Bluetooth – wszystko co warto wiedzieć

Bluetooth to radiowa, bezprzewodowa technologia komunikacji krótkiego zasięgu, umożliwiająca wymianę danych pomiędzy różnymi urządzeniami elektronicznymi. Została opracowana w latach 90. XX wieku przez firmę Ericsson, a następnie rozwinięta przez grupę specjalnego zainteresowania (SIG), w której uczestniczyły takie firmy jak IBM, Intel, Nokia, czy Toshiba. Bluetooth pozwala na łatwą łączność między urządzeniami, takimi jak telefony komórkowe, komputery, słuchawki, a nawet urządzenia domowe, w niedużej odległości, zazwyczaj nie przekraczającej kilkudziesięciu metrów. Wykorzystuje do tego fale radiowe o niskiej mocy, dzięki czemu jest energooszczędna. Technologia ta stała się standardem w przesyłaniu danych między urządzeniami, oferując wygodną i bezprzewodową komunikację.

W jakich urządzeniach wykorzystywany jest Bluetooth?

1. Telefony komórkowe i smartfony – do połączeń z innymi urządzeniami, przesyłania danych, udostępniania internetu.
2. Słuchawki i zestawy głośnomówiące – dla bezprzewodowego słuchania muzyki i prowadzenia rozmów telefonicznych.
3. Komputery i laptopy – do łączenia z innymi urządzeniami Bluetooth, takimi jak myszki, klawiatury, drukarki.
4. Smartwatche i opaski fitness – do synchronizacji danych z telefonem i monitorowania aktywności fizycznej.
5. Głośniki przenośne – umożliwiają bezprzewodowe odtwarzanie muzyki z telefonów i innych urządzeń.
6. Myszki i klawiatury bezprzewodowe – dla wygodniejszej pracy bez konieczności używania kabli.
7. Systemy nawigacyjne w samochodach – do połączeń z telefonem i bezprzewodowego przesyłania informacji o trasie.
8. Kontrolery do gier – do bezprzewodowego sterowania grami na różnych konsolach i komputerach.
9. Drukarki i skanery – umożliwiające bezprzewodowy druk i skanowanie dokumentów.
10. Urządzenia domu inteligentnego – takie jak termostaty, oświetlenie, czy systemy alarmowe, które można kontrolować zdalnie.

Do czego najczęściej wykorzystywany jest Bluetooth?

1. Przesyłanie danych – Umożliwia wymianę plików, takich jak zdjęcia, muzyka, dokumenty, między urządzeniami.
2. Połączenia głosowe – Używany w słuchawkach i zestawach głośnomówiących do prowadzenia rozmów telefonicznych.
3. Streamowanie muzyki – Pozwala na bezprzewodowe odtwarzanie muzyki z urządzeń mobilnych na głośnikach Bluetooth.
4. Sterowanie urządzeniami peryferyjnymi – Używany do łączenia myszy, klawiatur, kontrolerów gier z komputerami i konsolami.
5. Monitorowanie zdrowia i fitness – Umożliwia synchronizację danych z opasek fitness i smartwatchy z aplikacjami na telefonie.
6. Personal Area Network (PAN) – Tworzy sieci bezprzewodowe między kilkoma urządzeniami, umożliwiając ich współpracę.
7. Lokalizacja i śledzenie – Wykorzystywany w urządzeniach do śledzenia, takich jak tagi i beacony, do lokalizowania przedmiotów.
8. Komunikacja w samochodach – Umożliwia połączenie telefonu z systemem samochodowym, dla nawigacji, muzyki, i rozmów.
9. Bezprzewodowe drukowanie i skanowanie – Łączy drukarki i skanery z komputerami i smartfonami bez potrzeby kabli.
10. Kontrola i automatyzacja domu – Umożliwia sterowanie urządzeniami inteligentnego domu, takimi jak oświetlenie, termostaty, czy systemy bezpieczeństwa.

Warianty technologii Bluetooth

Choć co chwila pojawiają się informacje o nowej wersji Bluetooth (zaraz dojdziemy do wersji 6.0) to technologia ta dzieli się w nieco innej płaszczyźnie. O ile każda wersja Bluetooth wprowadza jakieś ulepszenia, o tyle podstawą do ich opracowywania są dwa warianty Bluetooth, które definiują zakres możliwości danego urządzenia.

