκευές που φέρουν τις προδιαγραφές που χρειάζεστε. Για παράδειγμα, δεν υπάρχει ανάγκη για ενεργοβόρο, μεγάλης εμβέλειας Bluetooth σε ένα ασύρματο πληκτρολόγιο, αλλά αυτά τα χαρακτηριστικά είναι πολύ πιο σημαντικά με τα ασύρματα ακουστικά με τα οποία πρόκειται να κυκλοφορείτε.

Πώς λειτουργεί το Bluetooth; Χρησιμοποιεί το σχέδιο δεδομένων μου;

Το Bluetooth συνδέει τις συσκευές σας, αλλά χρησιμοποιεί το Wi-Fi ή τα δεδομένα κινητής τηλεφωνίας σας;

Διαβάστε Επόμενο

Σχετικά με τον Συγγραφέα