Bluetooth

From EIK wiki

Sissejuhatus

Kes meist ei ole kasutanud mõnd Bluetoothi seadet – näiteks mõnda sinihambal töötavat hiirt, klaviatuuri, kõrvaklapi komplekti või siis seda toetavat telefoni. Järgnev referaat seletabki põgusalt, mis asi see bluetooth on. Referaat on mõeldud algajatele.

Mis on bluetooth?

Bluetooth on kahesuunaline lähiala raadiolink, mis toimib 2,4 GHz sagedusel (mis on üsna sarnane WiFi-võrkude sagedusele) ning see võimaldab erinevatel elektrilistel seadmetel luua andmesideühenduse ilma füüsilist ühendust loomata. See tähendab, et pistikud ei pea ühendama ning seadmeid ei ole vaja hoida otsenähtavuses..

Bluetooth on spetsiaalselt välja töötatud võimalikult odavana, et seda saaks paigutada ka sellistesse vähe maksvatesse elektroonikaseadmetesse nagu juhtmeteta kõrvaklapid, mängukonsoolid või klaviatuurid, lisaks on see üsna madala energiatarbega, , mis tähendab, et kasutada saab akutoitega seadmeid. Madal energiatarve negatiivne külg on aga see, et bluetoothiga andmed kaugele ei levi – tehnoloogia võimaldab andmeid edastada kuni 10 meetri kaugusele kiirusega kuni 1 Mb/s. Bluetooth toimib 2,4 GHz sagedusel, mis on üsna sarnane WiFi-võrkude sagedusele.

Bluetoothi ajaloost

Bluetooth on oma nime saanud Taani viikingite kuninga Harald Blåtandi (Harld Bluetooth) järgi, kes on selle poolest, et ühendas Taani üksikud hõimud ühtseks kuningriigiks. Bluetoothi märk tulenebki Haraldi Blåtandi ruuni kirjas olevatest sümbolitest ( vastavalt Harald (ᚼ) ja (Blåtandi) (ᛒ),

1994. aastal anti firmale Ericsson ülesanne uurida traadita ühenduse loomise võimalikkust raadiolainete abil. Uuring andis positiivse tulemuse ja 1998. aastal asutasid Nokia, Ericsson, IBM, Toshiba ja Intel Bluetooth Special Intereset Group´i (SIG), mille ülesandeks oli standardi väljatöötamine. Esimese lõpliku versiooni avaldas SIP aasta 1999.aasta juulis, milleks oli Bluetooth version 1.0 ja millele järgnes sama aasta detsembris Bluetooth 1.0b. Alles 2001.aasta veebruaris toodi välja versioon 1.1. See oli esimene soliidsem põhi turukõlblikute seadmete jaoks, sest eelnevas versioonis esines üsna palju ebatäpsusi ja vigu.

Bluetoothi erinevad versioonid

Versioon Andmeedastuskiirus Max. läbilaskevõime
Versioon 1.2 1 Mbit/s 0.7 Mbit/s
Version 2.0 + EDR 3 Mbit/s 2.1 Mbit/s
Versioon 3.0 + HS Teoreetiline kiirus 24 Mbit/s Kasutatakse ainult koos AMPiga ning see sõltub AMPist, Bluetoothi läbilaskevõime on endiselt 2.1 Mbit/s -


Versioon 4.0 + EDR Teoreetiline kiirus 24 Mbit/s Kasutatakse ainult koos AMPiga ning see sõltub AMPist, Bluetoothi läbilaskevõime on endiselt 2.1 Mbit/s

Bluetooth 1.0 ja 1.0B

  • Sisaldasid turvaprobleeme, mis olid tingitud Bluetooth Hardware Device Address Transmission (BD_ADDR)-ga.
  • Maksimaalne andmeedastuskiirus: 732,2kbit/s

Bluetooth 1.1

  • Ratifitseeriti 2002. aastal kui IEEE Standart 802.15.1
  • Paljud vead eelnevast versioonist parandati ära.
  • Toetab mitte-krüpteerituid kanaleid.
  • Lisati signaalitugevuse indikaator Received Signal Strength Indication (RSSI)

Bluetooth 1.2

  • See versioon on eelnevate versioonidega kooskõlas ja sisaldab järgnevaid lisaseadmeid:
  • Kiirem ühendus ja ülesleidmine
  • Adaptive Frequence-hopping spread spectrum (AFH), mis teeb seadme vähemtundlikuks teiste raadiolaineid tekitavate seadmete suhtes (nagu näiteks Wifi-ruuterid)
  • Ratifitseeriti 2005. Aastal, kui IEE Standard 802.15.1
  • Laiendatud sünkroonsed ühendused (Extended Synchronous Connections eSCO), mis parandavad heli kvaliteeti saatmise ajal sellega, et lubab vigaseid pakette uuesti saata ja vajalikul korral tõsta heli latentsust et toetada paremini samaaegset andmeedastust.
  • Tutvustab voolu kontrolli (Flow Control) ja taassaatmis mooduseid (Restransmission Modes) L2CAP-protokollistikule.
  • Andmeedastuskiirus nüüd ka praktikas kuni 721kbit/s

