Czym jest Bluetooth Classic i Bluetooth Low Energy czy Bluetooth Smart


Ten materiał jest tylko namiastką bogatej wiedzy o technologii Bluetooth. Jeśli zainspiruje Cię do dalszego zgłębiania tego tematu skorzystaj ze źródeł na bazie których powstał (porządek alfabetyczny): Bluetooth SIG, Cambridge Silicon Radio, Cypress Semiconductor, Nordic Semiconductor, Texas Instruments, Wikipedia.

Bluetooth – jak to się zaczęło

Dawno dawno temu...
Początki prac nad technologią radiowej łączności krótkiego zasięgu, która później nazwana została Bluetooth sięgają roku 1989.
Wtedy to ówczesny Dyrektor Techniczny w szwedzkiej firmie Ericsson Mobile w Lund Nils Rydbeck wraz z Johanem Ullmanem rozpoczęli wdrażanie w życie nowatorskiego pomysłu.
Polegał on na stworzenia technologii, która umożliwiłaby bezprzewodową łączność różnych urządzeń codziennego użytku. Dziś wiemy, że pomysł wypalił i że z Bluetooth’a korzystają smartfony, komputery, tablety, laptopy, słuchawki… i tak długo można by wymieniać.

Nazwa technologii 'Bluetooth' jest zangielszczoną wersją skandynawskiego słowa 'Blatand/Blatann'. Było ono używane jako przydomek duńskiego i norweskiego króla Haralda Sinozębego żyjącego w latach 911–987.
Władca ten zjednoczył duńskie zwaśnione plemiona w jedno królestwo tak samo jak technologia Bluetooth miała skomunikować ze sobą różne urządzenia elektroniczne.
Bluetooth logo złożenie

Logo technologii Bluetooth to złożenie dwóch liter H (Hagall) i B (Bjarkan) z używanego w czasach Haralda alfabetu runicznego. Litery te to inicjały Sinozębęgo króla.

Obecnie technologia Bluetooth jest zarządzana przez organizację o nazwie Bluetooth Special Interest Group (SIG) zrzeszającą ponad 30,000 firm z całego świata.

’Stary' Bluetooth Classic (wersje od 1.0 do 3.0)

Bluetooth jako radiowego kanału komunikacyjnego używa nielicencjonowanego na całym świecie (ale regulowanego w różnych państwach) pasma ISM 2.4GHz (Industrial, Scientific and Medical).
Granice pasma ISM zawierają się w przedziale częstotliwości od 2400MHz do 2485 MHz. Klasyczny Bluetooth dziali je na 80 (ponumerowanych: 0-79) kanałów o szerokości 1MHz każdy. Istnieją jeszcze dwa brzegowe pasma: dolne o szerokości 2MHz i górne o szerokości 3,5MHz.
Urządzenia Klasycznego Bluetooth’a podzielone są na klasy co związane jest z maksymalną mocą wyjściową nadajnika radiowego:

Klasa Bluetooth Max. moc nadajnika [mW/dBm] Typowy zasięg [m]
1 100 / 20 ok. 100
2 2,5 / 4 ok. 10
3 1 / 0 ok. 1
4 0,5 / -3 ok. 0,5
Bluetooth 1.0 i 1.0B
Pierwsza wersja specyfikacji Bluetooth z wieloma problemami. Oferowana prędkość transmisji do 21 kb/s.

Bluetooth 1.1
Wiele błędów wykrytych w poprzedniej wersji zostało usuniętych. Dodano możliwość zestawiania nieszyfrowanych połączeń oraz wskaźnik mocy odbieranego sygnału radiowego (RSSI – Received Signal Strength Indicator). Bluetooth 1.1 został ratyfikowany jako IEEE Standard 802.15.1–2002. Oferowana prędkość transmisji do 124 kb/s

Bluetooth 1.2
Główne ulepszenia to:

  • Szybsze wykrywanie urządzeń i zestawianie połączeń. Wprowadzono kontrolę przepływu i tryb retransmisji dla wartwy L2CAP.
  • Adaptacyjny system skoków po częstotliwościach (AFH – Adaptive frequency-hopping spread spectrum) polepszył parametry komunikacyjne w zaszumionym środowisku poprzez unikanie komunikacji na zajętych pasmach.

