Bluetooth 4.1 dataöverföringshastighet. Den sanna historien om Bluetooth

Alla tips

Bluetooth 5.0 blev verklighet. Jämfört med Bluetooth 4.0 har den nya versionen två gånger kapaciteten, fyra gånger räckvidden och ett antal andra förbättringar. Låt oss titta på fördelarna med Bluetooth 5.0 jämfört med dess föregångare, inklusive ett exempel CPU CC2640R2F från Texas instrument.

Populariteten för Bluetooth 4-protokollversionen, såväl som några av dess begränsningar, blev skälen till skapandet av nästa Bluetooth 5-specifikation. Utvecklarna satte upp ett antal mål: att utöka räckvidden, öka genomströmningen vid sändning av sändningspaket , förbättra brusimmunitet och så vidare.

Nu när de första enheterna med Bluetooth 5 har börjat dyka upp har användare och utvecklare med rätta frågor: vilka av de tidigare angivna löftena har blivit verklighet? Hur mycket har räckvidden och dataöverföringshastigheten ökat? Hur påverkade detta konsumtionsnivån? Hur har tillvägagångssättet för att generera broadcast-paket förändrats? Vilka förbättringar har gjorts för att förbättra bullerimmuniteten? Och, naturligtvis, är huvudfrågan - finns det bakåtkompatibilitet mellan Bluetooth 5 och Bluetooth 4? Låt oss svara på dessa och några andra frågor och överväga de viktigaste fördelarna med Bluetooth 5.0 jämfört med dess föregångare, inklusive att använda exemplet på en riktig processor med Bluetooth 5.0-stöd som produceras av företaget Texas instrument.

Låt oss börja vår recension av Bluetooth 5.0 genom att svara på de vanligaste frågorna om bakåtkompatibilitet med Bluetooth 4.x

Är Bluetooth 5.0 bakåtkompatibel med Bluetooth 4.x?

Ja det gör det. Bluetooth 5 använder de flesta funktionerna och tilläggen av Bluetooth 4.1 och 4.2. Till exempel behåller Bluetooth 5-enheter alla datasäkerhetsförbättringar i Bluetooth 4.2 och stöder LE Data Length Extension. Det är värt att komma ihåg att tack vare LE Data Length Extension, från och med Bluetooth 4.2, kan storleken på datapaketet (paketdataenhet, PDU) under en etablerad anslutning ökas från 27 till 251 byte, vilket gör att du kan öka datautbyteshastighet med 2,5 gånger.

På grund av det stora antalet skillnader mellan protokollversioner bibehålls den traditionella mekanismen för att förhandla parametrar mellan enheter vid upprättande av anslutningar. Det betyder att enheterna innan de börjar utbyta data "lär känna varandra" och bestämmer maximal frekvens för dataöverföring, längden på meddelanden och så vidare. I det här fallet används parametrar för Bluetooth 4.0 som standard. Övergången till parametrar för Bluetooth 5 sker endast om det under parningsprocessen visar sig att båda enheterna stöder en senare version av protokollet.

På tal om verktyg som redan är tillgängliga för utvecklare är det värt att notera den nya CC2640R2F-processorn och den gratis BLE5-Stacken från Texas Instruments. Till utvecklarnas glädje är BLE5-Stack baserad på den tidigare versionen av BLE-Stack, och ändringar i dess användning påverkade bara de nya funktionerna i Bluetooth 5.0.

Hur har dataöverföringshastigheten ökat i Bluetooth 5?

Bluetooth 5 använder en trådlös anslutning med fysiska dataöverföringshastigheter på upp till 2 Mbps, vilket är dubbelt så snabbt som Bluetooth 4.x. Det är värt att notera här att den effektiva dataväxlingshastigheten inte bara beror på överföringskanalens fysiska genomströmning, utan också på förhållandet mellan tjänst och användbar information i paketet, såväl som på de tillhörande "overhead"-kostnaderna, till exempel tidsförlust mellan paket (tabell 1).

Bord 1. Kommunikationshastighet för olika versionerBlåtand

I versionerna Bluetooth 4.0 och 4.1 var kanalens fysiska bandbredd 1 Mbit/s, vilket med en PDU-datapaketlängd på 27 byte gjorde det möjligt att uppnå växelkurser på upp till 305 kbit/s. Bluetooth 4.2 introducerade LE Data Length Extension. Tack vare det, efter att ha upprättat en anslutning mellan enheter, blev det möjligt att öka paketlängden till 251 byte, vilket ledde till en ökning av datautbyteshastigheten med 2,5 gånger - upp till 780 kbit/s.

Bluetooth version 5 behåller stöd för LE Data Length Extension, som tillsammans med en ökning av fysisk genomströmning till 2 Mbit/s gör att datautbyteshastigheter på upp till 1,4 Mbit/s kan uppnås.

Som praxis visar är en sådan acceleration av dataöverföring inte gränsen. Till exempel kan den trådlösa mikrokontrollern CC2640R2F arbeta i hastigheter upp till 5 Mbps.

Det är värt att nämna den vanliga missuppfattningen att ökningen av genomströmningen till 2 Mbit/s uppnåddes genom att minska räckvidden. Fysiskt har naturligtvis transceiver-chippet (PHY) vid en frekvens på 2 Mbit/s 5 dBm mindre känslighet än vid en frekvens på 1 Mbit/s. Men förutom känslighet finns det andra faktorer som bidrar till att öka räckvidden, till exempel övergången till datakodning. Av denna anledning, allt annat lika, visar sig Bluetooth 5 vara mer pålitlig och har en längre räckvidd jämfört med Bluetooth 4.0. Detta diskuteras i detalj i ett av följande avsnitt i artikeln.

Hur aktiverar jag höghastighetsdataöverföringsläge i Bluetooth 5?

När du upprättar en anslutning mellan två Bluetooth-enheter, används Bluetooth 4.0-inställningar initialt. Detta innebär att enheterna i det första steget utbyter data med en hastighet av 1 Mbit/s. När anslutningen har upprättats kan den Bluetooth 5.0-aktiverade mastern påbörja PHY Update Procedure, vars mål är att fastställa en maximal hastighet på 2 Mbps. Denna operation kommer bara att lyckas om slaven också stöder Bluetooth 5.0. Annars förblir hastigheten på 1 Mbit/s.

För utvecklare som tidigare har använt Texas Instruments BLE-Stack är den goda nyheten att den nya BLE5-Stacken tillhandahåller en enda funktion, HCI_LE_SetDefaultPhyCmd(), för att utföra denna procedur. Således, när de byter till Bluetooth 5.0, kommer användare av TI-produkter inte att ha problem med den initiala initieringen. Också användbart för utvecklare kommer att vara ett exempel som publiceras på GitHub-portalen, som låter dig utvärdera driften av två CC2640R2F-mikrokontroller som fungerar som en del av CC2640R2 LaunchPads i höghastighets- och långdistanslägen.

Hur har räckvidden för Bluetooth 5 ökat?

Bluetooth 5.0-specifikationen säger att räckvidden är fyra gånger större än Bluetooth 4.0. Detta är en ganska subtil fråga som är värd att uppehålla sig mer i detalj vid.

För det första är begreppet "fyra gånger" relativt och är inte bundet till ett specifikt avstånd i meter eller kilometer. Faktum är att radiosändningsräckvidden starkt beror på ett antal faktorer: miljöns tillstånd, störningsnivån, antalet enheter som sänder samtidigt, och så vidare. Som ett resultat ger inte en enda tillverkare, såväl som utvecklaren av själva Bluetooth SIG-standarden, specifika värden. Ökningen i räckvidd mäts i jämförelse med Bluetooth 4.0.

