Bluetooth (INFORMÁCIE): verzie, dosah, frekvencia a protokoly

Bluetooth – OBSAH

1. Čo je to Bluetooth?
2. Vznik názvu Bluetooth
3. Verzie Bluetooth
4. Dosah Bluetooth
5. Frekvencia Bluetooth
6. Bluetooth a bezpečnosť prenosu
7. Protokoly v rámci Bluetooth
8. Bluetooth profily
9. Bluetooth Smart a Smart ready
10. Verzia Bluetooth 5.1 umožní vyhľadávanie s presnosťou na centimetre
11. Verzia Bluetooth 5.2: vylepšenie bezpečnosti a energetickej nenáročnosti
12. Verzia Bluetooth 5.3: drobné vylepšenia pre dlhšiu výdrž a stabilné spojenie

Čo je to Bluetooth?

Bluetooth je štandard pre bezdrôtovú komunikáciu prepájajúci dve a viac elektronických zariadení, ako sú tablety, mobilné telefóny, slúchadlá, športtestery a ďalšie. Bránou signálu Bluetooth do PC potom môžu byť Bluetooth USB adaptéry. Používajú sa na prenos audia, videa aj ďalších súborov a ich signál využívajú aj bezpečnostné lokátory. Bluetooth v roku 1994 vynašla švédska spoločnosť Ericsson pri hľadaní alternatívy pre káblové spojenie mobilných zariadení.

Vznik názvu Bluetooth

Pomenovanie Bluetooth pochádza z Dánska, kde kráľ Modrozub vďaka svojim diplomatickým schopnostiam dokázal v 10. storočí n.l. ukončiť rozpory medzi niekoľkými kmeňmi. Názov tak mal pripomínať snahy o uľahčenie komunikácie a vzájomný dialóg. Symbol Bluetooth vznikol kombináciou runových iniciálok Haralda Modrozuba.

Verzie Bluetooth

Na vývoji nových verzií pracuje Bluetooth Special Interest Group, súkromný podnik, občas nepresne označovaný ako nezisková organizácia. Firma totiž vlastní ochranné známky, spravuje licencie a vyvíja nové verzie Bluetooth, nezaoberá sa však primárne obchodom ani výrobou. Vznikla v roku 1998 pod taktovkou firiem Ericsson, IBM, Intel, Toshiba a Nokia. Dnes sídli vo washingtonskom Kirklande a patrí pod ňu viac ako 10 000 firiem. Pozrite sa do našej prehľadnej tabuľky jednotlivých verzií Bluetooth:

Verzia Bluetooth:	Uvedenie prvej verzie:	Novinky oproti predchádzajúcej verzii:	Alzák dodáva:	Rýchlosť:	Štandardný dosah:
Bluetooth 1.0	1999	Prvý výskyt technológie Predovšetkým drahšie zariadenia U mobilných telefónov je Bluetooth medzníkom prístrojov strednej a vyššej triedy	Rozjazd technológie zostal za očakávaním, pretože kompatibilita jednotlivých zariadení mala značné rezervy.	721 kb/s	?
Bluetooth 2.0	2007	Bezpečné, jednoduché párovanie Nižšia spotreba energie Rastie množstvo informácií v priebehu vyhľadávania Lepšie triedenie zariadení pred pripojením	Prenos mobilných fotografií vyžadoval trpezlivosť. Pre nahranie hudby alebo videa ale každý radšej siahol po USB kábli či pamäťovej karte.	2,2 Mbit/s	10 m
Bluetooth 3.0	2009	Možnosť spolupráce so sieťami WiFi Znížené riziko výpadkov pri kopírovaní vysokokapacitných súborov Podpora 128-bit šifrovania	Verzia 3 bola konečne určená primárne na prenosy objemných dát, ako sú videá, hudobné súbory či fotografie.	24 Mbit/s	10 m
Bluetooth 4.0	2010	Nízkoenergetická náročnosť vhodná pre zariadenia nevyžadujúce vysoké dátové toky Zariadenie vydrží spárované aj pri dlhšej strate spojenia Vysielač Bluetooth neruší príjem LTE ako doteraz	Rýchlostné zameranie Bluetooth 4 nemalo nahradiť predchádzajúcu verziu – mali koexistovať a vzájomne sa dopĺňať podľa aktuálnej potreby.	1 Mb/s	50 m v exteriéri, 10 m v interiéri
Bluetooth 5.0	2016	Optimalizácia responzivity Ešte menšia energetická náročnosť Spoľahlivejšia komunikácia v ruchu Orientácia na zabezpečenie	Bluetooth 5 je veľkým krokom do budúcnosti – presnejšie povedané k plne funkčnému internetu vecí.	Možnosť voliť medzi 125 kb/s, 500 kb/s, 1 Mb/s a 2 Mb/s – čím nižšia rýchlosť, tým vyšší dosah.	Až 240 m vonku, 40 vo vnútri – v závislosti na rýchlosti.
Bluetooth 5.1	2019	Pridanie AoA a AoD pre presnejšie určenie polohy Spresnenie navigácie na centimetre Nižšia energetická náročnosť	Verzia Bluetooth 5.1 prináša pokrok vo veľmi presnej navigácii, ktorá funguje aj v uzavretých priestoroch.	Možnosť voliť medzi 125 kb/s, 500 kb/s, 1 Mb/s a 2 Mb/s – čím nižšia rýchlosť, tým vyšší dosah.	Až 240 m vonku, 40 vnútri – v závislosti na rýchlosti.
Bluetooth 5.2	2020	LE Audio zlepšený prenos zvuku cez Bluetooth Zvýšenie bezpečnosti Ďalšie zníženie energetickej náročnosti	Najnovšia verzia pridala len kozmetické vylepšenia, ktoré sa sústredia najmä na oblasť bezpečnosti.	Možnosť voliť medzi 125 kb/s, 500 kb/s, 1 Mb/s a 2 Mb/s – čím nižšia rýchlosť, tým vyšší dosah.	Až 240 m vonku, 40 vnútri – v závislosti na rýchlosti.
Bluetooth 5.3	2021	menší update predstavujúci skôr vylepšenia pre vývojárov nižšia latencia, menej rušení zlepšenie energetickej náročnosti	Najnovšia verzia sa zameriava na rozšírenie vývojárskych možností. Používateľovi nič moc nového neprináša.	možnosť voliť medzi 125 kb/s, 500 kb/s, 1 Mb/s a 2 Mb/s – čím nižšia rýchlosť, tým vyšší dosah	až 240 m vonku, 40 vo vnútri – v závislosti na rýchlosti

