Bluetooth является ключевой технологией в индустрии мобильных устройств, аудио и "умного дома". Вот как она развивалась.
Почти наверняка технология Bluetooth в наши дни является неотъемлемой частью вашего мобильного взаимодействия. Она охватывает все, начиная от аудио для беспроводных наушников и динамиков, сопряжения игровых контроллеров и клавиатур, подключения к Интернету и даже иногда передачи файлов по воздуху. Эта функция с каждым годом становится все более полезной, что довольно примечательно, учитывая, насколько относительно ограниченными были ее возможности, когда она была создана более 20 лет назад.
Стандарт Bluetooth был первоначально разработан доктором Яапом Хаартсеном из Ericsson еще в 1994 году. Он был назван в честь знаменитого викинга и короля, который объединил Данию и Норвегию в 10 веке. В то время он был разработан для замены телекоммуникационных кабелей RS-232, гораздо более старого стандарта, разработанного в 1960 году, с использованием радиоволн UHF малой дальности между 2,4 и 2,485 ГГц. Хотя он использует частоты, очень похожие на частоты Wi-Fi, Bluetooth всегда разрабатывался как альтернатива с гораздо меньшим радиусом действия и меньшей мощностью.
Хронология развития технологии Bluetooth
В 1998 году была создана группа по особым интересам Bluetooth (SIG), которая по сей день публикует и продвигает стандарт и его последующие версии. Изначально в группу Bluetooth SIG входили только Ericsson, IBM, Intel, Nokia и Toshiba, но к концу первого года ее существования число участников достигло 4000. Вскоре после появления Bluetooth SIG устройства начали выходить на рынки. В настоящее время в группу входят более 30 000 компаний-членов с различным уровнем влияния.
Bluetooth был изобретен еще в 1994 году, но первый телефон с Bluetooth появился на прилавках магазинов только в 2001 году.
Вот хронология важных событий Bluetooth, за которой следует более подробная информация о каждой эпохе:
- 1999: Первая спецификация Bluetooth, получившая название Bluetooth 1.0, была опубликована в 1999 году.
- 2001: Sony Ericsson T36 стал первым мобильным телефоном с поддержкой Bluetooth.
- 2004: Ознаменован выпуском Bluetooth 2.0 и улучшенной скоростью передачи данных (EDR), улучшающей как дальность действия, так и пропускную способность.
- 2009: В Bluetooth 3.0 появилась высокоскоростная передача данных, которая позволила устройствам передавать файлы по Wi-Fi, сохраняя при этом связь по Bluetooth. Это позволило увеличить скорость передачи данных до 23 Мбит / с, что намного превосходит предыдущие версии.
- 2013: Bluetooth SIG принял Bluetooth 4.0 и ввел дополнительный режим низкого энергопотребления (LE) для портативных устройств, работающих от аккумулятора, таких как носимые устройства. Реализация по умолчанию с большим радиусом действия была разделена на классический вариант.
- 2017: запуск Bluetooth 5, продолжающий традицию улучшения дальности действия и скорости передачи данных как для классических, так и для энергосберегающих устройств.
- 2022: Bluetooth SIG выпускает полный набор спецификаций LE Audio, прокладывая путь к нескольким улучшениям качества жизни аудиоустройств.
Ранний стандарт: Bluetooth 1.0
Первый потребительский Bluetooth был выпущен в 1999 году. Это была мобильная гарнитура громкой связи, за которую технология получила награду “Best of Show Technology Award” на выставке COMDEX. В том же году также была официально выпущена спецификация Bluetooth 1.0, что привело к выпуску первых чипсетов, ключей, мышей, беспроводных карт для ПК и мобильных телефонов, оснащенных Bluetooth, в 2000 году.
Сразу после выхода Bluetooth 1.0 был оснащен для широкого спектра применений. Стандарт RS-232 широко использовался в качестве компьютерного последовательного порта для подключения интернет-модемов, принтеров, мышей, хранилищ данных и множества других периферийных устройств. В качестве предлагаемой замены Bluetooth был разработан как гибкий пакетный протокол с широким выбором профилей для этих и многих других приложений. RS-232 также был довольно энергоемким для физического подключения, поэтому Bluetooth был сконструирован так, чтобы требовать гораздо меньше энергии.
Эта первая версия была не без проблем. Анонимность была проблемой из-за обязательной трансляции адресов. Проблем с подключением было множество. Спецификация 1.0 обеспечивала максимальную скорость передачи данных всего в 721 кбит/с, а соединения не могли проходить дальше 10 метров. Как только вы приняли во внимание реальную производительность, качество соединения на больших расстояниях и довольно большие пакеты заголовков, фактическая скорость передачи данных, доступная приложениям, была заметно ниже. Стандарт изначально предлагал профили для беспроводной передачи голоса и гарнитур, коммутируемых сетей, передачи факсов и файлов.
Первым мобильным телефоном с Bluetooth был Sony Ericsson T36, но в 2001 году на прилавках магазинов появилась обновленная модель T39. Он предлагал клиентам монохромный ЖК-дисплей 101 x 54, трехдиапазонную GSM-связь, WAP-Интернет и достаточно памяти для хранения до 1000 контактов. Необычные штучки.
