Mobilizujeme.cz

Bluetooth – modrozub pod drobnohledem (vědecké okénko)

18. 12. 2011  |  článek  |  autor:

Bezdrátová technologie zvaná Bluetooth, kterou v dnešní době zná již téměř každý, je tu s námi již více než 15 let. Za tu dobu se stihla masově rozšířit a dnes je obsažena téměř ve všech elektronických zařízeních. Většina z nás se s ní setkává dnes a denně. Pojďme se tedy společně podívat, na jakém principu pracuje, či kdo všude se najde její uplatnění.

Vítejte v pořadí již třetím vědeckém okénku, tentokrát věnovanému technologii Bluetooth. Společně se dnes podíváme na jednotlivé verze,  či jejich specifikace a funkce. Bluetooth je označení standardu pro bezdrátovou komunikaci, který byl vytvořen v roce 1994 dvěma zaměstnanci firmy Ericsson – Jaapem Haartsenem a Svenem Mattissonem. Původně byl vyvinut jako bezdrátová náhrada k sériovému portu RS 232 a spadá do takzvaných osobních počítačových sítí – PAN (Personal area network).

Jeho název byl odvozen od anglického překladu jména dánského krále Haralda Modrozuba, vládnoucího v 10. století našeho letopočtu. Ten byl znám pro svou skvělou diplomacii a komunikaci – odtud tedy označení pro bezdrátový komunikační standard. V roce 1999 byla založena skupina Bluetooth Special Interest Group (SIG), jejíž zakladatelé byly firmy IBM, Toshiba, Intel, Ericsson a Nokia. Tato skupina se stará o aktualizace a rozšiřování tohoto standardu. Dnes má toto společenství již více než 10 000 členů. Prvním certifikovaným Bluetooth zařízením byl bezdrátový headset GN 9000, prvním mobilním telefonem pak Ericsson T36 – oba představeny v roce 2000.


První mobilní telefon s Bluetooth – Ericsson T36

Jak to vše funguje

Bluetooth se v mnoha aspektech podobá bezdrátové technologii Wi-Fi. K přenosu využívá rádiové vlny a pracuje ve stejném frekvenčním pásmu 2,4 GHz. V případě překážek mezi dvěma komunikujícími zařízeními, i zde rapidně klesá dosah signálu. Ten se pohybuje v rozmezí 10 až 100 metrů, rychlost přenosu je pak do 24 Mb/s, v závislosti na použité verzi. Na rozdíl od Wi-Fi však pracuje na aplikační vrstvě síťového modelu ISO/OSI.

Jelikož Bluetooth pracuje ve veřejném, nelicencovaném frekvenčním pásmu, vyskytuje se zde velká pravděpodobnost rušení od jiných vysílačů. K minimalizaci rušení se využívá technologie FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), která zajišťuje změnu frekvencí v určitém časovém intervalu. Řádově se jedná o tisíce přeladění za sekundu mezi několika desítkami frekvencí, které mají mezi sebou rozestup maximálně 1 MHz. Jelikož byl od začátku Bluetooth navrhován pro malá kapesní zařízení, velký důraz byl kladen na úsporu energie – tomu byl uzpůsoben také výkon, který se pohybuje v řádu mW. Podlé výkonu se také Bluetooth rozděluje do tří tříd:

  • Class 1 – výkon 10 mW – dosah až 100 metrů
  • Class 2 – výkon 2,5 mW – dosah až 10 metrů
  • Class 3 – výkon 1 mW – dosah zhruba 1 metr

Technologie Bluetooth podporuje dva typy komunikace – dvoubodovou a vícebodovou. V případě dvoubodového přenosu se jedná o klasickou point to point komunikaci, tedy přímé spojení dvou zařízení. V případě vícebodové, takzvané multi point komunikace, má jedno zařízení status master. Zařízení s tímto označením tak slouží jako jakýsi přístupový bod, na který lze následně připojit až 7 jiných zařízení, které mají statut slave. Takto vytvořené seskupení se nazývá piconet. Tyto pikosítě je možné dále sdružovat do takzvaných scatternet – rozprostřených sítí. V jedné rozprostřené síti může být maximálně 10 pikosítí. Každé Bluetooth zařízení by mělo mít svůj název, tzv. Bluetooth Device Adrress, což je jakýsi ekvivalent MAC adresy u internetových protokolů.


Ukázka sítí piconet a scatternet

Zabezpečení

Co se zabezpečení týče, Bluetooth využívá takzvanou metodu párování. Žádost o párování se obvykle odešle od uživatele, vyžadujícího spojení. Při párování oba uživatelé potvrzují svoji totožnost a zároveň zadávají společný utajený klíč. Po vygenerování a potvrzení zadaného klíče mohou být přenášená data šifrována, tudíž jsou chráněna proti odposlechu. K šifrování se používá 48 bitový klíč.

Jednotlivé verze a jejich specifika

Již od samého počátku vzniku této technologie docházelo k postupnému vyvíjení a doplňování tohoto standardu, čímž vznikaly postupně nové verze značené od verze 1.0.