För ytterligare analys är det nödvändigt att utföra några matematiska beräkningar och uppskatta radiokanalens effektbudget. När du använder logaritmiska värden är radiokanalbudgeten (dB) lika med skillnaden mellan sändareffekten (dBm) och mottagarens känslighet (dBm):

Radiokanalbudget = effektT X(dBm) – känslighetR X(dBm)

För Bluetooth 4.0 är standardmottagarens känslighet -93 dBm. Om vi antar att sändareffekten är 0 dBm, så är budgeten 93 dB.

Att fyrdubbla intervallet skulle kräva en budgetökning på 12 dB, vilket resulterar i ett värde på 105 dB. Hur ska detta värde uppnås? Det finns två sätt:

öka sändareffekten;
öka mottagarnas känslighet.

Om du följer den första vägen och ökar sändareffekten kommer detta oundvikligen att orsaka en ökning av förbrukningen. Till exempel, för CC2640R2F, leder byte till en uteffekt på 5 dBm till en ökning av strömförbrukningen till 9 mA (Figur 1). Vid 10 dBm kommer strömmen att öka till 20 mA. Detta tillvägagångssätt är inte attraktivt för de flesta batteridrivna trådlösa enheter och lämpar sig inte alltid för IoT, vilket är det område som Bluetooth 5.0 främst var inriktat på. Av denna anledning förefaller den andra lösningen att föredra.

För att öka mottagarens känslighet föreslås två metoder:

minskning av överföringshastighet;
användning av kodad PHY-datakodning.

Att minska datahastigheten med en faktor åtta ökar teoretiskt mottagarens känslighet med 9 dB. Det önskade värdet är alltså endast 3 dB kort.

De erforderliga 3 dB kan uppnås med ytterligare kodad PHY-kodning. Tidigare, i Bluetooth 4.x-versioner, var bitkodningen entydig 1:1. Detta betyder att dataströmmen skickades direkt till differentialdemodulatorn. I Bluetooth 5.0, när du använder kodad PHY, finns det två ytterligare överföringsformat:

med 1:2-kodning, där varje databit är associerad med två bitar i radiodataströmmen. Till exempel representeras en logisk "1" som en sekvens av "10". I det här fallet förblir den fysiska hastigheten lika med 1 Mbit/s, och den verkliga dataöverföringshastigheten sjunker till 500 kbit/s.
Med 1:4-kodning. Till exempel representeras en logisk "1" av sekvensen "1100". Dataöverföringshastigheten reduceras till 125 kbit/s.

Det beskrivna tillvägagångssättet kallas Forward Error Correction (FEC) och gör det möjligt att upptäcka och korrigera fel på den mottagande sidan, snarare än att kräva att paket återsänds, som var fallet i Bluetooth 4.0.

På pappret ser allt bra ut. Det återstår bara att ta reda på hur dessa teoretiska beräkningar motsvarar verkligheten. Som ett exempel, låt oss ta samma mikrokontroller CC2640R2F. Tack vare olika förbättringar och nya Bluetooth 5.0-modulationslägen har denna processors transceiver en känslighet på -97 dBm vid 1 Mbps och -103 dBm vid användning av Coded PHY och 125 kbps. I det senare fallet saknas alltså endast 2 dBm från nivån 105 dB.

För att utvärdera räckvidden för CC2640R2F genomförde ingenjörer från Texas Instruments ett fältexperiment i Oslo. Samtidigt, ur ljudnivåsynpunkt, kan miljön i detta experiment inte kallas "vänlig", eftersom affärsdelen av staden låg i närheten.

För att få en effektbudget större än 105 dB beslutades att öka sändareffekten till 5 dBm. Detta gjorde det möjligt för oss att uppnå ett imponerande slutvärde på 108 dBm (Figur 2). När experimentet utfördes var räckvidden 1,6 km, vilket är ett mycket imponerande resultat, särskilt med tanke på minimiförbrukningen av radiosändare.

Hur har inställningen till Bluetooth 5-sändningsmeddelanden förändrats?

Tidigare använde Bluetooth 4.x tre dedikerade datakanaler för att upprätta anslutningar mellan enheter (37, 38, 39). Med deras hjälp hittade enheter varandra och utbytte serviceinformation. Det var också möjligt att överföra broadcast-datapaket över dem. Detta tillvägagångssätt har nackdelar:

med ett stort antal aktiva sändare kan dessa kanaler helt enkelt överbelastas;
Fler och fler enheter använder broadcast-meddelanden utan att upprätta en punkt-till-punkt-anslutning. Detta är särskilt viktigt för Internet of Things IoT;
det nya kodade PHY-kodningssystemet kommer att kräva åtta gånger mer tid för att upprätta en anslutning, vilket dessutom kommer att ladda sändningskanaler.

För att lösa dessa problem i Bluetooth 5.0 beslutades att gå över till ett schema där data sänds på alla 37 datakanaler och servicekanaler 37, 38, 39 används för att överföra pekare. Pekaren hänvisar till den kanal över vilken sändningsmeddelandet kommer att sändas. I detta fall överförs data endast en gång. Som ett resultat är det möjligt att avsevärt lätta på belastningen på servicekanaler och eliminera denna flaskhals.

Det är också värt att notera att nu kan datalängden för ett sändningspaket nå 255 byte istället för 6...37 byte PDU i Bluetooth 4.x. Detta är oerhört viktigt för IoT-applikationer, eftersom det gör det möjligt att minimera överföringskostnader och eliminera anslutningar, och därigenom minska förbrukningen.

Stöder Bluetooth 5 Mesh-nätverk?

Texas Instruments lösningar för Bluetooth 5

En av de allra första mikrokontrollerna med Bluetooth 5.0 var den högpresterande CC2640R2F-processorn tillverkad av Texas Instruments.

CC2640R2F är byggd på en modern 32-bitars ARM Cortex-M3-kärna med en arbetsfrekvens på upp till 48 MHz. Radiosändarens funktion styrs av den andra 32-bitars ARM Cortex-M0-kärnan (Figur 3). Dessutom har CC2640R2F rik digital och analog kringutrustning.

Fördelen med mikrokontrollern CC2640R2F är också dess låga förbrukningsnivå (tabell 2). Detta gäller för alla driftlägen. Till exempel, i aktivt läge, när du tar emot data över en radiokanal, är förbrukningen 5,9 mA, och vid sändning - 6,1 mA (0 dBm) eller 9,1 mA (5 dBm). Vid övergång till viloläge sjunker matningsströmmen helt till 1 µA.

Kombinationen av tre viktiga egenskaper som Bluetooth 5.0-stöd, låg förbrukning och hög toppprestanda gör CC2640R2F till en mycket intressant lösning för Internet of Things. Samtidigt, med hjälp av denna mikrokontroller, kan du skapa hela utbudet av IoT-enheter: autonoma sensorer som fungerar i flera år på ett enda batteri, bryggor mellan en extra kontrollprocessor och en Bluetooth 5.0-kanal, komplexa applikationer som kräver hög datorkraft .

Tabell 2. Förbrukning av trådlös mikrokontrollerCC2640 R2 Fmed stödetBluetooth 5

Driftläge	Parameter	Värde (vid Vcc = 3 V)
Active Computing	µA/MHz ARM® Cortex®-M3	61 µA/MHz
	Kärnmärke/mA	48,5
	Kärnmärke vid 48 MHz	142
Radioväxel	Toppmottagningsström, mA	5,9
Radioväxel	Toppström under överföring, mA	6,1
Viloläge	Sensorstyrenhet, µA/MHz	8,2
Viloläge	Viloläge med RTC aktiverat och minnesretention, mA	1

För att snabbt komma igång med CC2640R2F har Texas Instruments förberett ett traditionellt utvecklingspaket (Figur 4). Med hjälp av ett par sådana enheter kan du utvärdera hastigheten och räckvidden för radioöverföring via Bluetooth 5.0. För att göra detta kan du använda färdiga exempel eller skapa din egen applikation baserat på det kostnadsfria BLE 5 stack 1.0-protokollet (www.ti.com/ble).