Примеры современного потребительского использования: аудио, IoT и не только
Варианты разработчика
Варианты использования Bluetooth значительно расширились с тех первых дней. Это краеугольный камень мобильных и консольных игровых контроллеров, ключевой компонент современного оборудования для умного дома, фитнес-трекеров и ячеистых сетей, которые становятся все более полезными для промышленных применений. И это лишь некоторые из них. Сегодня диапазон поддерживаемых профилей шире, чем когда-либо прежде, и список продолжает расширяться.
Вероятно, наиболее распространенное использование Bluetooth в современных продуктах - это аудио. Тем не менее, оригинальный стандарт никогда не был рассчитан на музыку с полной пропускной способностью. 721 Кбит / с достаточно для хорошего кодека сжатия голоса, даже если вы не учитываете накладные расходы на заголовок и снижение реальных скоростей на больших расстояниях. Тем не менее, такая ограниченная пропускная способность не могла обеспечить качество звука, близкое к Hi-Res сегодня или даже к качеству CD в то время.
Изначально Bluetooth был задуман для беспроводных голосовых вызовов, но не для высококачественной потоковой передачи музыки.
Введение профиля A2DP потребовало использования аудиокодека SBC для воспроизведения звука по Bluetooth. Однако стандарт заслужил репутацию стандарта сомнительного качества звука. Сторонние аудиокодеки Bluetooth, такие как aptX от Qualcomm и LDAC от Sony, восполнили пробел в качестве звука. В них использовались более высокие битрейты и лучшие методы сжатия для улучшения качества звука.
Bluetooth SIG в конечном итоге улучшил качество звука в базовой спецификации в 2020 году с анонсом кодека LC3 и протокола LE Audio, встроенных в Bluetooth 5.2. LE Audio также имеет значение для слуховых аппаратов, широковещательного звука и голосовых вызовов высокой четкости. Тем не менее, вердикт о качестве звука LC3 и его внедрении все еще не вынесен, поскольку мы ожидаем появления на рынке совместимых продуктов.
Сравнение версий Bluetooth: важен ли Bluetooth 5?
Спецификация Bluetooth претерпела многочисленные изменения с 1999 года, чтобы улучшить стандартные скорости передачи данных и качество соединения, набор функций и помочь приспособиться ко всем этим новым вариантам использования и рынкам. Совсем недавно Bluetooth SIG был ориентирован на аудио, ячеистые сети, более низкие энергопотребления и больший радиус действия для Интернета вещей. В целом, стандарт стал быстрее и безопаснее, с большим количеством функций, чем когда-либо прежде.
Несмотря на это, основные возможности Bluetooth никогда полностью не пересматривались, чтобы обеспечить максимальную обратную совместимость платформы. Вместо этого каждая итерация добавляет новые функции, некоторые необязательные, поверх существующих.
Наиболее заметные дополнительные дополнения к спецификации включают повышенную скорость передачи данных до 3 Мбит / с начиная с версии 2.0, высокоскоростную передачу данных по Wi-Fi с использованием сопряжения Bluetooth начиная с версии 3.0 и внедрение функции Low Energy начиная с версии 4.0. В Bluetooth 5.0 введена маскировка доступных слотов для уменьшения помех 4G LTE путем планирования передачи данных. В таблице ниже показано, когда были введены эти основные функции и как со временем менялись типичные варианты использования для скорости и дальности действия.
Несмотря на важность, эти стандарты - не лучший способ сразу увидеть современные возможности и категории Bluetooth. Вместо того, чтобы развиваться по одному пути, стандарт разделился на сегменты Low Energy и Classic начиная с версии 4.0. Low Energy ориентирован на передачу данных в пакетном режиме, подобном тому, который используется фитнес-трекерами и продуктами интернета вещей. Classic продолжает обеспечивать более высокую скорость передачи данных для устройств, требующих постоянного подключения, таких как наушники.
Последняя версия Bluetooth 5 продолжает этот путь, разделяя свои усовершенствования на классические и с низким энергопотреблением. В этом обновлении большое внимание уделяется увеличению дальности действия и скорости передачи данных для его низкоэнергетических и дальнобойных опций. Существует также не менее широкий выбор вариантов питания радиоприемника, которые обеспечивают диапазон от очень короткого до более чем 100 метров, и они не привязаны к какому-либо конкретному стандарту. Приведенная ниже таблица лучше отражает то, как сегодня формулируются стандарты Bluetooth.
По-прежнему ли Bluetooth полезен сегодня?
Bluetooth превратился из беспроводной замены старых кабелей RS-232 в полноценный, далеко идущий стандарт в своем собственном праве. Он обслуживает все - от обмена файлами и сопряжения устройств до беспроводной музыки и промышленных приложений.
Сегодня стандарт, возможно, переживает свое самое крупное изменение, при котором основное внимание уделяется сохранению обратной совместимости, а также обеспечению питания все более низкоэнергетических устройств Интернета вещей и широких коммуникационных ячеистых сетей. Это определенно не было предусмотрено в первоначальной спецификации. В то же время такие технологии, как NFC и СШП, вторглись в некоторые традиционные варианты использования Bluetooth.
Несмотря на свои ограничения, гибкость этого конкретного стандарта беспроводной связи была его самым большим преимуществом. Технология, которая охватывает так много вариантов использования, бесценна по сравнению с альтернативами проприетарным и устаревшим стандартам. Bluetooth останется ключевым движущим фактором не только в смартфонах, но и на бесчисленных технологических рынках. Неплохо для чего-то, созданного почти тридцать лет назад.
