Откуда произошло название bluetooth и wifi
Обновлено: 06.07.2024
Bluetooth или блютуc ( переводится как синий зуб) — технология беспроводной передачи данных. Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.
Bluetooth позволяет этим устройствам общаться, на расстоянии от 1 до 100 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.
Происхождение названия Bluetooth
Слово Bluetooth — перевод на английский язык датского слова «Blåtand» («Синезубый»). Это прозвище носил король Харальд I, правивший в X веке Данией и частью Норвегии и объединивший враждовавшие датские племена в единое королевство. Подразумевается, что Bluetooth делает то же самое с протоколами связи, объединяя их в один универсальный стандарт.
С чего начался Bluetooth?
Первая концепция технологии Bluetooth появилась в небольшом городке Швеции Лунде, в 1994 году, где компания Ericsson решила воздвигнуть там новый камень (своеобразный ритуал) в память о великом человеке. Надпись на этом памятнике гласит (в оригинале — на древнескандинавском языке): «Компания Ericsson Mobile Communications АВ установила этот камень в честь Гаральда Блютуса, который дал свое имя новой беспроводной технологии для мобильных коммуникаций».
Далее, в начале 1998 года, пять крупных компаний — Ericsson, Nokia, IBM, Intel и Toshiba — объединились, чтобы начать работу над созданием новой технологии беспроводной связи Bluetooth. 20 мая этого же года для дальнейшего продвижения новой технологии на телекоммуникационном рынке была сформирована специальная рабочая группа (Special Interest Group — SIG). Любая компания, которая планирует разрабатывать устройства Bluetooth, может бесплатно войти в эту группу. В настоящее время в SIG входит более трех тысяч компаний, среди которых есть и старые представители, давшие начало развитию данного стандарта, и новые — например, такие гиганты, как Lucent, Microsoft, Motorola и др.
Основные положения технологии Bluetooth
Bluetooth – это, как уже было сказано выше, современная технология беспроводной передачи данных, позволяющая соединять друг с другом практически любые устройства. Соединить можно все, что соединяется, то есть имеет встроенный микрочип Bluetooth. Технология стандартизирована, следовательно, проблемы несовместимости устройств от конкурирующих фирм быть не должно.
Bluetooth - это маленький чип (рис. 1), представляющий собой высокочастотный (2.4 - 2.48 ГГц) приёмопередатчик.
Энергопотребление (мощность передатчика) не должно превышать 10 мВт. Изначально технология предполагала возможность связи на расстоянии не более 10 метров. Сегодня некоторые фирмы предлагают микросхемы Bluetooth, способные поддерживать связь на расстоянии до 100 метров. Как радиотехнология, Bluetooth способен "обходить" препятствия, поэтому соединяемые устройства могут находиться вне зоны прямой видимости. Соединение происходит автоматически, как только Bluetooth-устройства оказываются в пределах досягаемости, причем не только по принципу точка - точка (два устройства), но и по принципу точка - много точек (одно устройство работает с несколькими другими).
Рис. 2 Bluetooth-чип и спичка рядом
Чип Bluetooth реализован с учетом всех современных тенденций. Размер чипа (рис. 2) - менее одного квадратного сантиметра. Применяемая частота позволяет ограничить потребляемую мощность 1мВт. Подобные характеристики позволяют интегрировать чипы Bluetooth в таких устройствах, как мобильные телефоны и карманные компьютеры.
Принцип работы Bluetooth
Основополагающим принципом построения систем Bluetooth является использование метода расширения спектра при скачкообразном изменении частоты (FHSS - Frequency Hop Spread Spectrum). Весь выделенный для Bluetooth-радиосвязи частотный диапазон 2,402-2,480 ГГц разбит на N частотных каналов. Полоса каждого канала 1 МГц, разнос каналов – 140-175 кГц. Для кодирования пакетной информации используется частотная манипуляция.
Для США и Европы N = 79. Исключение составляют Испания и Франция, где для Bluetooth применяется 23 частотных канала. Смена каналов производится по псевдослучайному закону 1600 раз в секунду. Постоянное чередование частот позволяет радиоинтерфейсу Bluetooth транслировать информацию по всему диапазону ISM и избежать воздействия помех со стороны устройств, работающих в этом же диапазоне. Если данный канал зашумлён, то система перейдёт на другой, и так будет происходить до тех пор, пока не обнаружится канал, свободный от помех.