Dosah Bluetooth

• Akčný rádius dosahu Bluetooth závisí od verzie technológie
• Najnovšia verzia Bluetooth 5.0 má dosah až 240 m vonku a 40 m v interiéri – v závislosti na prenosovej rýchlosti
• Upgrady piatej verzie (Bluetooth 5.1 a 5.2) si dosah uchovávajú
• Najrozšírenejšia verzia Bluetooth 4.2 v priemere dosiahne 50 m vonku a 10 m vo vnútri
• Prenos dát funguje na základe prenosu rádiových vĺn
• Jedinou požiadavkou pre fungovanie technológie Bluetooth je práve vzdialenosť
• Prekážky signálu dosah Bluetooth znižujú
• Okrem nadviazania spojenia je k prenosu dát potrebné, aby po celý čas boli všetky zariadenia v dosahu

Frekvencia Bluetooth

• Rádiová časť Bluetooth funguje v rovnakom frekvenčnom pásme ako WiFi, tzv. ISM s frekvenciou 2,4 GHz
• V Európe môže šírka frekvenčného pásma dosiahnuť až 2 483,5 MHz
• Vo frekvenčnom pásme ISM je 79 rádiových kanálov so šírkou 1 MHz
• Bluetooth medzi nimi preskakuje až 1 600× za sekundu, a udržiava tak stabilitu signálu
• Vyčerpávajúce technické informácie si môžete prečítať v tomto článku o technológii Bluetooth

Bluetooth a bezpečnosť prenosu

O bezpečnosť prenášaných dát aj samotných zariadení je v prípade Bluetooth prenosu postarané v prvom rade potrebou autorizácie – pri párovaní zariadení musí používateľ spojenie potvrdiť. Prepojené zariadenia potom vygenerujú kľúč, pomocou ktorého šifrujú prenášané dáta. Aj keď sa objavujú postupy, ako cez signál šíriť vírusy či zariadenia napadnúť, hrozbu výrazne znižuje pomerne krátky dosah signálu aj neustále vylepšovanie Bluetooth štandardu.

Protokoly v rámci Bluetooth

Bluetooh označujeme slovkom štandard, ale môže byť uvádzaný aj ako protokol. Protokoly sú akési súbory pravidiel pre vzájomnú komunikáciu zariadení. Sám protokol Bluetooth obsahuje rad takých, v úvodzovkách menších protokolov. Pod skratkou LMP napríklad Bluetooth skrýva protokol pre správu rádiového spojenia, L2CAP zaisťuje prenos a tok dát, o prenos a ovládanie videa či zvuku sa starajú protokoly ACD TP alebo AVD TP a súčasťou celého riešenia je aj rad ďalších.

Bluetooth profily

Aby mohol Bluetooth fungovať v takej šírke aktivít, v akých sa s úspechom využíva, nesmieme zabudnúť ani na tzv. Bluetooth profily. Profil je iný pre každú činnosť. V podstate ide o súhrn inštrukcií, na ktorých základe dvojica prepojených zariadení komunikuje. Profilov existuje veľké množstvo – v tejto chvíli je ich 36 a rozhodne to neznamená, že by to bol konečný počet – pričom nie každý sa musí nutne nachádzať v každom zariadení. Poďme si predstaviť aspoň časť z nich.