Bluetooth 1.0a byl uveden na trh v létě roku 1999. Ještě v zimě téhož roku se objevila verze 1.0b. Tyto verze obsahovaly povinnou hardwarovou adresu zařízení, jelikož anonymita zařízení byla velikou překážkou pro nově chystané služby. Tyto první standardy však trpěly řadou nepřesností a chyb, a tak nebyly příliš komerčně využity. V roce 2002 byl schválen Bluetooth 1.1, který především opravoval chyby předcházejících verzí, přinesl implementaci pikosítí, či indikátor síly signálu. Tato verze se již dočkala prvního komerčního využití. Následovala verze Bluetooth 1.2, které byla zpětně kompatibilní se starší 1.1. Byla přijata v roce 2003 a jednalo se o zcela přepracovanou specifikaci. Ta nově nabízela přenosové rychlosti až do 721 kbit/s, technologii přeskakování frekvencí AFH (což zmírnilo účinky okolního rušení),  a také možnost rychlého vytvoření připojení (Fast Connection Setup).

Standard Bluetooth 2.0, schválen roku 2005,  jako první přináší technologii EDR, pomocí níž je možné dosáhnout rychlosti přenosu až 2,2 Mbit/s. O dva roky později přichází vylepšená specifikace Bluetooth 2.1 + EDR. Hlavním rysem v2.1 je bezpečné jednoduché párování (SSP), což nejenže usnadňuje párování zařízení, ale zároveň zvyšuje bezpečnosti přenosu. Dále pak přinesl režim nízké energie, rozšířené informace o okolních zařízeních, či podporu NFC. Bluetooth 3.0 + HS byl přijat skupinou Bluetooth SIG v roce 2009. Verze 3.0 používá technologii Ultra Wide Band, která by měla zajistit přenosovou rychlost až 24 Mbit/s. Této rychlosti dosahuje díky spojení a souběžnému přenosu s jinou bezdrátovou technologií – Wi-Fi. Posledním uvedeným standardem je Bluetooth 4.0 slibující větší dosah, nižší spotřebu energie a podporu 128 bitového šifrování. Zařízení s touto verzí modrého zubu jsou dle využití dále dělena na Bluetooth Smart a Bluetooth Smart Ready. První telefon pracující s verzí 4.0 je smartphone společnosti Apple – iPhone 4S.

TIP: přečtěte si podrobněji o Bluetooth Smart a Bluetooth Smart Ready.

Profily

Pro každou činnost se u Bluetooth používá jiný profil a každé zařízení obsahuje jinou sadu profilů podle toho, k čemu je využíváno. Profil je jakýsi soubor instrukcí, pomocí kterých propojená zařízení komunikují.  Existuje jich celá řada a schvaluje je skupina Bluetooth SIG. Pojďme si společně představit ty nejznámější z nich:

  • A2DP – bezdrátový přenos zvuku
  • HFP – ovládání handsfree sady
  • FTP – přístup k adresářům a složkám jiného zařízení
  • OPP – snadné posílání menších souborů jako jsou obrázky, či vizitky
  • HID – připojení periferií k osobnímu počítači, vyznačuje se nízkými prodlevami a spotřebou energie


Typická ukázka Bluetooth headsetu

Závěr

Ačkoliv by se mohlo zdát, že je v poslední době Bluetooth na ústupu, není tomu tak. V rychlosti přenosů ani v dosahu signálu se sice nemůže standardu Wi-Fi rovnat, jsou však situace, kde je modrý zub naprosto ideálním řešením. Nejvíce pak v zařízeních, které vyžadují co nejnižší energetickou náročnost – od výše zmíněných Bluetooth headsetů či bezdrátových periferií k PC až po monitoring srdečního tepu, či dálkové ovládání oken ve vašem domě. Bezdrátový standard Bluetooth tedy rozhodně ze světa komunikace jen tak nevymizí.

Témata:, ,

3 komentáře

  1. xsarahdi
    18.12.2011 v 00:53

    DIK ZA PERFEKTNÝ ČLÁNOK :)

    T28,T39,T36 to boli skvostné telefóny…kde sú tie časy :)

    Odpovědět

      David Kovařík
      18.12.2011 v 02:01

      I Vám díky, kladné ohlasy vždy potěší :)

      Odpovědět

  2. Jiří
    21.8.2016 v 02:04

    Dobrý den, bude prosím Vás pracovat zařízení 4.1 s 3.0?
    Mnohokrát děkuji
    Jiří

    Odpovědět

Přidat komentář

Jak vybrat telefon v roce 2016, nezapomeňte na těchto 5 věcí

Jak vybrat telefon v roce 2016, nezapomeňte na těchto 5 věcí

18. 4. 2016  |    |  50 komentářů

Technologie mobilních telefonů, dnes bychom spíše řekli smartphonů, se každým měsícem, každou tiskovou konferencí, posunují kupředu. Je tedy zcela běžné,…

Recenze Huawei Mate 8: dokonalý po všech směrech (exkluzivně)

Recenze Huawei Mate 8: dokonalý po všech směrech (exkluzivně)

12. 2. 2016  |    |  61 komentářů

Hledáte to nejlepší na poli superphabletů? Tak už dál nemusíte. Huawei Mate 8 je přímo mistrovským dílem, ze kterého čiší…