Рис. 3. Частотно-временная диаграмма работы модулей Bluetooth
На рис. 3 показана частотно-временная плоскость, иллюстрирующая одновременную работу трёх Bluetooth-модулей. Модули работают тактами (слотами), длительностью 625 мкс. Каждому модулю в пределах каждого такта назначается соответствующий частотный канал и режим передачи или приёма.
Когда пара любых Bluetooth-устройств соединяется, то они образуют пикосеть (рис. 4).
Одно из них, выполняющее функции ведущего устройства, формирует сигналы синхронизации частоты и ее изменения. Обычно ведущим является тот модуль, который размещён в наиболее мощном устройстве, таком, как персональный компьютер. Все другие устройства являются ведомыми.
Пикосеть является фундаментальной формой коммуникации в технологии Bluetooth. Пикосеть может содержать до 7 активных ведомых устройств. Кроме того, в окрестности (зоне уверенного приема) ведущего устройства могут находиться неактивные ведомые устройства, которые также синхронизированы на общие часы и общую последовательность смены частот, но не могут обмениваться данными до тех пор, пока ведущее устройство не активирует их. Если в сети оказывается более 8 устройств, то будет сформирована вторая пикосеть и так далее. Несколько (до 10) независимых и даже не синхронизированных между собой пикосетей, между которыми возможен обмен информацией, могут объединяться в так называемую большую сеть Scatternel. Для этого каждая пара пикосетей должна иметь как минимум одно общее устройство, которое будет главным в одной и подчиняемым в другой. Таким образом, в пределах отдельной Scatternet может быть одновременно связано максимум 71 устройство.
Структурная схема архитектуры Bluetooth
Рис. 5 Архитектура Bluetooth
Важной частью архитектуры (рис. 5) является Host to Controller интерфейс (HCI), обеспечивающий взаимодействие софтовой подсистемы Host с железной подсистемой Controller. Всё взаимодействие верхних уровней Bluetooth системы с ее аппаратной частью происходит через HCI-команды, инициируемые драйвером.
Основные блоки архитектуры:
RF
Блок Radio занимается преобразованием битовой последовательности в радио сигналы. Вопросы модуляции, спектральных характеристик и физики процессов обеспечения битовой скорости — все это решается на нижнем уровне модели.
Baseband Layer = Link Controller + Baseband Manager + Device Manager
Уровень baseband представлен в виде трех блоков, совместная задача которых состоит в управлении физическими каналами, поверх которых устанавливаются физические соединения. Bluetooth-адресация, синхронизации генераторов устройств, управление кодами доступа к физическим каналам, поиск устройств и установление физического канала между ними — все это задачи Baseband-уровня.
Link Manager
После того, как два нижних уровня обеспечили нас физическим соединением между устройствами, дело становится за организацией логических каналов, которые впоследствии и станут базой для передачи трафика приложений. Link Managerв ответе за установление, изменение и освобождение логических соединений между устройствами, а так же за обновление параметров физических соединений. Для этих целей Link Manager использует Link Management протокол (LMP).
L2CAP Layer = Channel Manager + L2CAP Resource Manager
Это высокоуровневый блок Bluetooth Host, оккупированный L2CAP уровнем. Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) — протокол, работающий поверх созданных логических соединений, обеспечивающий сегментацию и восстановление пакетных данных от всех вышележащих приложений.
Технология Bluetooth не понаслышке знакома многим пользователям смартфонов, обеспечивая возможность передачи данных между устройствами без проводного подключения. И хотя технология отнюдь не новая, она пользуется популярностью по сей день. При этом не многие задумываются об истории ее происхождения, которая, как ни странно, имеет древнескандинавские корни.
История создания и предназначение функции
В 1994 году компания Ericsson задалась целью создать беспроводную технологию передачи данных. Решимость руководства была настолько велика, что в честь новой идеи был заложен камень, напоминающий о великом датском и норвежском правителе Харальде I Синезубом.
Уже в 1998 году 5 крупных мировых компаний объединили усилия для разработки технологии беспроводного соединения устройств.
Ими стали Toshiba, Nokia, Intel, Ericsson, IBM. По мере продвижения у проекта появилась рабочая группа Special Interest Group (SIG), которая занималась внедрением новой технологии на рынок. Позже к ней присоединились другие именитые компании, такие как UK Limited, Axis Communiction, Dell и многие другие. В настоящий момент в группу входит свыше 3 тыс. компаний, которые постоянно усовершенствуют технологию, получившую название Bluetooth.