Slutsats

Den nya versionen av Bluetooth 5.0-protokollet är fokuserad på maximal överensstämmelse med behoven hos Internet of Things (IoT). Jämfört med Bluetooth 4.0 har den ett antal kvalitativa förbättringar:

dataöverföringshastigheten har fördubblats och nått 2 Mbit/s;
överföringsräckvidden har fyrdubblats på grund av kodad PHY och Forward Error Correction (FEC) datakodning;
Genomströmningen av sändningsmeddelanden ökade 8 gånger.

Dessutom ger Bluetooth 5.0 bakåtkompatibilitet med Bluetooth 4.x-enheter och stöder även de flesta tilläggen av senare versioner av protokollet.

Du kan nu utvärdera funktionerna i Bluetooth 5.0 med hjälp av verktyg som produceras av Texas Instruments. Företaget producerar en högpresterande och lågeffektmikrokontroller CC2640R2F, tillhandahåller en gratis BLE 5 stack 1.0 och många färdiga exempel för LAUNCHXL-CC2640R2 felsökningskit.

Litteratur

Bluetooth Core Specification 5.0 Vanliga frågor. 2016. Bluetooth SIG.

Hallå.

Den 3 december 2014 tillkännagav Bluetooth SIG officiellt bluetooth-specifikationen version 4.2.
Pressmeddelandet identifierar tre huvudinnovationer:

öka hastigheten för datamottagning och överföring;
förmåga att ansluta till Internet;
förbättra integritet och säkerhet.

Huvudpunkten i pressmeddelandet: version 4.2 - perfekt för Internet of Things (IoT).
I den här artikeln vill jag berätta hur dessa 3 punkter implementeras. Alla intresserade är välkomna.

Allt som beskrivs nedan gäller endast BLE, låt oss gå...

1. Öka hastigheten för att ta emot och överföra användardata.

Den största nackdelen med BLE var den låga dataöverföringshastigheten. Även om oavsett hur du ser på det, uppfanns BLE ursprungligen för att spara energin från källan som driver enheten. Och för att spara energi måste du komma i kontakt med jämna mellanrum och överföra lite data. Men ändå är hela Internet fyllt av indignation över den låga hastigheten och frågor om möjligheten att öka den, samt att öka storleken på de överförda data.

Och med tillkomsten av version 4.2 tillkännagav Bluetooth SIG en ökning av överföringshastigheten med 2,5 gånger och storleken på det överförda paketet med 10 gånger. Hur uppnådde de detta?

Låt mig berätta att dessa 2 nummer är relaterade till varandra, nämligen: hastigheten har ökat eftersom storleken på det överförda paketet har ökat.

Låt oss titta på PDU (protokolldataenhet) för datakanalen:

Varje PDU innehåller en 16-bitars header. Så denna rubrik i version 4.2 skiljer sig från rubriken i version 4.1.

Här är version 4.1-huvudet:

Och här är rubriken för version 4.2:

Obs: RFU (Reserved for Future Use) - fältet som anges med denna förkortning är reserverat för framtida användning och är fyllt med nollor.

Som vi kan se är de sista 8 bitarna i rubriken olika. Längdfältet är summan av nyttolastlängderna och MIC-fältet (Message Integrity Check) som finns i PDU:n (om den senare är aktiverad).
Om "Längd"-fältet i version 4.1 har en storlek på 5 bitar, så har detta fält i version 4.2 en storlek på 8 bitar.

Härifrån är det lätt att beräkna att "Längd"-fältet i version 4.1 kan innehålla värden i intervallet från 0 till 31, och i version 4.2 i intervallet från 0 till 255. Om vi subtraherar längden på MIC-fältet (4 oktetter) från maxvärdena får vi att nyttolasten kan vara 27 och 251 oktetter för version 4.1 respektive 4.2. Faktum är att den maximala mängden data är ännu mindre, eftersom Nyttolasten innehåller också tjänstedata för L2CAP (4 oktetter) och ATT (3 oktetter), men vi tar inte hänsyn till detta.

Således har storleken på överförda användardata ökat cirka 10 gånger. När det gäller hastigheten, som av någon anledning inte ökade 10 gånger, utan bara 2,5 gånger, då kan vi inte prata om en proportionell ökning, eftersom allt också beror på garantin för dataleverans, eftersom att garantera leveransen av 200 byte är en lite svårare än 20.

2. Möjlighet att ansluta till Internet.

Den kanske mest intressanta innovationen är varför Bluetooth SIG meddelade att version 4.2 gör Internet of Things (IoT) bättre tack vare denna funktion.

Tillbaka i version 4.1 lade L2CAP till läget "LE Credit Based Flow Control Mode". Detta läge låter dig styra dataflödet med hjälp av den sk. kreditbaserat system. Det speciella med schemat är att det inte använder signaleringspaket för att indikera mängden data som överförs, utan begär från en annan enhet en kredit för en viss mängd data som ska överföras, vilket påskyndar överföringsprocessen. I det här fallet, varje gång den mottagande sidan tar emot en ram, minskar den bildräknaren, och när den sista bilden nås kan den bryta anslutningen.

3 nya koder har dykt upp i listan över L2CAP-kommandon:
- LE Credit Based Connection request – begäran om anslutning enligt kreditschemat;
- LE Credit Based Connection response – svar på anslutning baserat på kreditschemat;
- LE Flow Control Credit – meddelande om möjligheten att ta emot ytterligare LE-ramar.

I paketet "LE Credit Based Connection request"

det finns ett "Initial Credits"-fält 2 oktetter långt, vilket indikerar antalet LE-ramar som enheten kan skicka på L2CAP-nivå.

I svarspaketet "LE Credit Based Connection response"

samma fält indikerar antalet LE-ramar som en annan enhet kan skicka, och "Resultat"-fältet indikerar också resultatet av anslutningsbegäran. Ett värde på 0x0000 indikerar framgång, andra värden indikerar ett fel. Specifikt anger värdet 0x0004 att anslutningen nekades på grund av brist på resurser.

Redan i version 4.1 blev det alltså möjligt att överföra en stor mängd data på L2CAP-nivå.
Och nu, nästan samtidigt med releasen av version 4.2, publiceras följande:

tjänst: "IP Support Service" (IPSS).
IPSP-profil (Internet Protocol Support Profile), som definierar stöd för överföring av IPv6-paket mellan enheter som har BLE.

Huvudkravet för profilen för L2CAP-nivån är "LE Credit Based Connection", som dök upp i version 4.1, som i sin tur låter dig överföra paket med en MTU >= 1280 oktetter (jag hoppas att tipset i figuren är klar).

Profilen definierar följande roller:
- routerroll - används för enheter som kan dirigera IPv6-paket;
- nodroll (Node) – används för enheter som bara kan ta emot eller skicka IPv6-paket; har en tjänstupptäcktsfunktion och har en IPSS-tjänst som gör att routrar kan upptäcka den här enheten;

Enheter med routerrollen som behöver ansluta till en annan router kan ha värdrollen.

Märkligt nog är överföringen av IPv6-paket inte en del av profilspecifikationen, och specificeras i IETF RFC "Transmission of IPv6-packets over Bluetooth Low Energy". Detta dokument identifierar en annan intressant punkt, nämligen att vid överföring av IPv6-paket används 6LoWPAN-standarden - detta är en standard för interaktion med IPv6-protokollet över lågeffekts trådlösa personliga nätverk enligt IEE 802.15.4-standarden.

Titta på bilden:

Profilen anger att IPSS, GATT och ATT endast används för tjänstupptäckt, och GAP används endast för enhetsupptäckt och anslutningsetablering.

Men den som är markerad i rött betyder bara att paketöverföring inte ingår i profilspecifikationen. Detta tillåter programmeraren att skriva sin egen implementering av paketöverföring.