Bluetooth Classic

Bluetooth Classic, znany także jako Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR), to technologia radiowa o niskim zużyciu energii, przesyłająca dane przez 79 kanałów w niezlicencjonowanym paśmie częstotliwości 2.4GHz ISM. Jest głównie wykorzystywany do bezprzewodowego przesyłania dźwięku, stając się standardem dla bezprzewodowych głośników, słuchawek i systemów rozrywki w samochodach. Bluetooth Classic umożliwia także przesyłanie danych w zastosowaniach takich jak drukowanie mobilne.

Bluetooth Low Energy (LE)

Bluetooth Low Energy (LE) zaprojektowano z myślą o bardzo niskim zużyciu energii. Transmituje dane przez 40 kanałów w paśmie 2.4GHz ISM, zapewniając deweloperom dużą elastyczność w tworzeniu produktów spełniających unikalne wymagania łączności. Obsługuje wiele topologii komunikacyjnych, od punktu do punktu, przez broadcast, po najnowszą – mesh, co pozwala na tworzenie niezawodnych, dużych sieci urządzeń. Bluetooth LE jest teraz szeroko stosowany również jako technologia pozycjonowania urządzeń, zaspokajając rosnące zapotrzebowanie na usługi lokalizacji wewnętrznej z wysoką dokładnością.

Tabela Porównawcza

Cecha	Bluetooth Low Energy (LE)	Bluetooth Classic
Pasmo Częstotliwości	2.4GHz ISM Band (2.402 – 2.480 GHz)	2.4GHz ISM Band (2.402 – 2.480 GHz)
Kanały	40 kanałów z odstępem 2 MHz (3 reklamowe/37 danych)	79 kanałów z odstępem 1 MHz
Wykorzystanie Kanałów	FHSS	FHSS
Modulacja	GFSK	GFSK, π/4 DQPSK, 8DPSK
Szybkość Transmisji Danych	Do 2 Mb/s	Do 3 Mb/s (EDR)
Moc Nadajnika	≤ 100 mW (+20 dBm)	≤ 100 mW (+20 dBm)
Czułość Odbiornika	Do ≤-82 dBm	≤-70 dBm
Transporty Danych	Różne, w tym asynchroniczne i izochroniczne	Asynchroniczne i synchroniczne, orientowane na połączenie
Topologie Komunikacji	Punkt do punktu, broadcast, mesh	Punkt do punktu (w tym piconet)
Funkcje Pozycjonowania	Obecność, kierunek, dystans	Brak

Bluetooth a inne technologie bezprzewodowe

Bluetooth, jako jedna z głównych technologii bezprzewodowych, często jest porównywana z innymi standardami, takimi jak Wi-Fi czy NFC. Każda z tych technologii ma swoje specyficzne zalety i zastosowania, co wpływa na ich różnorodność w świecie cyfrowym.

Porównanie z Wi-Fi

• Zasięg: Wi-Fi oferuje większy zasięg (zwykle do 100 metrów) w porównaniu do Bluetooth (do 10-30 metrów).
• Prędkość transferu: Wi-Fi zapewnia wyższą prędkość transmisji danych, idealną do przesyłania dużych plików i streamingu wideo, podczas gdy Bluetooth jest bardziej odpowiedni dla mniejszych ilości danych, jak audio.
• Zużycie energii: Bluetooth, zwłaszcza w wersji Low Energy, jest bardziej energooszczędny niż Wi-Fi.
• Zastosowanie: Wi-Fi jest preferowany do dostępu do Internetu i sieci lokalnych, podczas gdy Bluetooth jest lepszy do łączenia urządzeń peryferyjnych i przesyłania danych na krótkie dystanse.

Porównanie z NFC

• Zasięg: NFC ma bardzo ograniczony zasięg (kilka centymetrów), w przeciwieństwie do Bluetooth.
• Łatwość połączenia: NFC umożliwia szybkie i łatwe parowanie urządzeń przez dotknięcie, podczas gdy Bluetooth wymaga kilku kroków do sparowania.
• Zastosowanie: NFC jest często używane w płatnościach mobilnych i identyfikacji, natomiast Bluetooth służy do przesyłania danych i łączenia urządzeń.

