testing История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства » 3domen.com - сайт Сергея и Марины Бондаренко
Регистрация  Напомнить пароль?
 Отправлено SergeyMarina 22 декабря 2014   

История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства
Может показаться странным, но еще пару десятков лет назад никто и не слышал о такой удобной вещи как Bluetooth. Теперь же эмблему этой технологии можно увидеть на любом ноутбуке или смартфоне. Сегодня мы расскажем о том, как она появилась, кто ее придумал и какие возможности она открыла перед человеком.





Назад Вперед

Накапливая опыт и восполняя свой багаж знаний, человек постоянно ищет новые и новые способы сделать свою жизнь более комфортной. Когда-то на заре эволюции ему надоело двигать тяжести, он создал колесо, затем придумал орудия труда и стал их улучшать, а потом, чтобы преодолевать большие расстояния и не уставать, он придумал транспорт. На данный момент венец его творений — компьютер, машина, которая выполняет сложную работу и порой даже пытается “думать” вместо человека. И это сложное устройство пытливый ум старается сделать лучше — быстрее, надежнее и удобнее.

Первые компьютеры были, строго говоря, большими калькуляторами, которые использовались исключительно для объемных инженерных вычислений. В какой-то момент человек догадался, что от объединения вычислительных устройств можно получить большой выигрыш, сэкономив время, необходимое для обмена данными. Простейший способ это сделать — с помощью кабеля. Так появились первые компьютерные сети, в которых устройства могли общаться между собой, обмениваясь информацией и координируя совместную работу. Поначалу это было очень удобно, но сразу обнаружился и главный недостаток такой интеграции — компьютеры оставались “привязанными” друг к другу, и чем сложнее была сеть и чем большее количество устройств в ней присутствовало, тем тяжелее и накладнее было делать разводку, прокладывать кабели и настраивать подключения.

Кроме того, соединение при помощи кабеля не очень хорошо подходило для нового класса устройств — мобильных ПК, смартфонов, планшетов и прочих. Назрела необходимость в разработке какой-то технологии, которая могла бы заменить проводное соединение и тем самым упростить повседневную эксплуатацию устройств.

История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства

Изобретение Bluetooth

Bluetooth берет свое начало в 1994 году, а отцами технологии можно считать двух инженеров компании Ericsson Mobile Platforms: голландца Яаапа Хаартсена (Jaap Haartsen)

История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства

и шведа Свена Маттиссона (Sven Mattisson).

История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства

Поначалу они занимались разработкой беспроводной технологии, которая должна была стать альтернативой проводному дуплексному интерфейсу RS-232 в продуктах Ericsson. Эта работа велась недолго, ведь очень скоро стало очевидно, что беспроводная технология не должна разрабатываться под одни только продукты шведской компании.

В начале девяностых годов Ericsson развивал технологию MC-Link, финская компания Nokia вела работу над проектом Low Power RF, а у Intel была запущена программа под названием Business-RF. Подобное разнообразие стандартов было препятствием для совместимости устройств и существенно мешало внедрению беспроводной технологии в разных сегментах рынка.

К концу прошлого века компании, выпускающие мобильные устройства, уже пришли к мысли о том, что необходим единый стандарт беспроводной передачи данных. В 1998 году Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia, которые в то время держали не менее 60 процентов рынка сотовых телефонов и ноутбуков, образовали единую группу Special Interest Group (SIG). Ее целью стало внедрение и развитие стандарта беспроводной передачи данных Bluetooth, а также публикация спецификаций Bluetooth.

Сегодня, например, смартфон может подключаться к автомобильной системе навигации, Bluetooth-клавиатура — к планшетному ПК, Bluetooth-гарнитура — к плееру и т.д. Но все это стало возможным только благодаря тому, что и клавиатура, и гарнитура и прочие гаджеты поддерживают единый стандарт Bluetooth.

История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства


Bluetooth: что внутри и как это работает

Под термином Bluetooth принято понимать компьютерный чип с приемо-передатчиком, обеспечивающий возможность работы по беспроводному протоколу, а также программное обеспечение, без которого связь между подключаемыми устройствами невозможна.

В основе прототипа современного Bluetooth был использован метод псевдослучайной перестройки рабочей частоты (FHSS — Frequency Hopping Spread Spectrum). Устройства, обменивающиеся данными по данной технологии, периодически скачкообразно изменяют несущую частоту, причем алгоритм этих скачков известен только приёмнику и передатчику.