3. Förbättrad integritet och säkerhet.

En av säkerhetshanterarens (SM) ansvar är att para ihop två enheter. Parningsprocessen skapar nycklar som sedan används för att kryptera kommunikation. Parningsprocessen består av 3 faser:

utbyte av information om parningsmetoder;
generering av kortsiktiga nycklar (Short Term Key (STK));
nyckelbyte.

I version 4.2 var fas 2 uppdelad i 2 delar:

generering av korttidsnycklar (Short Term Key (STK)) som kallas "LE legacy pairing"
generering av långsiktiga nycklar (Long Term Key (LTK)) som kallas "LE Secure Connections"

Och den första fasen lades till med ytterligare en parningsmetod: "Numeric Comparison" som bara fungerar med det andra alternativet i den andra fasen: "LE Secure Connections".

I detta avseende, utöver de 3 befintliga funktionerna, har ytterligare 5 funktioner dykt upp i säkerhetshanterarens kryptografiska verktygslåda, och dessa 5 används endast för att betjäna den nya parningsprocessen "LE Secure Connections". Dessa funktioner genererar:

LTK och MacKey;
bekräftande variabler;
autentiseringskontrollvariabler;
6-siffriga nummer som används för visning på anslutna enheter.

Alla funktioner använder AES-CMAC-krypteringsalgoritmen med en 128-bitars nyckel.

Så om under parning i den andra fasen med "LE legacy pairing"-metoden genererades 2 nycklar:

Temporary Key (TK): 128-bitars temporär nyckel som används för att generera STK;
Short Term Key (STK): 128-bitars temporär nyckel som används för att kryptera anslutningen

sedan med "LE Secure Connections"-metoden genereras 1 nyckel:

Long Term Key (LTK): En 128-bitars nyckel som används för att kryptera efterföljande anslutningar.

Som ett resultat av denna innovation fick vi:

förhindra spårning, eftersom Nu, tack vare "Numeric Comparison", är det möjligt att styra möjligheten att ansluta till din enhet.
förbättra energieffektiviteten, eftersom kräver inte längre extra energi för att återskapa nycklar på varje anslutning.
Branschstandardkryptering för att säkerställa känslig data.

Hur konstigt det än kan låta, genom att förbättra säkerheten har vi förbättrat energieffektiviteten.

4. Går det redan att röra?

Ja det har jag.
NORDIC Semiconductor har släppt "nRF51 IoT SDK" som inkluderar en stack, bibliotek, exempel och API:er för enheterna i nRF51-serien. Detta inkluderar:

nRF51822 och nRF51422 chips;
nRF51 DK;
nRF51 dongel;
nRF51822 EK.

Förbi

Låt oss börja vår recension av Bluetooth 5.0 genom att svara på de vanligaste frågorna om bakåtkompatibilitet med Bluetooth 4.x

Är Bluetooth 5.0 bakåtkompatibel med Bluetooth 4.x?

Hur har dataöverföringshastigheten ökat i Bluetooth 5?

Bord 1. Kommunikationshastighet för olika versionerBlåtand

Som praxis visar är en sådan acceleration av dataöverföring inte gränsen. Till exempel kan den trådlösa mikrokontrollern CC2640R2F arbeta i hastigheter upp till 5 Mbps.

Hur aktiverar jag höghastighetsdataöverföringsläge i Bluetooth 5?

Hur har räckvidden för Bluetooth 5 ökat?

Bluetooth 5.0-specifikationen säger att räckvidden är fyra gånger större än Bluetooth 4.0. Detta är en ganska subtil fråga som är värd att uppehålla sig mer i detalj vid.

Radiokanalbudget = effektT X(dBm) – känslighetR X(dBm)

För Bluetooth 4.0 är standardmottagarens känslighet -93 dBm. Om vi antar att sändareffekten är 0 dBm, så är budgeten 93 dB.

Att fyrdubbla intervallet skulle kräva en budgetökning på 12 dB, vilket resulterar i ett värde på 105 dB. Hur ska detta värde uppnås? Det finns två sätt:

öka sändareffekten;
öka mottagarnas känslighet.

För att öka mottagarens känslighet föreslås två metoder:

minskning av överföringshastighet;
användning av kodad PHY-datakodning.

Att minska datahastigheten med en faktor åtta ökar teoretiskt mottagarens känslighet med 9 dB. Det önskade värdet är alltså endast 3 dB kort.

med 1:2-kodning, där varje databit är associerad med två bitar i radiodataströmmen. Till exempel representeras en logisk "1" som en sekvens av "10". I det här fallet förblir den fysiska hastigheten lika med 1 Mbit/s, och den verkliga dataöverföringshastigheten sjunker till 500 kbit/s.
Med 1:4-kodning. Till exempel representeras en logisk "1" av sekvensen "1100". Dataöverföringshastigheten reduceras till 125 kbit/s.

Hur har inställningen till Bluetooth 5-sändningsmeddelanden förändrats?

med ett stort antal aktiva sändare kan dessa kanaler helt enkelt överbelastas;
Fler och fler enheter använder broadcast-meddelanden utan att upprätta en punkt-till-punkt-anslutning. Detta är särskilt viktigt för Internet of Things IoT;
det nya kodade PHY-kodningssystemet kommer att kräva åtta gånger mer tid för att upprätta en anslutning, vilket dessutom kommer att ladda sändningskanaler.

Stöder Bluetooth 5 Mesh-nätverk?

Texas Instruments lösningar för Bluetooth 5

En av de allra första mikrokontrollerna med Bluetooth 5.0 var den högpresterande CC2640R2F-processorn tillverkad av Texas Instruments.

Tabell 2. Förbrukning av trådlös mikrokontrollerCC2640 R2 Fmed stödetBluetooth 5

Driftläge	Parameter	Värde (vid Vcc = 3 V)
Active Computing	µA/MHz ARM® Cortex®-M3	61 µA/MHz
	Kärnmärke/mA	48,5
	Kärnmärke vid 48 MHz	142
Radioväxel	Toppmottagningsström, mA	5,9
Radioväxel	Toppström under överföring, mA	6,1
Viloläge	Sensorstyrenhet, µA/MHz	8,2
Viloläge	Viloläge med RTC aktiverat och minnesretention, mA	1

Slutsats

dataöverföringshastigheten har fördubblats och nått 2 Mbit/s;
överföringsräckvidden har fyrdubblats på grund av kodad PHY och Forward Error Correction (FEC) datakodning;
Genomströmningen av sändningsmeddelanden ökade 8 gånger.

Dessutom ger Bluetooth 5.0 bakåtkompatibilitet med Bluetooth 4.x-enheter och stöder även de flesta tilläggen av senare versioner av protokollet.

Litteratur

Bluetooth Core Specification 5.0 Vanliga frågor. 2016. Bluetooth SIG.

Dataöverföring via Bluetooth sker med en frekvens på 2,4 GHz. Detta utbud är uppdelat i 79 kanaler. Samtidigt är var och en av dem försedd med en bandbredd på 1 MHz. Alla tillgängliga specialiseringar använder synkron eller asynkron kommunikation.

Senaste ändringarna (huvudsakliga)

Bluetooth 2.0

Bluetooth 2.0 släpptes i november 2004 och erbjuder ännu snabbare dataöverföringshastigheter och är även bakåtkompatibel med tidigare versioner. Ökad hastighet tillhandahålls genom användning av EDR-teknik. Dess angivna hastighet är 3 Mb/s.Men som praxis visar, på grund av denna teknik når den maximala dataöverföringshastigheten endast2,1 Mb/s. I version 2.0 var det möjligt att uppnå inte bara förbättrad hastighet, utan också avsevärt ökad brusimmunitet, vilket i slutändan hjälpte till att minska energikostnaderna.

Dessutom är 2.0 känd för att göra det lättare att ansluta flera enheter till den. Detta uppnåddes på grund av en ökning av adresseringsbitdjupet. Detta gjorde det möjligt att ansluta via det lokala nätverket inte till 8 enheter, som tidigare, utan till 256.