Ratyfikowany jako IEEE Standard 802.15.1–2005. Oferowana prędkość transmisji do 328 kb/s.

Bluetooth 2.0 + EDR
Opublikowany w 2004. EDR (Enhanced Data Rate) umożliwia mniejsze zużycie energii. Oferowana prędkość transmisji do 2,1 Mb/s

Bluetooth 2.1 + EDR
Opublikowany 26 lipca 2007. Dodano m.in. Secure Simple Pairing (SSP), który podnosi bezpieczeństwo i ułatwia parowanie urządzeń.

Bluetooth 3.0 + HS
Opublikowany 21 kwietnia 2009. Bluetooth v3.0 + HS (High Speed) umożliwia osiągnięcie teoretycznej prędkości transmisji na poziomie 24 Mbit/s. Aby to osiągnąć komunikacja przebiega dwoma kanałami: standardowym kanałem Bluetooth oraz na częstotliwościach WLAN 802.11

Bluetooth 3.1 + HS
Podnosi teoretyczną prędkość transmisji do 40 Mb/s.

Bluetooth Smart (wersje od 4.0 do 5)

Bluetooth 4.0 + LE
Specyfikacja Bluetooth Smart (Bluetooth Core Specification version 4.0) została opublikowana w czerwcu 2010 roku. Zawiera opis protokołów Bluetooth Low Energy, Bluetooth High Speed oraz klasycznego Bluetooth. Bluetooth Low Energy jest podzbiorem specyfikacji Bluetooth v4.0 z całkowicie nowym stosem protokołów niekompatybilnych wstecz. Główną zaletą jest tu możliwość niesamowitego zredukowania zapotrzebowania na moc w urządzeniu.
W rezultacie urządzenia zasilane bateryjnie wyposażone w układy zgodne z technologią Bluetooth Low Energy mogą działać przez bardzo długi czas. Otwierają się zatem całkowicie nowe możliwości ich zastosowania.
Dla przykładu średni prąd pobierany przez sensory BBMagic oscyluje wokół pojedynczych mikroamperów. Wynika z tego, że pastylkowa bateria CR2032 o pojemności 220mAh może zasilać je przez setki tysięcy godzin.

Bluetooth 4.1
Ta specyfikacja jest tylko skierowana w stronę upgrade’u software’u pozostawiając część sprzętową niezmienioną w stosunku do Bluetooth 4.0.

Bluetooth 4.2
Opublikowana w 2014 roku. Zawiera kolejne ulepszenia softwareu skierowane w stronę Internetu Rzeczy (IoT – Internet of Things).

Bluetooth 5
M.in. Zwiększa moc nadajnika radiowego co wymusza zmiany sprzętowe, ale w zamian podnosi prędkość transmisji do 2 Mbit/s jednocześnie zwiększając jej zasięg.

Bluetooth Low Energy podsumowanie

Bluetooth Low Energy (BLE) używa tego samego pasma częstotliwości co klasyczny Bluetooth/ (ISM 2,4GHz).
Dzieli go jednak na 40 kanałów o szerokości 2MHz każdy. Trzy z tych kanałów, zaznaczone na czerwono służą do rozgłaszania informacji (advertising).
kanały Bluetooth LE
Niestety Bluetooth LE nie jest kompatybilny z klasycznym Bluetooth. Specyfikacja Bluetooth 4.0 dopuszcza jednak możliwość implementacji w urządzeniu obydwu wersji standardu 'starego' i 'nowego' Bluetooth’a

  • Urządzenia implementujące oba standardy (Dual-mode devices) są kompatybilne z klasycznym Bluetooth’em oraz z Bluetooth Low Energy. Zwane są 'Bluetooth Smart Ready'.
  • Urządzenia 'Bluetooth Smart' lub 'Bluetooth LE' implementują jedynie standard Bluetooth Low Energy i mogą komunikować się z urządzeniami 'Bluetooth Smart Ready' lub 'Bluetooth Smart'.

Bluetooth Low Energy jest natywnie wspierany przez systemy operacyjne (w porządku alfabetycznym):

  • Android od wersji 4.3
  • BlackBerry 10
  • iOS od wersji 5
  • Linux od wersji 3.4 z biblioteką BlueZ 5.0
  • Windows od wersji 8
  • Windows Phone 8.1
Tagi , , , , .Dodaj do zakładek Link.

Komentarze są wyłączone.