Для работы любой спецификации Bluetooth задействуются так называемые профили. Профиль Bluetooth — это некоторый алгоритм, помогающий устройствам координировать свою совместную работу. Например, когда Bluetooth-гарнитура подключается к смартфону, происходит запрос профиля A2DP, а затем синхронизируются параметры сопряжения — происходит выбор кодека, согласуются параметры сжатия аудиоданных и т.д. Для того чтобы отдельные устройства сопрягались по Bluetooth, необходимо, чтобы они поддерживали один и тот же профиль. Этих профилей существует довольно много, и с каждой спецификацией их число возрастает.


Bluetooth и Wi-Fi: конкуренты или союзники?

Сегодня без Bluetooth трудно представить работу многих современных устройств. Однако, когда разработчики только начали продвигать эту технологию, пользователи не сразу оценили ее преимущества. На то время уже существовали сети Wi-Fi, которые могли обеспечить беспроводную связь между компьютерами на скоростях до 20 Мбит/сек. Первые же спецификации Bluetooth позволяли устанавливать соединение между сопряженными устройствами и передавать данные на скорости всего 721 кбит/сек. Глядя на такую низкую эффективность обмена данными, пользователи недоумевали — в чем же преимущество новой технологии?

Безусловно, Bluetooth (особенно в первых версиях) значительно проигрывал по скорости работы, в сравнении с Wi-Fi. Однако смысл в его продвижении все же был, ведь технология Bluetooth преследовала иные цели, и "синезуб" обладал целым рядом достоинств. Создатели Bluetooth очень четко разделили области применения нового стандарта.

История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства

Bluetooth разрабатывался не как альтернатива технологии Wi-Fi, а, скорее, как дополнение к уже существующему стандарту беспроводной передачи данных. Wi-Fi был создан в качестве замены высокоскоростных проводных локальных сетей (отсюда и второе название Wi-Fi — беспроводные локальные сети (WLAN).

Главной задачей разработчиков было создание маломощных и, что особенно важно, дешевых передатчиков, которые бы позволяли объединять одно или даже несколько устройств в минимальной конфигурации. Настройка подключения должна была быть максимально простой, буквально, нажатием одной кнопки. А еще команда разработчиков уделила особое внимание энергопотреблению устройств связи. Поскольку 98 процентов времени протокол оказывается незадействованным, при отсутствии активности пользователя устройство переходит в режим ожидания и экономного расходования энергии.

Малая мощность таких Bluetooth-устройств дала возможность экономить потребление электропитания, а созданные Bluetooth-протоколы упростили обнаружение и настройку сервисов между устройствами.

Эволюция Bluetooth: от первой версии к последней

Первые версии Bluetooth содержали большое количество ошибок, некоторые из которых приводили, например, к тому, что устройства теряли связь и не могли сопрягаться. Кроме того, в версиях 1.0 и 1.0В анонимность пользователя на уровне протокола была невозможна. C выпуском следующей версии 1.1 Bluetooth стала более или менее нормально функционирующей технологией. Эта версия не была полностью обратно совместимой с предыдущими релизами Bluetooth, но работала намного стабильнее. Разработчики кардинально решили главную проблему, которая мешала нормальной работе Bluetooth-устройств: они разделили частоты, на которых работали протоколы Bluetooth и Wi-Fi. Маломощные беспроводные соединения остались в рабочих частотах, не требующих специального лицензирования (2,4-2,4835 ГГц), а Wi-Fi перешел на более высокие частоты (5470-5725 МГц (спецификация IEEE 802.11b). А еще в версии 1.1 устройства научились отображать уровень принимаемого сигнала. Функция индикации уровня принимаемого сигнала, или RSSI (Received Signal Strength Indication), знакома многим — это те самые “мигающие палочки”, которые показывают мощность сигнала. Начиная с этой версии Bluetooth, все последующие релизы были обратно совместимы.

Однако версия Bluetooth 1.1 не избавилась от своего главного недостатка — низкой скорости передачи данных, поэтому выпуск следующей версии, Bluetooth 1.2, был в каком-то смысле предопределен. Это произошло в 2003 году. Улучшенная спецификация позволяла использовать новую опцию AFH. Смысл ее был в том, что отныне устройства использовали адаптивную перестройку частоты с расширенным спектром. Теперь устройство выбирало канал с наибольшей помехозащищенностью, что увеличило эффективность передачи данных.

Кроме этого, в версии 1.2 появилась знаковое нововведение — теперь пользователям стал доступен стереосигнал, передаваемый посредством профиля A2DP (расширенный профиль распространения аудио). Максимальная же скорость Bluetooth продолжала оставаться прежней.