2.0+EDR-specifikationen har följande funktioner:

Snabbar upp Bluetooth-dataöverföringshastigheter 3 gånger(faktiskt på 2,1 Mb/s).
Att lägga till ytterligare bandbredd löste delvis problemet med att ansluta flera enheter till Bluetooth samtidigt.
Energiförbrukningen har minskat till följd av minskad belastning.

Bluetooth 3.0

Bluetooth 3.0-specifikationen antogs 2009 och skapade en riktig sensation, eftersom dataöverföringshastigheten när den används når 24 Mb/s. Detta blev möjligt på grund av användningen av två moduler i den, varav den ena var vanlig Bluetooth 2.0 och den andra som arbetade med 802.11-protokollet, som stöder hastigheter upp till 24 Mb/s. I det här fallet beror den modul som valts för dataöverföring på filstorleken. Således används en långsam kanal för att överföra små filer, och en höghastighetskanal för stora.

Den största negativa sidan med Bluetooth 3.0 + HS är att den förbrukar för mycket ström under drift. Konstigt nog är denna nackdel med 3.0-standarden förknippad med dess höga hastighet. Standard 3.0 har dock en obestridlig fördel. Detta är nämligen möjligheten att arbeta med 802.11-protokollet eller, enklare, Wi-Fi. Tack vare detta har dataöverföringshastigheten ökat avsevärt. I teorin, med version 3.0 bör anslutningshastigheten nå 54 Mb/s.

Tack vare 3.0-standarden kommer det alltså att vara möjligt att pumpa data i DVD-storlek under de kortaste tidsperioderna. Men enligt utvecklarna är den faktiska hastigheten för standard 3.0 22–26 Mb/s.

Bluetooth 4.0

Fördelen med Bluetooth 4.0 jämfört med den tidigare specifikationen är dess minskade strömförbrukning. Dataöverföringshastigheten när du använder 4.0-standarden når 1 Mb/s(paketstorlek 8-27 byte). Dessutom reduceras anslutningshastigheten för enheter som är kompatibla med 4.0-specifikationen till 5 millisekunder och sträckan över vilken dataöverföring är möjlig når 100 meter. Dessutom ger 4.0-standarden en tillräcklig säkerhetsnivå, vilket garanteras av 128-bitars AES-tillägget.

Fördelar med Bluetooth 4.0:

Kombinerar tidigare protokoll. Stöder de grundläggande funktionerna i tidigare protokoll.
Ökad hastighet.
En betydande minskning av strömförbrukningen för en enhet som använder 4.0-standarden, uppnådd genom en modifierad driftsalgoritm (sändaren slås på endast i det ögonblick då data överförs).

Generellt är 4.0-standarden mer lämplig för elektroniska miniatyrsensorer. Till exempel för handledstryck- och temperaturmätare, för träningsutrustning och olika miniatyrapparater med låg energiförbrukning.

Den senaste tiden har antalet användare av mobila prylar ökat markant, vilket gör att ett stort antal olika tekniska problem förblir mörka hästar för nybörjare. En av dessa nyanser är Bluetooth-versioner.

Trots att kompatibiliteten för Bluetooth-versioner är på en ganska hög nivå, uppstår fortfarande situationer där det blir omöjligt att para två enheter. Och poängen här ligger just i protokollen, och inte i profilerna. Och för att motivera den ovan nämnda omöjligheten måste du först förstå vad skillnaden är mellan dessa två begrepp.

Ett protokoll är en uppsättning instruktioner genom vilka olika information överförs. Det är han som ställer in ordningen, driftsfrekvensen och varaktigheten för driften av en eller annan komponent. Och profiler är ytterligare tillägg som låter dig arbeta med information av en viss typ. Till exempel är A2DP en profil som gör att en Bluetooth-modul kan arbeta med stereoljud, där man vid ihopparningen också kommer överens om vilka codecs som ska användas.

Om man ser det ur ett globalt perspektiv så är versionen av protokollen viktigare än profilens betydelse. Om båda enheterna har samma protokollversion kommer de att ha tillgång till alla standardfunktioner och möjligheter som modulen stöder. Men med profiler är allt annorlunda. Eftersom de läggs till valfritt måste de finnas i båda prylarna för att de ska kunna användas och fungera. Om endast en Bluetooth-modul stöder den önskade profilen kommer den inte att användas under dataöverföring.

Många användare är intresserade av frågan om hur man tar reda på bluetooth-versionen. Det finns flera sätt att göra detta, men det enklaste sättet är att läsa enhetsspecifikationen. Men det är mycket viktigare att förstå vad som döljer sig bakom dessa siffror.

Så här tar du reda på Bluetooth-versionen: Video

Tekniska data för olika protokoll

Den här beskrivningen kommer inte att innehålla den mest kompletta listan över protokollversioner, utan bara den mest betydelsefulla för hela tekniken som helhet. Och, naturligtvis, är det värt att börja med den allra första, som skapades för nästan två decennier sedan för nästan två decennier sedan - 1998, av partnergruppen SIG eller Special Interested Group. Den primära utvecklingen etablerades av det dåvarande svenska företaget Ericsson 4 år innan det kom ut på marknaden. Som ett resultat av framgångsrik forskning skapades en värdig analog av trådbunden teknik och uppkallad efter den danske kungen av vikinga norrlänningar, Harald den första Bluetooth.

Den första versionen hade fantastisk kompatibilitet mellan enheter från olika tillverkare. Hastigheten var liten, och räckvidden var uppenbarligen inte upp till den etablerade standarden. Om det inte vore för snabba försök att förfina tekniken hade hela idén kunnat sjunka i glömska. Och arbetarnas professionella egenskaper gjorde inte besviken, för snart släpptes version 1.1, och sedan 1.2, som blev toppen av utvecklingen av den första generationens moduler. Den allmänna kompatibiliteten höjdes till en ganska hög nivå, aktionsområdet sattes till ärliga tio meter, överföringshastigheten gjordes helt enkelt skyhög - 721 Kbps, teoretiskt sett, förstås.

Version 2.1

Den andra generationen gjorde en revolution, men det var version 2.1 som blev det ledstjärna som används än idag. Många nybörjar- och medelklassenheter använder just denna variant av Bluetooth-modulen. Huvudfokus låg på hastighet, och lösningen var EDR-tillägget. Det var tack vare det som det blev möjligt att sända i hastigheter nära 3 Mbit/s, och nivån på energiförbrukningen minskade fem gånger. Naturligtvis har olika profiler och tillägg dykt upp, inklusive möjligheten att distribuera nätverksåtkomst.

Tredje versionen

Höghastighetsspecifikationen 3.0 hade mycket gemensamt med Wi-Fi, men var inte direkt kompatibel med den, och användningen av SLI-teknik, genom vilken två Bluetooth-moduler kopplades till ett system, gjorde det möjligt att öka överföringshastigheten till 24 Mbit/s. Vid flyttning av stora filer användes dessutom ett snabbare, men också energikrävande protokoll, och för små filer var det mycket ekonomiskt.

Knappast någon teknik har förutspåtts dö oftare än Bluetooth. Samtidigt är det omöjligt att inte känna igen idén om trådlös kommunikation som ganska framgångsrik: version Bluetooth 1.0 dök upp på marknaden för mer än 15 år sedan, och Bluetooth har aldrig använts i så många enheter som det är nu. Allt tack vare versionen Bluetooth 4.0, vilket nu dock verkar ganska långsamt.

Uppgradera till 4.1
En miljard Bluetooth-enheter säljs varje år. Men det finns fortfarande få prylar med Bluetooth 4.1. Just nu har Huawei TalkBand B1 smarta armband tillkännagivits. Många moderna styrkretsar, som de i OnePlus-smarttelefonen, kommer också att uppgraderas till 4.1.