Bluetooth 2.0 + EDR

  • Andmeedastuskiiruse kolmekordistumine Enhanced Data Rate (EDR) abil.
  • Teoreetiliselt kuni 3Mbit/s, praktikas kuni 2,1Mbit/s
  • Sinihamba versioon 2.0 on võimeline töötama ka vanemate versioonidega seadmetega ja seadmetega, millel ei ole EDR-i

Bluetooth 2.1 + EDR

  • Uued funktsioonid nagu Secure Simple Pairing ja Quality of Service. Lisaks sellele sisaldab 2.1 uuendusi, nagu Extended inquiry response (EIR), mis annab jagab otsingute ajal rohkem informatsioone ja parandab sellega seadmete filtreerimist enne nendega ühendamist, või Sniff subrating, mis alandab voolutarbet low-power mooduses.

Bluetooth 3.0 + HS

  • Sinihamba 3.0 +HS versioon suudab teoreetiliselt andmeid edastada kiirusega kuni 24 Mbit/s, kuid mitte otseselt läbi sinihamba ühenduse. Selle asemel kasutatakse sinihammast koordineerimiseks ja ühenduse loomiseks ja andmed liiguvad tegelikult läbi kõrval asuva 802.11 võrgu. Selle versiooni põhiline uuendus on AMP (Alternate MAC/PHY), 802.11 lisamine väga kiire andmetranspordi jaoks. AMP välja töötamine eeldas kahte tehnoloogiat: 802.11 ja UWB, kuid UWB puudub versiooni kirjelduses.
  • Alternate MAC/PHY Lubab kasutada teisi MAC ja PHY-si sinihamba profiili andmete edastamise jaoks. Sinihamba raadiolaineid kasutatakse veel seadme äratundmise, ühendamise ja profiili konfiguratsiooni jaoks, kuid suurte andmemahtude saatmiseks kasutatakse kiiremat MAC PHY 802.11 (tuntakse nagu Wifit) seadet. See tähendab, et niipea, kui on vaja suurema mahuga andmeid saata, kasutatakse sinihamba asemel 802.11 tehnoloogiat.
  • Unicast connectionless data Lubab seadmel andmeid saata ilma L2CAP kanali loomiseta. See on mõeldud rakenduste jaoks, mis ei vaja kõrget latentsust kasutaja käskude ja andmete edastamisel. See on mõtekas ainult väikeste andmemahtude puhul.
  • Täiendatud vooluseadmed Uuendab voolu seadmete funktsiooni ja eemaldab open loop voolu seadet ja lahendab vead vooluseadmetes, mis olid tingitud uue EDR konfiguratsioonilt. Lisaks sellele on veel lisatud closed loop konfiguratsioon ja „go straight to maximum power“ käsk.

Bluetooth 4.0 + EDR

  • Sinihamba 4.0 versiooniga pidi võimalik olema kahe sinihamba seadme vahelise ühenduse 5ms jooksul üles ehitada ja seda kuni 100m ulatuses hoida. Sellejaoks parandati vigade käsitlemist ja turvalisuse ülevalhoidmiseks kasutati 128-bittist AES-krüpteeringut. Teine eesmärk oli voolutarbe vähendamine ja sellega saavutati näiteks mobiiltelefonide või muude väikeste seadmete (käekellad, kaugjuhtimispuldid,sensorid... ) akude säästmine.
  • 12.juunil 2007.a. teatasid Nokia ja Bluetooth SIG, et Wibree hakkab olema osa sinihamba spetsifikatsioonist ultra-low power sinihamba tehnoloogiana.
  • 17. detsembril 2009.a. otsustas Blutooth SIG, et sinihamba low energy tehnoloogiast saab 4.0 versiooni üks tunnusmärk. Varem kasutusel olnud nimesid Wibree ja Bluetooth ULP (Ultra Low Power) enam ei kasutata.
  • 21. aprillil 2010.a. lõpetas Bluetooth SIG 4.0 versiooni väljatöötamise. 4.0 versioon sisaldab Classic Bluetooth, Bluetooth high speed ja Bluetooth low energy protokolle. Bluetooth high speed baseerub Wifi tehnoloogiale ja Bluetooth Classic koosneb kõikidest tavapärastest sinihamba protokollidest.


Mõningaid huvitavaid andmeid

  • Samas võrgus seadmed jagavad ühte andmekanalit. Kanali läbilaskevõime on 1 megabitt sekundis.
  • USAs ja Euroopas kasutab bluetooth sagedusala 2400-2483,5 MHz, mis jaguneb 79 kanaliks. Jaapanis kasutatakse sagedusala 2472- 2497 MHz ning kanaleid on 23.
  • Sidekanalit vahetatakse suvalises järjestuses 1600 korda sekundis.
  • Suurim ülekantav andmemaht on 2745 bitti.


Kasutatud kirjandus

Autor

Heigo Võsujalg