Inne Technologie

• Zigbee i Z-Wave: Używane głównie w automatyce domowej, te technologie są skoncentrowane na niskim zużyciu energii i długim zasięgu, ale nie są tak wszechstronne jak Bluetooth.

Jak działa Bluetooth?

Bluetooth to technologia bezprzewodowej komunikacji, która pozwala na wymianę danych pomiędzy urządzeniami w krótkim zasięgu. Wykorzystuje do tego fale radiowe w paśmie ISM 2.4 GHz. 

Działa na zasadzie parowania urządzeń, gdzie dwa urządzenia komunikują się ze sobą po nawiązaniu połączenia i wymianie klucza zabezpieczającego. Bluetooth używa techniki zmiany częstotliwości (Frequency-Hopping Spread Spectrum), co minimalizuje zakłócenia z innymi urządzeniami działającymi w tym samym paśmie.

Każde urządzenie Bluetooth ma zestaw profili, które definiują, jak ma się odbywać wymiana danych – na przykład, profil do przesyłania audio lub sterowania urządzeniem. 

Wariant Bluetooth Low Energy (BLE) jest zoptymalizowany pod kątem niskiego zużycia energii, co jest idealne dla urządzeń zasilanych bateriami, takich jak opaski fitness czy smartwatche. Bluetooth jest powszechnie stosowany w wielu urządzeniach, od słuchawek i głośników po smartfony i urządzenia inteligentnego domu.

Jeśli chcesz dokładnie poznać zasadę działania Bluetooth, przejdź do artykułu:

Jak działa technologia Bluetooth?

Historia powstania Bluetooth

Historia technologii Bluetooth rozpoczyna się w latach 90. XX wieku:

1. Początki (1994): Bluetooth został opracowany przez inżynierów firmy Ericsson w Szwecji jako bezprzewodowa alternatywa dla kabli RS-232. Celem było stworzenie standardu bezprzewodowej komunikacji, który mógłby łączyć wiele urządzeń na krótkich dystansach.
2. Nazwa i logo (1997-1998): Nazwa “Bluetooth” pochodzi od przydomka króla duńskiego Haralda Bluetootha, który był znany z łączenia wojowniczych plemion skandynawskich. Logo Bluetooth jest połączeniem skandynawskich run: Hagall (ᚼ) i Bjarkan (ᛒ), odpowiadającym inicjałom Haralda.
3. Formalizacja standardu (1998-1999): Grupa firm, w tym Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba i Intel, utworzyła Bluetooth Special Interest Group (SIG), aby formalizować standard Bluetooth. W 1999 roku przedstawiono pierwszą specyfikację Bluetooth 1.0.
4. Szybki rozwój i adopcja (2000): W początkach XXI wieku Bluetooth zaczął być szybko adoptowany w wielu urządzeniach, w tym w telefonach komórkowych, słuchawkach, komputerach, a nawet w samochodach.
5. Wprowadzenie Bluetooth Low Energy (2010): Wraz z Bluetooth 4.0, wprowadzono Bluetooth Low Energy (BLE), który był zoptymalizowany pod kątem niskiego zużycia energii. BLE otworzył drogę do zastosowania Bluetooth w urządzeniach IoT, urządzeniach noszonych i czujnikach zdrowotnych.
6. Innowacje i rozwój (2010-Obecnie): Technologia Bluetooth ciągle się rozwija, z nowymi wersjami, takimi jak Bluetooth 5, wprowadzającymi zwiększony zasięg, szybsze prędkości przesyłania danych i lepszą wydajność. Bluetooth stał się wszechobecny w wielu aspektach codziennego życia, od rozrywki po zarządzanie inteligentnymi urządzeniami domowymi.

Bluetooth, z jego ewolucją i adaptacją, stał się jedną z najważniejszych technologii bezprzewodowej komunikacji, mając ogromny wpływ na sposób, w jaki łączymy się i komunikujemy z różnymi urządzeniami w naszym otoczeniu. 

Jeżeli chcesz dowiedzieć się więcej na temat historii nazwy i logotypu, sprawdź artykuł: 

Technologia Bluetooth – skąd wzięła się jej nazwa i charakterystyczne logo? 

Źródła pomocne przy tworzeniu artykułu:

1. Bluetooth Technology Overview, https://www.bluetooth.com/learn-about-bluetooth/tech-overview/, 18.12.2023 (ostatni dostęp)