Ersätter Bluetooth lågenergi(eller Bluetooth Smart) - batterisnål version. I det här fallet är åtgärdsområdet begränsat till 10 m, och dataöverföringshastigheten är 1 Mbit/s, men inte mer än 10 mA förbrukas under överföringen.

Och nu kommer nästa steg: Bluetooth Special Interest Group, som omfattar mer än 8 000 företag, förbereder en versionsspecifikation. Naturligtvis ska du inte förvänta dig några revolutionerande förändringar, men användare av mobila enheter kan förvänta sig några viktiga innovationer. CHIP bestämde sig för att klargöra några tekniska problem.

De flesta av innovationerna i Bluetooth 4.1 relaterar till störningsskydd. Bluetooth är nu en standardkomponent i smartphones och surfplattor; LTE-moduler kommer snart att börja introduceras i dessa enheter.

Tyvärr använder Bluetooth det olicensierade frekvensbandet 2,45 GHz (tillsammans med 2,6 GHz), liksom LTE-bandet i Ryssland och andra länder. Detta kan leda till ömsesidig interferens (se diagram). Problemet är att användaren inte har något inflytande på LTE-signalen.

Bluetooth-utvecklare var tvungna att göra vissa saker för att undvika störningar. Och det är precis vad som gjordes i den nya versionen.

För att minimera störningar kommer Bluetooth 4.1 att ha ett inbyggt LTE-bandfilter. Om en LTE-sändare stör data som överförs via Bluetooth kommer Bluetooth 4.1 att svara omedelbart

LTE-modulen som skickar och tar emot data stör Bluetooth-driften. I version 4.0 nådde förlusterna 75 % av paketen. Bluetooth version 4.1 är inte lika känslig för störningar från LTE. Ett brusfilter skyddar radiomodulen. I svåra fall växlas kanalen automatiskt.

Det så kallade Bluetooth 4.1 adaptiva växlingssystemet kommer att söka efter en annan kanal där det är mindre störningar, sända och ta emot data på en annan frekvens. Medan Bluetooth 4.0 LTE orsakar störningar 75 % av gångerna, med Bluetooth 4.1 sjunker denna siffra till 25 %.

Mottagning och överföring av data utan störningar

Enheter med Bluetooth Low Energy är särskilt populära nu. Speciellt för detta energisparläge har version 4.1 en ny dataöverföringsmetod som förlänger batteritiden.

Bluetooth-användare har lärt sig av hård erfarenhet om problemet med frånkopplade anslutningar. Det hände ofta att om användaren gick till ett annat rum så avbröts anslutningen. Efter det var jag tvungen att konfigurera anslutningen manuellt.

Färre nedkopplingar med ny Bluetooth
Om två Bluetooth-enheter rör sig utanför räckvidden kommer anslutningen att avbrytas. Med Bluetooth 4.0 måste enheter återvända inom 30 sekunder för att ansluta automatiskt. I version 4.1 ökar denna tid till tre minuter.

Med Bluetooth 4.1 kan tillverkare ställa in fasta intervall så att användaren inte behöver sätta upp en ny anslutning varje gång efter frånkoppling. Bluetooth 4.1 kan fungera med en avbruten anslutning i upp till tre minuter - tidigare var denna siffra inte mer än 30 sekunder.

Att du inte behöver vara ansluten till en dator för att använda Bluetooth visas av en innovation designad speciellt för 3D-glasögon som fungerar tillsammans med en TV. Vanligtvis krävde detta anslutning till flera enheter samtidigt, så bilden på TV-apparater släpade ofta efter. Allt borde fungera bättre nu.

Kontaktlös slavsändning i Bluetooth 4.1 är den andra nya funktionen som 3D-filmfans kommer att dra nytta av. Bluetooth-anslutningen är bara i en riktning, TV:n skickar data med fasta intervall, 3D-glasögonen tar emot data men skickar inga svarsanslutningar till TV:n.

Flexibla anslutningar med Bluetooth 4.1

Bluetooth 4.1-anslutningsarkitekturen fungerar enligt Master-Slave-principen. En enhet fungerar som en master och den andra som en slav. Alla enheter kan fungera både som masters och slavar.

Således kan data från ett fitnessarmband eller pulsmätare nu överföras direkt till en smartphone som sedan analyserar det. Tidigare var direkt interaktion mellan ett fitnessarmband och en smartphone omöjligt.

Två fördelar med att uppgradera Bluetooth: För det första behöver du inte oroa dig för kompatibilitet. Bluetooth 4.0 och Bluetooth 4.1 är helt kompatibla. Ett nytt chip för Bluetooth 4.1 behövs inte heller. Bluetooth 4.1 kommer att vara tillgänglig via Bluetooth 4.0 firmwareuppdatering.

Experter förutspår också att Bluetooth 4.1 kommer att stödja IPv6. Nu är det inte så. Eftersom den nya versionen av Bluetooth fullt ut stöder IPv6 kommer alla Bluetooth-enheter att tilldelas en IP-adress och kommer att vara tillgängliga över Internet. Så vi kan säga att Bluetooth-revolutionen redan har börjat.

Bluetooth i jämförelse

Bluetooth har funnits i 15 år, med nya versioner som kommer ut vartannat år. Version 4.0 introducerade en lågeffektprofil. Eftersom dess föregångare inte har det är 4.0- och 4.1-protokollen inte bakåtkompatibla. I 4.1 är det planerat att arbeta med IPv6-protokollet.

		Bluetooth 4.0	Bluetooth 3.0	Bluetooth 2.x	Bluetooth 1.x
Bashastighet	1 Mbit/s	1 Mbit/s	1 Mbit/s	1 Mbit/s	1 Mbit/s
Enhanced Data Rate (EDR)	3 Mbit/s	3 Mbit/s	3 Mbit/s	3 Mbit/s	Nej
Hög hastighet	54 Mbit/s	54 Mbit/s	54 Mbit/s	Nej	Nej
Räckvidd (max/min effekt)	100 m/10 m	100 m/10 m	100 m/nr	100 m/nr	100 m/nr
Lågeffektläge	Ja	Ja	Nej	Nej	Nej
Dubbel profil (samtidig roll som slav och mästare)	Ja	Nej	Nej	Nej	Nej
IPv6-stöd	gör mig i ordning	Nej	Nej	Nej	Nej
NFC-parning	Ja	Ja	Ja	Ja	Nej
128-bitars AES-kryptering	Ja	Ja	Nej	Nej	Nej

Bilder i artikeln: tillverkande företag

Behovet av att installera en Bluetooth-adapter för en dator uppstår när du snabbt behöver flytta information mellan olika enheter. Till exempel mellan en stationär PC och.

Innehåll:

Funktionsprincip och konfiguration av Bluetooth-adaptern för PC

Utseendet på de flesta adaptrar designade för att ansluta till en dator eller bärbar dator (som också sällan stöder Bluetooth) liknar en liten. Vissa är ännu mindre.

Och för att stärka signalen på dessa enheter kan en liten antenn installeras som lägger till 2-5 dBi. Inbyggda Bluetooth-adaptrar är kort som ansluts inuti en PC (vanligtvis till en PCI-kontakt) och ibland tillhandahåller en trådlös anslutning med hjälp av teknik.

Ris. 2. Manuell installation av drivrutiner för en adapter som inte upptäcks automatiskt.

BlueTooth-tekniken bygger på radiokommunikation och låter dig koppla två enheter till varandra nästan obemärkt av användaren. Fördelarna med att använda en adapter är:

Nackdelarna med enheten inkluderar dess relativt låga hastighet jämfört med en trådlös Wi-Fi-anslutning. Dessutom överför de flesta modeller data över en kort sträcka. Även om du, när du köper en adapter med en förstärkare, kan öka avståndet till flera tiotals meter - ett resultat som är imponerande även för.

