Jak działa technologia Bluetooth?
Zdecydowana większość z nas doskonale zna symbol niebieskiego zęba i używa funkcji, która jest sygnowana tymże logotypem. W jednym z poprzednich artykułów poznaliśmy genezę i znaczenie nazwy technologii Bluetooth. Dzisiaj przyjrzyjmy się więc bliżej temu jak działa ta powszechna forma łączności.
Aby urządzenia elektroniczne mogły łączyć się ze sobą bez użycia przewodów, wszyscy producenci muszą wykorzystywać ten sam standard/technologię, która służy do tego celu. Standardem bezprzewodowej komunikacji krótkiego zasięgu jest właśnie Bluetooth. Używamy go w głośnikach i słuchawkach bezprzewodowych, telefonach, laptopach, tabletach, smartwatchach, myszkach, klawiaturach, a nawet w samochodach. Informacjami przesyłanymi tą drogą mogą być nie tylko pliki multimedialne, czy dokumenty. Kierunek rozwoju tej technologii sprawił, że teraz najczęściej służy nam do połączenia ze sobą urządzeń w celu transferu dźwięku, obrazu, akcji myszy, naciśnięć klawiatury czy pilota TV. Tak naprawdę możliwości Bluetooth są nieograniczone.
Czym tak właściwie jest sygnał przesyłany przez Bluetooth?
Aby zrozumieć na czym polega technologia Bluetooth trzeba bliżej poznać prawa fizyki. Faktem jest, że jesteśmy otoczeni falami – promieniowaniem elektromagnetycznym. Choć ludzkie oko potrafi wychwycić tylko jeden ich rodzaj, mianowicie światło słoneczne, to form promieniowania jest wiele, wiele więcej. Wraz z rozwojem nauki nauczyliśmy się wykorzystywać fale elektromagnetyczne w pożyteczny i ułatwiający nam życie sposób. Najpopularniejsze z nich są fale radiowe służące do przenoszenia informacji, których to właśnie użyto podczas tworzenia technologii Bluetooth.
W jaki sposób komunikują się urządzenia z Bluetooth
Ciekawostką jest, że urządzenia Bluetooth są jednocześnie nadajnikiem i odbiornikiem. Mogą w tym samym momencie nadawać i odbierać- czyli działać dwustronnie lub wykonywać tylko jedną z tych czynności- w tym przypadku działać jednostronnie. W odróżnieniu od Wi-Fi, standard Bluetooth nie potrzebuje routera. Kiedy nadajnik zostaje uruchomiony w jego otoczeniu tworzy się pole elektromagnetyczne. Odbiornik, który znajduje się w obszarze działania tego pola odbierze sygnał z zapisaną informacją.
Każda para urządzeń podczas połączenia Bluetooth tworzy swoją własną mini sieć- tzw. Piconet (picosieć). Ta technologia oparta na falach radiowych wykorzystuje pasmo 2,4 Ghz obsługując kilkadziesiąt częstotliwości. Połączone dwa moduły podczas transferu potrafią zmieniać częstotliwości 100 000 razy na minutę. Przesyłane dane są dzielone na niewielkie części, żeby zapewnić stabilność przesyłu.
Dzięki temu na jednym niedużym obszarze można utworzyć wiele picosieci i nie zakłóci to przesyłania danych. W celu ograniczenia ryzyka pomieszania się picosieci, każde urządzenie wyposażone w transfer danych Bluetooth może połączyć się z maksymalnie siedmioma innymi sprzętami jednocześnie.
Techniczne możliwości modułów Bluetooth
Słaby zasięg połączeń Bluetooth nie jest wadą. Pozwala on na przesyłanie danych bez zakłóceń i sprawia, że ta technologia jest niezwykle energooszczędna i tania.
Istnieją trzy klasy zasięgu – klasa pierwsza przesyła dane na odległość nawet do 100 m, jednakże do jej działania potrzebna jest moc aż 100 mW.
Najczęściej występująca wersja Bluetooth (klasa druga) pozwala na przesyłanie danych bezprzewodowo na odległość do 10 m w linii prostej i korzysta z mocy 2,5 mW.
