Hvordan fungerer Bluetooth egentlig?

Helt siden Bluetooth først ble offisielt utgitt i 1999, har det blitt en uunnværlig del av hverdagen. I dag kan du finne en versjon av Bluetooth i smarttelefoner, smartklokker, trådløse høyttalere og bærbare dingser.

Men til tross for sin popularitet, vet mange fortsatt ikke hvordan Bluetooth fungerer. Så fra signalfrekvens og bakgrunnsinterferens til kodeker, rekkevidde og utvikling, her er hvordan Bluetooth faktisk fungerer.

Hva er Bluetooth?

Før du går inn på det nøste med hvordan Bluetooth-teknologi fungerer og hvordan nye versjoner er sterkere og bedre enn de forrige, er det viktig å forstå hva Bluetooth er.

Bluetooth er en radiooverføringsteknologi med kort rekkevidde og lav effekt. Den består av ikke-ioniserende elektromagnetiske bølger i radioområdet mellom 2,402 GHz og 2,48 GHz. Å være i den nedre enden av området lar Bluetooth være lavenergi sammenlignet med annen radiooverføring enheter. Det er derfor det er enkelt å implementere i små gadgets og smarttelefoner uten å bekymre deg for mye om batterilevetiden.

Bluetooth kan reise rundt i åpne områder og gjennom noen barrierer uten et fysisk medium. Hvor langt et bestemt Bluetooth-signal kan reise avhenger først og fremst av styrken og om det er der er barrierer tykke nok eller laget av materialer som forvrenger og forringer signalet utenfor Anerkjennelse.

Hvordan fungerer Bluetooth?

Bluetooth-signalet som telefonen sender til headsettet ditt, innledes først med programvare. Dataene dine – bilder, lyd og så videre – kan ikke sendes som de er via Bluetooth. Den går først gjennom en komprimeringsalgoritme kalt en kodek som gjør data til individuelle pakker.

Kodeker, som aptX, AAC, SBC og LDAC, må samsvare mellom sender- og mottakerenhetene. Annerledes kodeker er optimale for ulike datatyper, og de påvirker faktorer som strømforbruk, overføringshastighet, datakvalitet og tilkoblingsrekkevidde.

Det er 79 utpekte Bluetooth-kanaler, og alle tilkoblede enheter må være innstilt på samme frekvenskanal med en båndbredde på 1 megahertz (MHz). I den forstand ligner Bluetooth-kanaler på Wi-Fi-kanaler du finner på ruteren din.

Når to Bluetooth-drevne enheter er i nærheten, kan de koble til og kommunisere ved hjelp av små databrikker innebygd i dem. Dette er maskinvaren som er ansvarlig for å sende ut og motta Bluetooth-radiobølgene.

Signalrekkevidde og Bluetooth-klasser

Generelt, jo lavere frekvens, jo lengre rekkevidde. Men lavfrekvente signaler bærer betydelig mindre data enn sine høyfrekvente motstykker. Bluetooth er strømavhengig.

Hvis du er villig til å bruke nok energi, kan du overføre et høyfrekvent, datarikt Bluetooth-signal over lengre avstander. Faktisk er det å finne balansen mellom strømforbruk, kvalitet og rekkevidde hvordan en ny versjon av Bluetooth dukker opp.

• Klasse 1 Bluetooth sender med 100 milliwatt (mW) over 328 fot
• Klasse 2 Bluetooth sender med 2,5 mW over 33 fot
• Klasse 3 Bluetooth sender et signal på bare 1mW med en rekkevidde på mindre enn 30 fot.

Som referanse er de nyeste Bluetooth-hodetelefonene, -hodetelefonene og -telefonene klasse 2 Bluetooth, mens noen er klasse 3. Når det gjelder klasse 1 Bluetooth, krever lang rekkevidde evner mye energi som vanligvis krever en ekstern strømkilde, ikke bare et bærbart batteri. Du kan finne klasse 1 Bluetooth-enheter i industrielle implementeringer som IoT-enheter og applikasjoner på en fabrikk eller et samlebånd.

Bakgrunnsinterferens

Du har kanskje lagt merke til at det å gå nedover en gate med høy gangtrafikk eller ta et travelt T-banetog resulterer i statisk elektrisitet i de trådløse hodetelefonene dine. Dette er på grunn av de 79 utpekte Bluetooth-kanalene som er nevnt ovenfor.

Hvis du er på skolen, biblioteket eller på kontoret sammen med deg og alle som bruker Bluetooth-enheter med en rekkevidde på rundt 33 fot, er 79 kanaler vanligvis nok. Men når dusinvis av enheter konkurrerer om en begrenset plass, begynner signalene å forstyrre.

Selv om du ikke vil kunne få tilgang til andres Bluetooth-signal (selv om du tilpasser enheten til samme kanal, er Bluetooth kryptert), vil det fortsatt kollidere med signalet ditt og forringe det. Sårbarhet er en annen årsak hvorfor Bluetooth kun brukes til kommunikasjon over kort avstand. Det er lettere å kontrollere et miljø på 30 til 100 fot i stedet for lange avstander inn i milene.

Andre faktorer som forstyrrer Bluetooth-signaler inkluderer:

• Fysiske barrierer: Metall, gips, betong og til og med fuktighet har størst effekt på Bluetooth-kvaliteten, med materialer som tre, glass og plast nederst på listen.
• Mottakers følsomhet: Avstand degraderer signalet. Hvis mottakeren ikke er følsom nok, kan den kanskje ikke motta og dekode den riktig.
• Overføringskraft: Jo svakere basiskraften til signalet er, jo svakere vil det være over avstand og gjennom barrierer.

Bluetooth-versjoner

Bluetooth-teknologien vi bruker nå er ikke den samme som var på begynnelsen av 2000-tallet. Mens den fortsatt følger de samme prinsippene, kan nyere Bluetooth-versjoner gjøre mer for mindre. Tre ting endres med Bluetooth-utvikling: strømforbruk, rekkevidde og dataoverføringshastighet (som påvirker lydforsinkelse).

Bluetooth 1.0 var strømkrevende, men hadde bare en rekkevidde på 33 fot og en maksimal hastighet på 1 Mbps. Mens Bluetooth 2.0 kunne overføre data med 3 Mbps, kan det ikke sammenlignes med spranget i ytelse til Bluetooth 3.0 med 24 Mbps. Men å bruke 802.11 Protocol Adaption Layer tar mye energi ut av Bluetooth 3.0-enheter.

Imidlertid er Bluetooth 1.0 til 3.0 mye vanskeligere å finne i kommersielle enheter i dag. De er erstattet av Bluetooth 4.0 og Bluetooth 5.0. Begge standardene er funksjonelle som Bluetooth Low Energy, med en rekkevidde på 800 fot og en hastighet som ikke synker under 2 Mbps.

Hvorfor du trenger å lære hvordan Bluetooth fungerer

Bluetooth er på nivå med Wi-Fi, GPS og mobiltårnteknologier. Den brukes i nesten alle moderne enheter, og du trenger et grunnleggende nivå av underdrivelse for å jobbe med det.

Å vite forskjellen mellom Bluetooth-versjoner og de forskjellige overføringskodekene lar deg velge enheter som har spesifikasjonene du trenger. For eksempel er det ikke behov for en strømkrevende, lang rekkevidde Bluetooth i et trådløst tastatur, men disse funksjonene er mye viktigere med trådløse hodetelefoner du skal bevege deg rundt med.

Hvordan fungerer Bluetooth? Bruker den min dataplan?

Bluetooth kobler til enhetene dine, men bruker den Wi-Fi eller mobildata?

Les Neste

Om forfatteren