7 vlastností, které má údajně přinést iPhone 7

7 vlastností, které má údajně přinést iPhone 7

9. 11. 2015  |    |  41 komentářů

I když iPhony 6S a 6S Plus jsou na trhu jen krátce, tak se již příznivci této značky těší, co přinese…

Recenze Honor 7: reparát na výbornou

Recenze Honor 7: reparát na výbornou

25. 10. 2015  |    |  15 komentářů

Nový přístroj z dílny odnože značky Huawei opět nabízí skvělý poměr ceny a výkonu. K tomu návdavkem i několik velmi praktických zlepšováků…

Recenze Lenovo Vibe Shot: Levná stylovka mezi fotomobily

Recenze Lenovo Vibe Shot: Levná stylovka mezi fotomobily

12. 8. 2015  |    |  39 komentářů

Lenovo vyrobilo s trochou nadsázky smartphone, který nemá konkurenci. Kdo jiný totiž přináší stylový fotomobil a ještě k tomu za…

5 funkcí, které už dnes na mobilu nikdo nepotřebuje

5 funkcí, které už dnes na mobilu nikdo nepotřebuje

6. 8. 2015  |    |  45 komentářů

Před lety se podle nich rozlišovaly jednotlivé kategorie mobilních telefonů a připlácely se za ně tisíce korun. Dnes byste je…

7 aplikací, které zázračně fungují, ačkoliv byste to možná nečekali

7 aplikací, které zázračně fungují, ačkoliv byste to možná nečekali

25. 5. 2015  |    |  4 komentáře

Mezi aplikacemi, které využíváme každý den, se často objevují unikáty vypadající, jako by byly z jiného světa. Když většina uživatelů…

Jak snadno dostat Flash Player do Androidu

Jak snadno dostat Flash Player do Androidu

23. 11. 2012  |    |  129 komentářů

Nestihli jste si do 15. srpna 2012 stáhnout Flash Player z obchodu Google Play? Nevadí. Existuje jednoduchá možnost, jak Flash…

Samsung Galaxy On8: velký, hezký a překvapivě také levný

Samsung Galaxy On8: velký, hezký a překvapivě také levný

DNES  |    |  diskuze (1)

Samsung v Indii představil nový telefon Galaxy On8. Řada „On“ je charakteristická reprezentativním designem, kvalitními materiály a dostatečným výkonem za relativně…

Alcatel Pixi Plus 4 Power: low-end s obrovskou výdrží

Alcatel Pixi Plus 4 Power: low-end s obrovskou výdrží

DNES  |    |  diskuze (0)

Řada Pixi od Alcatelu získala zajímavý přírůstek. Nový smartphone Pixi Plus 4 Power, jak již název napovídá, bude lákat především…

Xiaomi se zapsalo do dějin. Má první čtečku pod krycím sklem

Xiaomi se zapsalo do dějin. Má první čtečku pod krycím sklem

DNES  |    |  3 komentáře

Čínská společnost Xiaomi dokázala jako první na světě vyrobit smartphone se čtečkou otisků prstů umístěnou pod jednolitým krycím sklem. Na vysněné odemykání…

Xiaomi Mi 5s Plus: větší 5,7" displej, duální fotoaparát a 6 GB RAM

Xiaomi Mi 5s Plus: větší 5,7″ displej, duální fotoaparát a 6 GB RAM

DNES  |    |  diskuze (0)

Vybavenější z nových vlajkových lodí Xiaomi, model Mi 5s Plus, přináší například větší 5,7″ displej, duální fotoaparát nebo až 6…

Xiaomi Mi 5s oficiálně: zase o kus dokonalejší

Xiaomi Mi 5s oficiálně: zase o kus dokonalejší

DNES  |    |  5 komentářů

Xiaomi představilo svou novou vlajkovou loď Mi 5s, která v několika směrech vylepšuje pětkový model z letošního jara. Má pevnější celokovovou…

Google Pixel 3 by měl být prvním zařízením s OS Andromeda

Google Pixel 3 by měl být prvním zařízením s OS Andromeda

VČERA  |    |  diskuze (0)

Hiroshi Lockheimer dnes uvedl, že Google připravuje na 4. října událost, kde představí hned několik novinek. To samozřejmě vyvolalo diskuze…

"Opravené" kusy Galaxy Note 7 opět zlobí, tvrdí v Jižní Koreji

„Opravené“ kusy Galaxy Note 7 opět zlobí, tvrdí v Jižní Koreji

VČERA  |    |  10 komentářů

Mysleli jste si, že problémům s explodujícími kusy Note 7 již odzvonilo? Upřímně, výbušné už nejsou snad žádné, ale i…

Vernee Mars oficiálně: skoro jako iPhone, ale za čtvrtinu ceny

Vernee Mars oficiálně: skoro jako iPhone, ale za čtvrtinu ceny

VČERA  |    |  diskuze (0)

Vernee Mars je teprve třetím telefonem čínského výrobce, a už se chce srovnávat s nejnovějším iPhonem 7. Je to dobrý nápad,…

Mobilní zobrazení