Enhetsklassificering

Bluetooth-adaptrar klassificeras främst efter deras räckvidd:

gamla modeller, klass 4, kan ansluta två enheter, vars avstånd inte överstiger 2–5 meter;
Klass 3-enheter ger anslutningar på ett avstånd av 5 till 10 m;

Ris. 3. Standard Klass 2 Bluetooth-moduler med en räckvidd på upp till 10m.

Klass 2-adaptrar låter dig ansluta om avståndet mellan datorn och en annan pryl inte överstiger 50 m;
den första klassen, som är utrustad med skrivare, modem och basstationer, gör det möjligt att överföra data inom en radie av 100 m från adaptern.

Användningen av antenner som förstärker signalen ökar avståndet. Samtidigt ger enheter av samma klass anslutningar olika under olika förhållanden. Eftersom både räckvidden och stabiliteten hos anslutningen beror inte bara på adapterns egenskaper, utan också på konfigurationen av lokalerna och på materialet i de omslutande strukturerna.

Bluetooth-adapterfunktioner

Du kan använda Bluetooth USB-adaptrar i följande situationer:

för att överföra information från en mobil enhet till en dator eller vice versa. Den här funktionen är särskilt användbar om det inte finns några enheter att ansluta och om det är omöjligt att använda Wi-Fi för detta (en teknik som inte stöds på äldre telefoner);
för trådlös anslutning av två datorer inom Bluetooth-adapterns räckvidd;
för anslutning till en dator, digitalkamera och andra enheter.

I de flesta fall ökar användningen av Bluetooth-teknik istället för Wi-Fi eller kabel avståndet över vilket anslutna enheter kan placeras. Du kan till exempel koppla ihop två datorer på detta sätt, även om de står i angränsande rum eller till och med lägenheter.

Och om du behöver överföra data från en äldre modell mobiltelefon (med ett speciellt sladdformat för anslutning, som modeller eller Sony Ericsson), kan denna metod vara det enda tillgängliga alternativet. Det enda alternativet är att köpa en speciell sladd, kostnaden är högre än för en adapter.

Ris. 4. Kabel för att ansluta Sony Ericsson-telefoner till en PC.

kontrollera närvaron av motsvarande symbol på tangentbordet;

Ris. 5. Nycklar som låter dig aktivera Bluetooth-modulen på din bärbara dator.

Öppna enhetshanteraren och kontrollera om modulen finns. Det här alternativet är också lämpligt för en stationär persondator, även om vanligtvis deras ägare redan vet om de installerade korten och adaptrarna.

Efter att ha bekräftat behovet av att köpa en enhet fortsätter de till dess val, med fokus på tre huvudparametrar. Det första är protokollet som stöds av adaptern. Det andra är enhetens räckvidd. Och slutligen, det tredje är priset, som bestäms av klassen, tillverkaren och skyddet mot yttre påverkan.

Välja ett enhetsprotokoll

Närvaron av flera generationer av Bluetooth-adaptrar till försäljning gör det svårt att välja rätt modell. Dessutom, baserat på informationen på sidorna i onlinebutiker, är det svårt att navigera vilken enhet som kan anses vara ny och vilken som redan är föråldrad.

Ris. 6. En av de föråldrade adaptermodellerna som fortfarande finns på rea.

Det är värt att notera att dataöverföringshastigheten, anslutningsstabiliteten och priset beror på adapterprotokollet. De senaste versionerna, 4.1 och högre, låter dig inte bara ansluta alla enheter utan anslutningsproblem, utan säkerställer också en stabil dataöverföring utan avbrott eller fel, och förbrukar till och med mindre energi.

Dessutom, när du lämnar adapterns täckningsområde och återvänder till det, återställs anslutningen automatiskt. Och moderna enheter kan stödja anslutning av flera prylar samtidigt.

Val av intervall

När du väljer en adapter är en av huvudfaktorerna dess räckvidd. Med hänsyn till det faktum att ökningen av räckvidden är proportionell mot ökningen av enhetens pris, är det inte nödvändigt att köpa en förstklassig modell, vars kostnad är märkbart högre. Speciellt när det kommer till hemmabruk, där avståndet mellan enheterna sällan överstiger 10 meter.

För hem och små kontor är adaptrar av klass 2 eller 3 lämpliga, som regel har de ingen antenn och ligger i prisklassen upp till 200–300 rubel. För stora rum är det lämpligt att välja 1:a klassmodeller som stöder protokoll 4.0 och 4.1 – förutom en räckvidd på mer än 50 meter kommer de även att ge en hastighet på minst 3 Mbit/s. Deras kostnad kan nå 1000 rubel.

Modifieringar av adaptrar med inbyggda antenner är ännu dyrare. Oftast tillhandahåller de två typer av trådlös kommunikation samtidigt - Bluetooth och Wi-Fi. Deras kostnad kan överstiga 2000 rubel, men funktionaliteten är mycket högre. Med hjälp av sådan utrustning kommer information garanterat att överföras till vilken enhet som helst - en bärbar dator, en smartphone eller en annan dator med en inbyggd adapter och stöder trådlös kommunikationsteknik.

Ris. 7. Bluetooth-adaptrar med en signalförstärkande antenn.

Andra funktioner att välja mellan

Utöver räckvidden och protokollet för BlueTooth-adaptern, när du väljer, var uppmärksam på sådana egenskaper som:

datoranslutningstyp;
tillverkare av utrustning;
funktionalitet;
styrka;
pris.

Prisintervallet är viktigt för de användare för vilka informationsöverföringshastighet och räckvidd inte spelar någon roll. För att ansluta enheter placerade i samma rum räcker det med vilken enhet som helst, även med protokoll 1.2 eller 2.0. Vid ständig överföring av stora filer och ett avstånd som överstiger 10–15 meter, är det tillrådligt att inte spara pengar, utan att köpa en adapter som stöder Bluetooth 4.0 eller 4.1 överföringsteknik.

Hållbarhet spelar roll om enheten ständigt överförs och installeras på olika datorer eller bärbara datorer. För samma situationer måste du köpa en gadget som ansluts till en USB-port. Om enheten är avsedd att användas på endast en dator kan du välja en modell i form av ett inbyggt kort. Dessutom kan sådana adaptrar också ge...

Populära tillverkare av Bluetooth-adaptrar är 3Com, 4World, Tracer, Broadcom, Atheros och GSM-Support. Och bland de märken vars sortiment representeras av budgetmodeller är det värt att notera varumärkena Trust och StLab.

Adaptrarnas kompatibilitet kan också bero på tillverkaren - till exempel är enheter från 3Com utrustade med egna drivrutiner, som inte alltid upptäcks automatiskt. Även om de flesta modeller från andra företag inte ens kräver konfiguration.

Vi väljer en bluetooth-adapter för bekvämligheten att dela din PC och digitala enheter. Funktionaliteten hos bluetooth-adaptern och dess räckvidd.

En USB-bluetooth-adapter är en speciell enhet som stöder Bluetooth-protokollet, vilket gör att du kan ansluta din dator, som tidigare inte stödde detta alternativ, med vilken enhet som helst med lämpliga inställningar för att upptäcka den.

Den här enheten designades för att tillåta datorer att ansluta trådlöst till varandra, men har nu blivit mer prisvärd och mångsidig tack vare sin mindre storlek.

Därför kan du nu använda den för att ansluta din dator till vilken enhet som helst som stöder en sådan innovation.

Bluetooth finns nu i telefoner, bärbara datorer, skrivare och till och med kameror. Allt detta kan ta emot och överföra information på kort avstånd från datorn.

Förutsatt att om du ändå vill köpa en sådan adapter, är det enda du behöver bestämma dig för på vilket avstånd du vill göra denna anslutning.

Nu kan dessa enheter göra en högkvalitativ anslutning inom ett avstånd av 10-100 m. Detta beror direkt på kraften hos sändaren som ingår i adaptern.

Det är också möjligt att modifiera adaptrar som har en extern antenn och andra enheter som gör att du kan öka mottagningsområdet för en stabil signal. Bluetooth-adaptern är ansluten direkt till USB-porten på datorn.