Najsłabszą, najrzadziej wykorzystywaną jest klasa trzecia o zasięgu jedynie 1m. Plusem najmniejszego zasięgu jest najniższy pobór mocy- tylko 1 mW. Jeżeli powyższe parametry nie odpowiadają naszym potrzebom można je zwiększyć przy pomocy anten kierunkowych, które poprawią zasięg sygnału.
Pierwsza wersja omawianej formy połączenia została oficjalnie zatwierdzona w 2002 roku- było to Bluetooth 1.0 i oferowało transmisję z prędkością 21 kb/s. Na przestrzeni lat technologia rozwinęła się i dzisiaj mamy do dyspozycji wersję Bluetooth 5.2. Dzięki niej można przesyłać dane z prędkością aż 50 Mb/s, a zasięg potrafi sięgać nawet 140 m, jeżeli na swojej drodze nie napotka większych przeszkód. Widać na tym przykładzie w jak niesamowicie szybkim tempie rozwijają się technologie, których na co dzień używamy.
Co może zakłócić transmisję Bluetooth?
Emitowane przez nadajnik Bluetooth fale rozchodzą się promieniście, więc nie ma znaczenia czy odbiornik danych jest ukierunkowany na nadajnik, wystarczy, że będzie umieszczony w zasięgu pola. Fale bez problemu przenikają przez okna, ściany czy podłogi, lecz konstrukcje żelbetonowe mogą skutecznie zatrzymać ten sygnał. Wszystkie przedmioty, które zasłaniają urządzenia Bluetooth mogą pogorszyć zasięg sygnału. Inną przeszkodą w transmisji może być sieć Wi-Fi, która w niektórych przypadkach może wykorzystywać to samo pasmo co Bluetooth- 2,4 GHz. Powoduje to zmniejszenie prędkości przesyłania danych, powstawanie szumów i błędów w łączności. Uruchomiona w pobliżu kuchenka mikrofalowa również może zakłócić połączenie Bluetooth, ponieważ także korzysta z fal elektromagnetycznych.
Muzyczne funkcje technologii Bluetooth
Technologia bluetooth potrafi wykonywać wiele różnych zadań. Każda z obsługiwanych funkcji zamieszczona jest w dedykowanym do tego profilu. Specyfikacje urządzeń audio korzystających z połączeń bluetooth informują nas o odtwarzaniu muzyki poprzez profil audio streaming (A2DP). Co to właściwie jest? A2DP to na dzień dzisiejszy najbardziej popularny profil dźwiękowy Bluetooth wykorzystywany przez głośniki i słuchawki bezprzewodowe. Zapewnia dobrą jakość odtwarzanego dźwięku stereo.
Wraz z powstaniem wersji Bluetooth 5.2 otrzymaliśmy funkcje, które sprawiają, że słuchanie muzyki z urządzeń bezprzewodowych staje się jeszcze bardziej przyjemne dla ucha. Jedną z nich są kanały izochroniczne, dzięki którym możemy udostępniać dźwięk do kilku głośników jednocześnie uzyskując efekt przestrzeni. Z kolei opcja EATT pozwala na jednoczesne odtwarzanie dźwięku z dwóch aplikacji. W najnowszej wersji zredukowano również pobór energii, dzięki czemu czas pracy sprzętu powinien się wydłużyć.
Należy jednak pamiętać, że aby w pełni skorzystać z nowych udogodnień, każde ze sparowanych ze sobą urządzeń musi posiadać najnowszą wersję Bluetooth. Jeżeli jedno z nich będzie miało starszą wersję, urządzenia połączą się bez problemów, lecz jakość nie będzie aż tak dobra, jaką oferują funkcje Bluetooth 5.2.
Źródła pomocne przy tworzeniu artykułu:
- Przewodnik pomocniczy marki Sony, https://helpguide.sony.net/mdr/as600bt/v1/pl/contents/TP0000769568.html, 24.01.2022 (ostatni dostęp)
- Wikipedia, https://pl.wikipedia.org/wiki/Bluetooth, 24.01.2022 (ostatni dostęp)