Последняя до сих пор не знает равнозначных аналогий на рынке, даже с учетом того, что такая беспроводная связь способна передавать данные на короткую дистанцию, радиус которой обычно не превышает 10 м. При этом работа с ней не требует лицензионного соглашения.
Благодаря этому между устройствами легко установить бесплатную передачу данных, обеспечиваемую маленьким высокочастотным чипом, который функционирует в диапазоне ISM. При этом нужно отметить, что передавать и принимать данные могут устройства, настроенные на одну частоту. Другие приборы будут воспринимать информацию как обычный шум.
Почему «синий зуб»?
Мало кто задумывался о том, откуда взялось название Bluetooth, которое дословно переводится с английского языка, как «Синий зуб». Разработчики назвали свое детище в честь первого датского короля Харальда Синезубого, который сумел объединить под своим знаменем соперничающие семьи Ярлов из Дании и Норвегии.
А само прозвище правитель получил благодаря своему испорченному зубу, который имел темно-синий цвет.
По словам президента и основателя SIG в основе новой технологии лежала концепция соединения устройств друг с другом. Таким образом, возникла идея назвать функцию в честь значимой личности, которая смогла оставить неизгладимый след в истории существующих поныне скандинавских стран.
Что означает логотип Bluetooth
Разработчики популярной во всем мире функции проявили последовательность в своих решениях, создав логотип на основе двух рун из Младшего Футарка. В Скандинавии он называется малый рунический алфавит, тогда как в других странах его чаще всего связывают с эрой викингов.
Руны Halgaz и Berkana подарили свои заглавные буквы H и B, которые также являются инициалами Harald Bltand – Харальд Блютуз.
Функция Bluetooth привлекла внимание инвесторов и разработчиков из передовых фирм благодаря своей уникальной концепции. Уже много десятилетий над ее усовершенствованием трудятся тысячи разработчиков, а продвижением на рынке занимается отдельная группа высококвалифицированных профи. И судя по всему эта технология продолжит развиваться и дальше, доказывая, что достойна носить имя великого датского короля.
Какое отношение имеет Король Харальд к системе передачи данных? Оказывается, король Гаральд Блютус (Harald Bluetooth) остался в истории известен тем, что собирал земли скандинавские. Например, именно ему приписывают объединение Норвегии и Дании. И в этих краях затем и разработали систему передачи данных, которую потом все полюбили.
По-видимому, в данном случае полная аналогия. Ведь технология Bluetooth тоже призвана служить для того, чтобы объединить огромный мир мобильной электроники.
Создатели проекта, когда вели разработку, приняли решение дать системе кодовое название. Поступило предложение назвать систему в память о Харольде, то есть Bluetooth. Предполагалось, что это название временное. Потом его можно будет поменять. Однако оно быстро прижилось. Причем настолько, что заменять его на какое-то другое не решились.
Кто такой Гаральд Блютус
Есть два предположения, почему у «синезубого» королевского прозвища такое происхождение. Одни историки утверждают, что у него действительно были зубы патологического цвета. Ведь Король Дании Харальд очень любил есть чернику. Вот почему его зубы были синего цвета постоянно. И потому его стали называть «Синезубым». В переводе – Bluetooth.
Другие же историки утверждают иначе. И эта версия все-таки выглядит более правдоподобно.
Bluetooth – местное прозвище (то есть прозвище короля на языке викингов), исковерканное на английский манер.
У короля от рождения были темные волосы и смуглая кожа. Это весьма нетипично для расы викингов. Ведь они обычно светловолосые и белокожие. За это Гаральда прозвали «Чернявеньким». В скандинавском оригинале это Bletand. Наверное, летописцы из Великобритании не стали ломать язык и придумали королю прозвище, которое проще для английского языка.
Историю правления Гаральда, полную всяких тайн, потомки почерпнули из древнескандинавских надписей. Она была высечена на паре камней, которые были установлены в память об этом короле. Находятся они ныне в датском городе Jelling.
Как была создана технология Bluetooth
На этом памятнике есть надпись на древнескандинавском языке. Она гласит, что компания Ericsson Mobile Communications АВ установила этот камень в честь Гаральда Блютуса. В честь того человека, который дал свое имя новой беспроводной технологии для мобильных коммуникаций.