Med hjälp av en Bluetooth-adapter är det möjligt att utföra ett antal manipulationer med en mobiltelefon - du kan utbyta data mellan din telefon och en dator, göra telefonboksposter tillgängliga och även skicka och ta emot SMS.

Bluetooth-adaptern är annorlunda genom att den låter dig överföra data med en mycket högre hastighet än datakablar och IrDA. De flesta moderna telefoner är utrustade med Bluetooth. Därför behöver du bara installera Bluetooth-adaptern i systemet och konfigurera anslutningen.

Med hjälp av en Bluetooth-adapter kan din telefon fungera som ett modem. Dessutom kommer överföringen av information att utföras med hjälp av GPRS-protokollet. Räckvidden för Bluetooth-adaptrar kan sträcka sig från 10-150 m.

Modeller med en större mottagningsradie är något dyrare. Bluetooth-adaptrar kan garantera mottagning även under förhållanden där det finns hinder mellan anslutande enheter.

Det bör noteras att Bluetooth-adaptrar inte bara används för att ansluta en dator och en digital enhet, utan också för att upprätta en anslutning mellan ett par datorer. Denna koppling gör det möjligt att utbyta information och delta i en mängd olika onlinespel.

Med tanke på de minskande kostnaderna för Bluetooth-adaptrar förvandlas de till de mest attraktiva tillbehören för att organisera en trådlös anslutning.

Ännu mer tekniskt avancerad är kanske Wi-Fi-protokollet.

När vi läser beskrivningar av egenskaperna hos mobiltelefoner, smartphones, surfplattor och andra prylar stöter vi ständigt på olika Bluetooth-versionsnummer - 2.1 + EDR, 3.0, 4.0. Hur skiljer sig dessa protokoll och behöver vi den senaste versionen av Bluetooth? Till att börja med är Bluetooth ett kommunikationsprotokoll med kort räckvidd. Om vi jämför det med Wi-Fi är dess hastighet lägre och dess räckvidd är märkbart kortare, men det finns också fördelar - lägre strömförbrukning och snabbare "parning" av enheter.

Låt oss gå vidare till versionsnummer. Den första versionen (1.0) av detta protokoll föddes 1998 och är nu så föråldrad att ingen av de moderna enheterna använder denna version längre.

Nästa version, numrerad 1.2, kanske ännu finns i några av dagens enheter. Till exempel kan vissa billiga kinesiska headset fortfarande fungera med den här versionen av protokollet. Överföringshastigheten för Bluetooth 1.2-protokollet kan nå 721 Kbps, det finns redan möjlighet till snabb parning och det finns stöd för anonymitet för enheter i nätverket. Med Bluetooth 1.2 kan många typer av data överföras, såsom röst, filer, tjänsteinformation etc.

En stor förändring i Bluetooth-protokollet var uppkomsten av EDR - Enhanced Data Rate-teknologi. Tack vare denna teknik har utbyteshastigheten ökat till 3 Mbit/s (teoretiskt, men i praktiken är hastigheten ca 1,5-2 Mbit/s). EDR-teknik finns i två versioner av Bluetooth – 2.0 och 2.1. Skillnaden mellan dessa versioner är olika energispartekniker. I version 2.1 tillkom energibesparande teknik (Sniff Subrating), vilket minskade energiförbrukningen flera gånger. Dessutom har säkerheten och hastigheten för enhetsidentifiering förbättrats, och det är nu möjligt att uppdatera krypteringsnyckeln utan att bryta anslutningen. Bluetooth 2.1 är den vanligaste versionen av standarden. De flesta enheter på den moderna marknaden är kompatibla med denna version av protokollet - vanliga telefoner, navigatorer, mediacenter, trådlösa möss, headset och andra liknande enheter fungerar vanligtvis med version 2.1 + EDR. Så om du nu tittar på ett diplom på webbplatsen http://zachteno.ru/ och samtidigt använder en trådlös Bluetooth-mus, så använder den troligen protokollversion 2.1 + EDR.

2009 dök en ny Bluetooth 3.0-standard upp, som innehåller höghastighets (HS, High Speed) dataöverföring med hastigheter upp till 24 Mbit/s. I praktiken har enheter med Bluetooth 3.0 + HS två moduler ombord samtidigt - Bluetooth 2.1 + EDR (med en normal hastighet på upp till 3 Mbit/s) och en modul som överför data via 802.11-protokollet (liknande Wi-Fi ), som redan ger hög hastighet . Det finns dock ingen direkt kompatibilitet med Wi-Fi, och enheten kräver en separat modul för att fungera med vanliga Wi-Fi-nätverk.

2010, med tillkomsten av Bluetooth 4.0-protokollet, eliminerades den största nackdelen med HS-tekniken, nämligen relativt hög strömförbrukning. För närvarande stöder alla äldre smartphones denna version av Bluetooth-protokollet. De flesta nya surfplattor och många moderna ultrabooks och bärbara datorer har också ett Bluetooth 4.0-chip ombord.

Därför bör du fokusera på en specifik version av Bluetooth endast i de fall där en specifik enhet helt kan realisera sina funktioner endast med ett specifikt protokoll. Ett exempel på en sådan enhet skulle vara några "smarta klockor" som fungerar tillsammans med en smartphone och visar olika information som tas emot från smarttelefonen på skärmen. Annars stöder de flesta kringutrustning Bluetooth 2.1 + EDR och äldre versioner av protokollet behövs inte för sådana enheter. Om du behöver dataöverföring med hög hastighet, istället för att stödja Bluetooth 3.0 eller 4.0 på dina enheter, kanske du vill överväga att använda Wi-Fi, eftersom många moderna gadgetmodeller stöder Wi-Fi Direct där överföringshastigheten är märkbart högre .

Bluetooth 4.1 dataöverföringshastighet. Den sanna historien om Bluetooth

Är Bluetooth 5.0 bakåtkompatibel med Bluetooth 4.x?

Hur har dataöverföringshastigheten ökat i Bluetooth 5?

Hur aktiverar jag höghastighetsdataöverföringsläge i Bluetooth 5?

Hur har räckvidden för Bluetooth 5 ökat?

Hur har inställningen till Bluetooth 5-sändningsmeddelanden förändrats?

Stöder Bluetooth 5 Mesh-nätverk?

Texas Instruments lösningar för Bluetooth 5

Slutsats

Litteratur

1. Öka hastigheten för att ta emot och överföra användardata.

2. Möjlighet att ansluta till Internet.

3. Förbättrad integritet och säkerhet.

4. Går det redan att röra?

Är Bluetooth 5.0 bakåtkompatibel med Bluetooth 4.x?

Hur har dataöverföringshastigheten ökat i Bluetooth 5?

Hur aktiverar jag höghastighetsdataöverföringsläge i Bluetooth 5?

Hur har räckvidden för Bluetooth 5 ökat?

Hur har inställningen till Bluetooth 5-sändningsmeddelanden förändrats?

Stöder Bluetooth 5 Mesh-nätverk?

Texas Instruments lösningar för Bluetooth 5

Slutsats

Litteratur

Senaste ändringarna (huvudsakliga)

Bluetooth 2.0

Bluetooth 3.0

Bluetooth 4.0

Så här tar du reda på Bluetooth-versionen: Video

Tekniska data för olika protokoll

Version 2.1

Tredje versionen

Mottagning och överföring av data utan störningar

Flexibla anslutningar med Bluetooth 4.1

Bluetooth i jämförelse

Funktionsprincip och konfiguration av Bluetooth-adaptern för PC

Enhetsklassificering

Bluetooth-adapterfunktioner

Välja ett enhetsprotokoll

Val av intervall

Andra funktioner att välja mellan

Populära artiklar

Senaste artiklarna

Avsnitt

Sidor

Specialprojekt

Kontakter