История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства

Следующая спецификация Bluetooth, обнародованная Special Interest Group, имела необычное название — "Bluetooth 2.0 + EDR". Этим названием разработчики подчеркнули особенность новой спецификации — наличие функции EDR (Enhanced Data Rate). Она позволяла использовать более совершенный, комбинированный алгоритм модуляции радиосигнала, благодаря чему скорость могла в теории возрастать до 3 Мбит/сек. И, хотя на практике это значение было несколько ниже (по причине избыточности сигнала и влияния помех), можно было констатировать трехкратное ускорение передачи данных. Из-за увеличения разрядности адресации в новой спецификации Bluetooth упростился процесс одновременного подключения нескольких устройств, их число увеличилось до 256. Несмотря на то, что EDR была необязательной функцией, устройств с “голым” Bluetooth 2.0 выпущено практически не было.

История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства

Следующая спецификация, Bluetooth 2.1, содержала очень полезное дополнение к общему арсеналу функций — теперь в ней была реализована энергосберегающая технология Sniff Subrating, позволяющая в 3-10 раз снизить использование заряда аккумулятора. Устройства на Bluetooth 2.1 могли соединяться значительно быстрее. Для этого разработчики использовали технологию ближней бесконтактной связи (Near Field Communication). Устройства, в которых установлен дополнительный модуль NFC, достаточно просто поднести на короткое расстояние друг к другу (порядка нескольких сантиметров), и они установят подключение. Теоретически это удобно, но дополнительные расходы на модуль NFC и установка еще одной антенны остановили производителей оборудования. Многие из них просто проигнорировали эту опцию Bluetooth, считая ее внедрение нерентабельным предприятием.

В апреле 2009 года Bluetooth обрел вторую жизнь. Спецификация Bluetooth 3.0+HS решала одну из наболевших проблем — очень низкую скорость передачи данных, которая делала технологию морально устаревшей.

История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства

Гарнитура на спецификации Bluetooth 3.0+HS

Разработчики смогли увеличить пропускную способность технологии и обеспечили скорости до 24 Мбит/сек. Для этого, помимо основного канала на 3 Мбит/сек, разработчики задействовали дополнительный, более скоростной канал передачи данных на основе стандарта 802.11. Это немного необычно, ведь стандарт 802.11 лежит в основе беспроводных сетей Wi-Fi. Однако стоит заметить, что он никак не совместим с рабочими стандартами Wi-Fi — 802.11b/g и 802.11n. Спецификация Bluetooth 3.0+HS использует технологию Wi-Fi лишь как физический транспортный канал, никаких прочих логических связей между этими Bluetooth и Wi-Fi нет. Процесс передачи данных стал селективным, небольшие файлы стали передаваться по каналу с малой пропускной способностью, для отправки крупных файлов задействовался канал Wi-Fi.

Преимущества этой версии Bluetooth появились в ущерб экономичности устройства, которое теперь расходовало намного больше энергии. Эту проблему разработчики решили в следующей версии Bluetooth 4.0, известной также под названием Bluetooth low energy (Bluetooth с низким энергопотреблением). Этот новый стандарт вобрал в себя прошлые наработки и включал три протокола: классический Bluetooth, высокоскоростной Bluetooth (с предыдущей версии) и Bluetooth с низким энергопотреблением.

История технологии Bluetooth: кто придумал, что означает логотип, какими были первые устройства

Часы на спецификации Bluetooth 4.0

Реализация энергосберегающих свойств Bluetooth в новой спецификации была проведена столь успешно, что новые устройства смогли работать годами от одной небольшой батареи. Уменьшилось пиковое потребление энергии при передаче данных, резко снизился расход энергии в режиме ожидания. Кроме того, устройства стали очень быстро устанавливать подключения — всего за 5 миллисекунд. Радиус действия, на котором могли работать устройства Bluetooth 4, увеличился до 100 м. Инженеры SIG позаботились и о безопасности подключений — в новой спецификации к трафику применялось 128-битное AES-шифрование. Технология стала практически совершенной. Миниатюрные размеры и хорошие параметры энергопотребления отлично подходили для использования Bluetooth в портативных устройствах, что быстро оценили производители компактных гаджетов.

Последняя спецификация Bluetooth —4.1 — выпущена относительно недавно, в конце 2013 года. Она содержит ряд улучшений, позволивших усовершенствовать совместимость технологии и оптимизировать передачу данных. Одно из новшеств этой версии, например, касается совместной работы протокола Bluetooth и мобильной связи четвёртого поколения LTE.

Назад Вперед








Еще по теме:

  • Q-Sensor: ваши пульс и температура передаются онлайн
  • 92-дюймовый 3D телевизор от Mitsubishi
  • Камерафоны вместо мышек - это возможно
  • Кукла передаст сердцебиение родного человека
  • 3D-реклама мобильных телефонов от российской студии



  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

    Форум Топик Ответов
    Будьте в курсе новостей