• A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) – umožňuje prenos hudby/zvuku v stereo kvalite.
• AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile) – pridáva možnosti, ktoré využijete napríklad pri bezdrôtových slúchadlách. Umožňuje totiž ovládať reprodukciu audia na pripojenom zariadení – hlasitosť, posun medzi skladbami atď.
• BPP (Basic Printing Profile) – tento profil slúži na komunikáciu s tlačiarňou.
• DID (Device ID Profile) – slúži na identifikáciu pripojeného zariadenia.
• HFP (Hands-Free Profile) – názov je celkom vypovedajúci. Vďaka tomuto profilu pripojíte telefón k hands-free sade. Jeho súčasťou sú aj možnosti vzdialeného ovládania telefónu, napr. príjem alebo položenie hovoru.
• SYNCH (Synchronisation Profile) – umožní synchronizáciu zariadenia čo sa týka času, dátumu, kontaktov atď.
• VDP (Video Distribution Profile) – prenos streamovaného videa.

Bluetooth Smart a Smart Ready

• Aby sa dve zariadenia s Bluetooth prepojili, musia sa spárovať v kompatibilných profiloch
• Odporúčame zariadenia skúsiť prepojiť priamo pri nákupe
• Bluetooth verzie 4.0 a vyššie dostali označenie Smart Ready a podporujú párovanie s inteligentnými zariadeniami
• Pozrite sa na schému komunikácie jednotlivých profilov Bluetooth:

Verzia Bluetooth 5.1 umožní vyhľadávanie s presnosťou na centimetre

Väčšina novších zariadení dnes využíva aktuálnu verziu Bluetooth 5. Nástupca klasickej päťkovej verzie sa objavil dva roky po svojom predchodcovi, nesie označenie 5.1 a priniesol niekoľko drobných vylepšení. A hoci (až na jednu výnimku) ide skôr o kozmetické zmeny, zasahujú ako do oblasti softvéru, tak hardvéru – to znamená, že nie každý výrobca túto verziu zatiaľ využíva.

Tou najväčšou novinkou, ktorú verzia 5.1 priniesla, je spresnená navigácia. Konečne tak dostala jasné kontúry tzv. indoor navigácia, o ktorej sa už nejaký ten čas hovorí. Pozícia predmetu sa určuje pomocou bluetooth majákov, v prípade použitia troch a viacerých to ide s presnosťou na metre. Verzia 5.1 je ešte presnejšia, dostáva sa až na centimetre. Deje sa to pridaním dvoch funkcií, tzv. angle of arrival (AoA) a angle of departure (AoD), ktoré monitorujú uhol odchádzajúceho signálu. Praktické použitie je naporúdzi – vďaka použitiu tejto technológie nájdete stratené kľúče alebo konkrétny regál v obchode.

Verzia Bluetooth 5.2: vylepšenie bezpečnosti a energetickej nenáročnosti

Na začiatku januára 2020 bola predstavená špecifikácia ďalšieho stupňa piatej verzie Bluetooth – Bluetooth 5.2. Opäť ide skôr o drobnejšie vylepšenia v oblasti bezpečnosti a najmä v znížení energetickej náročnosti zariadenia. Podľa odhadov výrobcu systému Bluetooth, spoločnosti Silicon Labs, vzrastie do roku 2023 predaj zariadení s Bluetooth o 26 %, pričom deväťdesiat percent z nich bude využívať ich nízkoenergetické riešenie.

Verzia Bluetooth 5.3: drobné vylepšenia pre dlhšiu výdrž a stabilné spojenie

Menšia aktualizácia Bluetooth 5.3 prišla v polovici roku 2021, aj doteraz sa však stále príliš neuchytila. Pre výrobcov slúchadiel a ďalších bezdrôtových zariadení sa skrátka implementácia novej verzie neoplatí, pretože neprináša mnoho nového. Jedným z vylepšení je automatická klasifikácia kanálov, vďaka ktorej si zariadenie vyberie ten najlepší a vzniknuté spojenie tak bude stabilnejšie. Vývojári ďalej dostali väčšiu kontrolu nad prenášanými dátami a tie zbytočné tak môžu byť z prenosu úplne vynechané. To môže viesť k mierne nižšej spotrebe batérie.

Bluetooth je dôležitou a často neoddeliteľnou súčasťou dnešnej elektroniky s veľkým potenciálom do budúcnosti. Vďaka nízkej spotrebe a stále lepším vlastnostiam je práve táto technológia príležitosťou, ako rozvinúť čo najkomplexnejšie ekosystémy navzájom prepojených zariadení a spotrebičov.