В 1998 году 5 крупных компаний компьютерного и телекоммуникационного рынка объединились для того, чтобы совместно разработать технологии беспроводного соединения мобильных устройств. Это были Toshiba, IBM, Ericsson, Nokia, Intel.
Потом, чтобы дальше продвигать новые технологии на телекоммуникационном рынке, появилась специальная рабочая группа Special Interest Group — SIG. На нее возложили задачу беспрепятственно внедрять технологию Bluetooth. Потом в группу вошли UK Limited, Xircom, Axis Communication, 3COM/Palm, Compaq, Motorola, Dell, Qualcomm, Lucent Technologies.
Любая компания, желающая разрабатывать Bluetooth, может войти в группу. Сейчас в SIG входит свыше трех тысяч компаний. Среди них, например, Lucent, Microsoft, Motorola. Они участники бесплатной открытой спецификации Bluetooth.
В чем суть технологии Bluetooth
Bluetooth — технология, способная передать данные на короткую дистанцию. Она стала заменой соединения проводных периферийных устройств на соединение по радиоканалу. Она обеспечивает экономичную и дешевую радиосвязь между различными типами устройств.
Bluetooth — это маленький чип высокой частоты, приемопередатчик. Он функционирует в диапазоне ISM. Для того, чтобы использовать эти частоты, не нужна лицензия. Их используют во всех странах, кроме Испании и Франции.
Главный принцип построения сетей на базе Bluetooth — это метод расширения спектра, когда происходит скачкообразное изменение частоты, то есть когда передатчик разбивает данные на пакеты, а потом передает их по псевдослучайному алгоритму. При нем несущая частота меняется 1600 раз в секунду. Он принимает значение одной из 79 подчастот.
Понимают друг друга только устройства, настроенные на один и тот же шаблон передачи. Посторонние приборы воспринимают переданную информацию как обычный шум.
В начале 2000-х появились телефоны с технологией Bluetooth. Новинка позволила существенно улучшить беспроводную передачу данных. До этого все пользовались инфракрасным портом. Сегодня Блютуз является неотъемлемой частью современного мира. Он охватывает все: от наушников и колонок, игровых контроллеров и клавиатур, принтеров, ноутбуков и смартфонов. Функция становится все более полезной с каждым годом. Это весьма примечательно, учитывая то, на сколько ограниченным был ее охват 20 лет назад.
Содержание
Что означает Bluetooth
Стандарт Bluetooth был первоначально разработан шведскими учеными из компании Ericsson. Однако ответственным за создание технологии считается Яап Хаартсен из Голландии, работавший там в 1994 году. Задумка состояла в том, чтобы заменить телекоммуникационные кабели RS-232 с использованием УВЧ-волн малого радиуса действия от 2,4 до 2,485 ГГц. Спустя 4 года была основана группа Bluetooth Special Interest Group, куда вошли Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. Именно они запустили первый потребительский Блютус. Название компания объяснила так:
«Технология была названа в честь датского короля Харальда Блатанда, который любил чернику и был известен тем, что объединил враждующие племена Дании, Норвегии и Швеции. Объединение устройств разных производителей и с разными целями, таких как компьютеры Apple и мыши от Microsoft, – вот что такое технология Bluetooth – все это по низкой цене, с низким энергопотреблением и безопасным соединением».
Имя Блатанд в переводе означает «синий зуб», видимо как раз из-за черники. Что касается логотипа, то это комбинация датских рун: Н (Хагалаз) и В (Беркана), которые соответствуют инициалам короля.
Принцип действия
Спецификация Bluetooth 1.0 была официально представлена в 1999 году, что привело к выпуску первых устройств с технологией. Вышли телефоны Ericsson R520m и T36m, оснащенные улучшенной беспроводной функцией. Именно тогда появились «эти странные люди», которые разговаривают сами с собой. Первое время было непривычно видеть человека с беспроводной гарнитурой.
Немного углубившись в принцип действия, рассмотрим особенности работы технологии. Bluetooth использует радиоволны. Он работает на частотах от 2402 до 2480 МГц или от 2400 до 2483,5 МГц, которые находятся в глобальном промышленном, научном и медицинском диапазоне ISM. Технология делит передаваемые данные на пакеты и передает каждый пакет по одному из 79 назначенных каналов.
В течение последующих двадцати лет Блютуз совершенствовали. Самыми важными выпусками была версия 2.0. с расширенной скоростью передачи данных Enhanced Data Rate (EDR). Версия 4.0 2014 года включила в себя классические протоколы, высокоскоростной Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением. В 2019 году анонсировали выпуск 5.1, который должен определять направление сигнала.
Устройства с Блютус
Приборы, которые соединяются по Блютус, необязательно должны находиться в зоне прямой видимости друг для друга. Однако слишком большие преграды ухудшат или прервут сигнал. Официально радиостанции класса 3 имеют радиус действия до 1 метра, класс 2, наиболее часто встречающийся в мобильных устройствах, 10 метров, и класс 1, в основном для промышленных целей, 100 метров.
Современные Bluetooth-соединения могут связывать автомобили с телефонами, а принтеры с компьютерами. Система открывает возможности, которые не были доступны при проводных подключениях. Технология может позволить человеку контролировать все действия на расстоянии, начиная от прослушивания музыки и заканчивая приготовлением кофе. Умные часы и даже кроссовки синхронизируются со смартфоном по Блютуз. К примеру, в конце 2018 года Puma перевыпустила свои кроссовки RS-Computer 80-х с модулем Bluetooth 4.0.
Как подключаться через Bluetooth
Чтобы подключиться через Блютус, необходимо активировать функцию на всех устройствах, которые будут задействованы. Можно подключить два гаджета по схеме «точка-точка» или несколько по схеме «точка-многоточка». В любом случае одно устройство будет главным, а остальные (до 7 штук) – ведомыми. К примеру, к смартфону можно одновременно подключить часы и наушники. Подключение разбивается на два этапа: подключение устройства, который должны найти другие приборы и подключение самих приборов.
Подключение устройства, который должны «увидеть» другие приборы: для этого необходимо активировать Блютус. Каждый гаджет включает функцию по-своему. Например, в гарнитуре, колонках или наушниках иногда нужно лишь зажать определенную кнопку. На ноутбуках и ПК нужно зайти в настройки беспроводной сети и найти пункт «Bluetooth». При включении они запрашивают «разрешение на обнаружение». Это значит, что после включения функции техника появится в списке всех находящихся рядом устройств. В любом случае, в инструкции всегда указывается, как включить Блютуз.
Подключение устройства, который должен «увидеть» активированный гаджет. В большинстве случаев это смартфон: необходимо зайти в настройки и включить «Bluetooth». Затем нажать на раздел «поиск». В списке появятся все устройства, которые выполнили пункт выше. Выбирайте нужный. Иногда система запрашивает пароль, он или указывается в инструкции к гаджету или идет по умолчанию «0000». После выполнения всех условий техника готова к работе.
Что делать, если не подключается Блютуз
Если после подключения техники беспроводная функция не работает, не нужно сразу отдавать гаджет в ремонт. Первым делом стоит проверить параметры.
Если Bluetooth включен, но не видит устройства: важно удостовериться, что первое устройство является «видимым». Как было описано выше, некоторые приборы запрашивают «разрешение на обнаружение». Среди них смартфоны, компьютеры и ноутбуки. Также возможно стоит ограничение по видимости – таймер. Если он присутствует, нужно отключить его в разделе «Время видимости устройства» или пункте с похожим названием. Также стоит обратить внимание, подключена ли функция на втором приборе. Можно перезагрузить или переподключить гаджеты. Помните о расстоянии устройств друг от друга и преградах.
В случае когда аппарат видит гаджет, но не передает данные, проблема может крыться в программном обеспечении. Обновите устройства до последнего ПО. Если все советы не помогли, возможно виной механическое повреждение модуля при падении или другие неисправности. Их поможет устранить мастер в сервисном центре. Для тех, кто хочет решить вопрос самостоятельно, есть видеоуроки и инструкции в интернете.
Несмотря на появление Wi-Fi, Блютус все же остается очень востребованной функцией, особенно для портативного оборудования. Технологии в некоторой степени дополняют друг друга. Bluetooth хорошо работает в простых приложениях, где два устройства должны соединяться с минимальной конфигурацией вроде нажатия кнопки, как в гарнитурах и колонках. В свою очередь Wi-Fi лучше подходит для приложений, где требуются высокие скорости, особенно для доступа к сети.
Читайте также: