Сетевое подключение bluetooth что это

Bluetooth: технология и ее применение

Вполне возможно, что именно с этими словами средневекового датского короля Харальда II Синезубого (Harald II Bluetooth) связано его другое прозвище — "объединитель", через 1000 лет ставшее названием нового интерфейса беспроводной связи.

Что же такое Bluetooth? Это технология беспроводной связи, созданная в 1998 году группой компаний: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba. В настоящее время разработки в области Bluetooth ведутся Bluetooth SIG (Special Interest Group), в которую входят также Lucent, Microsoft и многие другие.

Основное назначение Bluetooth — обеспечение экономичной (с точки зрения потребляемого тока) и дешевой радиосвязи между различными типами электронных устройств, причем немалое значение придается компактности электронных компонентов, что дает возможность применять Bluetooth в малогабаритных устройствах размером с наручные часы.

Интерфейс Bluetooth позволяет передавать как голос (со скоростью 64 Кбит/сек), так и данные. Для передачи данных могут быть использованы асимметричный (721 Кбит/сек в одном направлении и 57,6 Кбит/сек в другом) и симметричный методы (432,6 Кбит/сек в обоих направлениях). Работающий на частоте 2.4 ГГц приемопередатчик, коим является Bluetooth-чип, позволяет в зависимости от степени мощности устанавливать связь в пределах 10 или 100 метров. Разница в расстоянии, безусловно, большая, однако соединение в пределах 10 м позволяет сохранить низкое энергопотребление, компактный размер и достаточно невысокую стоимость компонентов. Так, маломощный передатчик потребляет всего 0.3 мА в режиме standby и в среднем 30 мА при обмене информацией.

Bluetooth работает по принципу FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum). Вкратце это можно объяснить так: передатчик разбивает данные на пакеты и передает их по псевдослучайному алгоритму скачкообразной перестройки частоты (1600 раз в секунду), или шаблону (pattern), составленному из 79 подчастот. "Понять" друг друга могут только те устройства, которые настроены на один и тот же шаблон передачи — для посторонних приборов переданная информация будет обычным шумом.

Основным структурным элементом сети Bluetooth является так называемая "пикосеть" (piconet) — совокупность от 2 до 8 устройств, работающих на одном и том же шаблоне. В каждой пикосети одно устройство работает как master, а остальные как slave. Master определяет шаблон, на котором будут работать все slave-устройства его пикосети, и синхронизирует ее работу. Стандарт Bluetooth предусматривает соединение независимых и даже не синхронизированных между собой пикосетей (до 10) в так называемую "scatternet" (я еще не встречал корректного русского перевода этого термина, но один из вариантов перевода глагола to scatter звучит как "рассеивать"). Для этого каждая пара пикосетей должна иметь как минимум одно общее устройство, которое будет master’ом в одной и slave’ом в другой. Таким образом, в пределах отдельной scatternet с интерфейсом Bluetooth может быть одновременно связано максимум 71 устройство, однако никто не ограничивает применение устройств-гейтов, использующих тот же Internet для более дальней связи.

Частотный диапазона Bluetooth в большинстве стран свободен от лицензирования, но во Франции, Испании и Японии из-за законодательных ограничений необходимо использовать отличные от указанных выше частоты.

Говоря о беспроводной связи, нельзя не затронуть вопрос безопасности такого соединения. Помимо фокуса с частотными шаблонами и необходимости синхронизации приемопередачи в стандарте Bluetooth предусмотрено шифрование передаваемых данных с ключом эффективной длины от 8 до 128 бит и возможностью выбора односторонней или двусторонней аутентификации (конечно, можно обойтись вообще без аутентификации), что позволяет устанавливать стойкость результирующего шифрования в соответствии с законодательством каждой отдельной страны (в некоторых странах запрещено использование сильной криптографии:). В дополнение к шифрованию на уровне протокола может быть применено шифрование на уровне приложений — здесь уже применение сколь угодно стойких алгоритмов никто не ограничивает.

Часто приходится сталкиваться с мнением, что находящиеся в пределах действия связи Bluetooth-устройства могут просто соединиться и начать обмениваться информацией, которая, возможно, не предназначена для сторонних ушей или глаз. На самом деле автоматический обмен информацией между Bluetooth-устройствами ведется лишь на уровне аппаратного обеспечения, т.е. исключительно для определения самого факта возможности соединения. А вот на уровне приложений пользователь сам решает, ввести или запретить автоматическую установку связи. Таким образом, использование Bluetooth становится не опаснее подключения к Интернету, в котором все узлы также соединены электрически, но это еще не означает получение безоговорочного доступа к любому ресурсу.

Стоит также заметить, что стандарт Bluetooth разрабатывался с расчетом на малую мощность, поэтому воздействие его на организм человека сведено к минимуму.

Основным направлением использования Bluetooth должно стать создание так называемых персональных сетей (PAN, или private area networks), включающих такие разноплановые устройства, как мобильные телефоны, PDA, МР3-плееры, компьютеры и даже микроволновые печи с холодильниками (вот уж что давно не подключали в сеть ). Возможность передачи голоса позволяет встраивать интерфейс Bluetooth в беспроводные телефоны или, например, беспроводные гарнитуры для сотовых телефонов. Возможности применения Bluetooth на практике безграничны: помимо синхронизации PDA с настольным компьютером или подсоединения относительно низкоскоростной периферии вроде клавиатур или мышей интерфейс позволяет очень просто и с небольшими затратами организовать домашнюю сеть. Причем узлами этой сети могут быть любые устройства, имеющие потребность в информации либо обладающие необходимой информацией.

Давайте сравним Bluetooth с другим не менее известным интерфейсом беспроводной связи — IEEE 802.11, тем более что оба решения уже доступны на широком рынке. Основные различия между ними можно свести к следующему:

IEEE 802.11	Bluetooth
1. Назначение	Беспроводные домашние/офисные сети	Замена кабельных соединений для компактных коммуникационных средств
2. Рабочая частота	2.4 ГГц	2.4 ГГц
3. Максимальная скорость передачи данных	11 Мбит/сек (IEEE 802.11b), 2Мбит/сек (IEEE 802.11)	721 Кбит/сек
4. Дальность действия	100 м	10 м или 100 м
5. Максимальное количество узлов	128 устройств на сеть	8 устройств на одну пикосеть, макс. 10 пикосетей, т.е. до 71 устройства на один scatternet
6. Голосовые каналы	Нет (опционально)	3 канала
7. Доступность	Сейчас	Сейчас
8. Цена	$100-$400 за узел	Около $5 за узел

Как легко заметить, интерфейс Bluetooth намного лучше приспособлен для использования в тех беспроводных устройствах связи, где требуется достаточно низкая цена, нет необходимости в высоких скоростях и желательно низкое энергопотребление. Однако, как уже отмечалось, возможно создание комбинированных сетей, тем более что IEEE 802.11 работает совершенно по другому принципу кодирования передаваемых данных, следовательно, находясь на одной и той же рабочей частоте, оба стандарта будут слышать друг друга физически, но чужие сигналы будут расценены каждым из них как посторонний шум.

Немаловажным аспектом в развитии Bluetooth является тот факт, что эта технология не подлежит лицензированию и ее использование не требует выплаты каких-либо лицензионных отчислений (хотя и требует подписания бесплатного соглашения). Такая политика позволила многим компаниям энергично включиться в процесс разработки устройств с интерфейсом Bluetooth, кои были в большом количестве продемонстрированы на выставке CeBIT 2001.

Наибольший интерес, естественно, вызывают устройства, обеспечивающие переход с уже существующих интерфейсов на Bluetooth. Одним из них стало Industrial Bluetooth Serial Port Adapter шведской компании connectBlue. Как видно из названия, это устройство предназначено для промышленного применения и позволяет подключать к Bluetooth любые приборы, оборудованные последовательным портом:

Типичным вариантом использования может стать, например, конфигурирование промышленных установок при помощи ноутбука.

дальность действия — до 10 м,
скорость передачи — 300-115200 Кбит,
напряжение питания — 9-30 Вольт.

Компания Belkin, знаменитая, в частности, своими продуктами для шины USB, представила целый набор устройств Bluetooth:

Эта карта формата PCMCIA Type II позволяет всем устройствам, имеющим подобный слот, получить Bluetooth интерфейс со скоростью до 721 Кбит/сек. Дальность действия — 10 м.

Здесь мы видим отличное USB решение для настольных (и не только) компьютеров: характеристики те же, что и в предыдущем случае, к тому же это устройство позволяет обмениваться данными по голосовым каналам.

Есть даже адаптер для Palm V: Palm просто кладется в него, как в стандартную кроватку, после чего можно синхронизироваться с настольным компьютером или выходить в Интернет при помощи мобильного телефона, также снабженного Bluetooth интерфейсом. Данный адаптер питается от батареи самого Palm’а.

На выставке можно было найти даже Bluetooth адаптер для Compact Flash:

Компания Troy XCD представила адаптер для подключения принтера с интерфейсом Centronics к Bluetooth:

Компания обещает выпустить его на рынок в начале лета, примерная стоимость — около 195$.

Не менее интересным вариантом применения технологии Bluetooth может стать организация беспроводного доступа в локальную сеть и/или Интернет для устройств в малом офисе или дома. Безусловным лидером в этой области стала компания Red-M , представившая свое решение — сервер Red-M 3000AS:

А вот фотография его прототипа в работе:

3000AS представляет собой Linux-сервер, который может также работать как шлюз в локальную сеть или Интернет. В отличие от большинства других Bluetooth-устройств 3000AS имеет мощный приемопередатчик, обеспечивающий связь в пределах 100 м, причем в комплект входит внешняя антенна, повышающая надежность связи при наличии внешних помех. Для подключения можно использовать ISDN (с выбором вариантов "постоянно онлайн" или "подключение по требованию"), 10/100 Мбит Ethernet, а также RS-232 для сервисного применения. Сервер может также быть запитан через UPS.

Для расширения доступа к серверу могут использоваться малогабаритные точки доступа Red-M 1000AP:

Сервер автоматически определяет и конфигурирует все точки доступа, находящиеся в пределах дальности его действия. Внешние устройства могут быть подсоединены к точке доступа через 10/100 Мбит Ethernet.

Схожую систему представил MiTAC: их Bluetooth Access Point несет на борту 750МГц процессор Transmeta Crusoe TM5400, встроенный NAT и DHCP сервер и, как и предыдущий образец, мощный приемопередатчик дальностью действия до 100 м:

Отличным дополнением к такой системе может стать устройство от Canon — Bluetooth модуль для цифрового фотоаппарата:

Только представьте себе — фотоаппарат сможет автоматически сбрасывать снимки через Bluetooth-гейт на вашу рабочую станцию, или тот же субноутбук, или даже через подключенный к Интернет сотовый телефон с поддержкой Bluetooth… в общем, возможности бесконечны.

Распространенным вариантом является подключение стандартных устройств ввода через Bluetooth, например, вот так:

Sony представила на CeBIT специальный модуль в формате Memory Stick под названием InfoStick:

Очень неплохая идея, особенно учитывая наличие аналогичного устройства для Compact Flash.

Остается только заметить, что лицензирование поддержки Bluetooth бесплатно и необходимо только для заключения соглашения об использовании торговых марок. Так что в скором будущем мы вполне можем ожидать появление Bluetooth в лампочках и утюгах :). А если серьезно, то технология Bluetooth может совершить настоящую революцию в мире персональных коммуникаций и вообще в жизни человека. А вот насколько нам нужна еще одна революция — это еще предстоит решить.

Безопасность в беспроводной сети Bluetooth

Вообще слово Bluetooth является адаптацией слова на английский язык с датского слова «Blåtand» («Синезубый»). Это было прозвище короля викингов Харальда I, жившего в Дании около тысячи лет назад. Прозвище он получил за тёмный передний зуб. Первые работы по созданию Bluetooth начал производитель телекоммуникационного оборудования Ericsson в 1994 году в качестве беспроводной альтернативы кабелям RS-232. Изначально Bluetooth был разработан под потребности системы FLYWAY в функциональном интерфейсе между путешественниками и системой. Первая спецификация Bluetooth была разработана группой Bluetooth Special Interest Group, основанная в 1998 году. В Bluetooth Special Interest Group вошли компании Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. А впоследствии Bluetooth SIG и IEEE достигли соглашения, на основе которого спецификация Bluetooth стала частью стандарта IEEE 802.15.1, опубликованного в 2002 году.

О том как устроен Bluetooth

Принцип действия Bluetooth основан на использовании радиоволн в ISM-диапазоне. Он использует диапазон частот 2402—2480 МГц. В Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты — Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS). Он достаточно прост в реализации, причем FHSS обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам. Главной особенностью FHSS в Bluetooth является тот факт, что несущая частота сигнала меняется 1600 раз в секунду, причем стоит отметить, последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику. Таким образом, при несколько работающих рядом парах приёмник-передатчик, они не входят в контакт и не мешаются друг другу.

Процедура установления соединения в Bluetooth

Процедуру установления соединения или иначе говоря инициализацию Bluetooth-соединения можно разделить на три этапа:

генерация ключа Kinit,

генерация ключа связи — link key,

Этапы генерации ключей Kinit и link key входят в так называемую процедуру паринга.

Паринг, или сопряжение, — процесс связи двух (или более) устройств с целью создания общего секретного значения Kinit, которое они будут в дальнейшем использовать при общении. Перед сопряжением на обеих сторонах необходимо ввести PIN-код. Kinit формируется по алгоритму E22. Для создания ключа связи устройства обмениваются 128-битными словами LK_RAND(A) и LK_RAND(B), генерируемыми случайным образом. Далее идет побитовый XOR с ключом инициализации Kinit и снова обмен полученным значением. Затем вычисляется ключ по алгоритму E21.

На данном этапе процедура паринга заканчивается и начинается последний этап инициализации Bluetooth — взаимная аутентификация, основанная на схеме «запрос-ответ». Одно из устройств становится верификатором, генерирует случайную величину AU_RAND(A) и посылает его соседнему устройству, называемому предъявителем. Как только предъявитель получает это «слово», начинается вычисление величины SRES по алгоритму E1, и отправляется обратно верификатору. Соседнее устройство производит аналогичные вычисления и проверяет ответ предъявителя. После чего процедуру установления соединения можно считать законченной.

Механизмы защиты

В Bluetooth для защиты соединения предусмотрены некоторые механизмы, такие как шифрование данных и авторизация устройств. Также алгоритм FHSS, на основе которого и действует Bluetooth, входит в систему защиты конфиденциальности при передаче информации: переход между несущими частотами происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется индивидуально для каждого соединения. Шифрование в Bluetooth происходит посредством ключа, эффективная длина которого — от 8 до 128 бит. Это позволяет устанавливать уровень стойкости результирующего шифрования, который соответствует законодательству каждой конкретной страны. Поэтому правильно сконфигурированные Bluetooth-устройства спонтанно соединяться не могут и поэтому случайных утечек информации к посторонним лицам произойти не может.

Bluetooth может работать в одном из трех режимов безопасности:

Режим 1 –( не защищенный ) обычно используется по-умолчанию. В этом режиме не используется ни шифрование, ни аутентификация, а само устройство работает в — широковещательном режиме.

Режим 2 — защищенный на уровне приложения/службы. В этом режиме после установления соединения менеджер безопасности осуществляет аутентификацию, что позволяет ограничить доступ к устройству.

Режим 3 — защищенный на уровне канала связи. Здесь аутентификация производится до установки соединения, при этом применяется прозрачное шифрование, но даже при таком режиме устройство может быть взломано.

Режим 4 – это по факту усовершенствованный режим безопасности 2. Функции безопасности реализуются после установления соединения. Для того чтобы сгенерировать ключ соединения используется протокол ECDH.

В рекомендациях NIST использование именно режима 4. Основой же защиты соединения является процедура генерации ключей при установлении соединения.

Способы атак на Bluetooth

Рассмотрим некоторые способы атак на Bluetooth устройства.

Bluesnarfing – атака в результате взломщик может получить доступ к данным через Bluetooth устройства, которые не только включены, но и переведены в режим Видимости. Данная атака в основном использует недостатки в прошивке устройств.

Bluejacking – некоторого вида Bluetooth-спам, при котором атакующий имеет возможность посылать сообщения на устройства, с включенным Bluetooth.

Pairing Eavesdropping – сниффинг (анализ трафика) Bluetooth эфира, с целью перехвата фреймов, посылаемых во время спаривания устройств. Взламывающий, при желании имея данные фреймы, имеет возможность за довольно малое время вычислить секретный ключ. Стоит отметить, что данной атаке подвержены только Bluetooth версии 2.0 и ниже в режиме спаривания PIN/Legacy и Low Energy Bluetooth в режиме спаривания Legacy. Также выделяют фаззинг – пересылка определенных фреймов данных на атакуемое устройство с целью выявления некорректного поведения с последующим взломом.

Заключение:

Использование технологии Bluetooth открывает большие возможности для использования беспроводных технологий, но стоит помнить, что наряду с этим открываются все больше потенциальных угроз как для утечки конфиденциальной информации, так и для взлома и удаленного доступа к чужому оборудованию. Поэтому для профилактики таких угроз стоит придерживаться рекомендаций NIST по использованию технологии Bluetooth.

Что Такое Bluetooth в Телефоне, Компьютере, Ноутбуке и Как Им Пользоваться?

Приветствую читателей! Сегодня я хочу сделать небольшой обзор на когда-то очень популярную беспроводную технологию, которая хоть и уступила первенство более современному WiFi, но все же во многих случаях является более удобной и до сих пор применяется. Речь идет о Bluetooth — что это такое и для чего нужен блютуз в смартфоне или ноутбуке? Появилась технология в 1998 году благодаря усилиям нескольких компаний, среди которых IBM, Ericsson, Intel, Toshiba, Nokia. В наше время все разработки в области Bluetooth ведутся компаний Bluetooth SIG, куда, например, входят Lucent, Microsoft и рядом других компаний. А значок «голубого зуба» вы найдете на большинстве коробок от ТВ, мобильных телефонов, часов, планшетов и т.д. — очень многие современные цифровые устройства Bluetooth поддерживают.

Что такое Bluetooth?

Bluetooth (блютуз) — это технология передачи информации по беспроводному каналу. Отличается от других небольшим расстоянием связи, а также и малым объемом и скоростью обмена данными

Для чего нужен блютуз в смартфоне или ноутбуке?

Основным назначением Bluetooth как в мобильном телефоне, так и на ноутбуке или любом другом беспроводном девайсе является обеспечение эргономичной (по части потребляемого тока), а главное дешёвой радиосвязи между различными электронными устройствами. При этом компоненты блютуз очень небольшие по размером, что позволяет применять его в совсем небольших девайсах, например, в фитнес браслетах, наушниках и т.д.

сопряжение honor band 5 с телефоном

В интерфейсе Bluetooth возможна как передача голоса (со скоростью в 64 кбит/сек), а также и других данных. Чтобы передавать информацию, может использоваться как асимметричный метод передачи, тогда скорость составляет 721 кбит/сек в одном направлении и всего 57,6 кбит/сек в другом, так и симметричный метод, тогда скорость передачи данных в обе стороны ограничена скоростью 432,6 кбит/сек.

селфи палка с кнопкои? bluetooth

В цифровых устройствах Bluetooth-чип, являющийся приемопередатчиком, позволяет в зависимости от мощности устанавливать связь на расстоянии либо 10 метров, либо 100 метров. Такая разница в расстояниях существенна, однако передатчик, обеспечивающий связь на 10 метрах, потребляет совсем немного энергии, а также имеет компактный размер и небольшую совокупную стоимость компонентов. В режиме ожидания такой передатчик потребляет всего 0.3 мА, а в режиме обмена информацией 30 мА.

подключить bluetooth клавиатуру к компьютеру

Основной принцип работы устройств Bluetooth-технологии — принцип FHSS, который расшифровывается как Frequency-Hopping Spread Spectrum или метод расширения спектра.

Если упрощать описание этого метода, то можно описать его так: все передаваемые данные передатчик разбивает на пакеты, которые затем передаёт с помощью псевдослучайного алгоритма скачкообразной перестройки частоты (порядка 1600 раз в секунду) или с помощью шаблона, состоящего из 79 подчастот. При этом «понимание» между устройствами возникает только когда, если они настроены на один и то же шаблон, для других же устройств вся эта информация будет просто шумом.

wifi bluetooth

Основной структурный элемент Bluetooth-сети — пикосеть, это своего рода совокупность от 2 до 8 устройств, которые работают по одному и тому же шаблону. В каждой такой пикосети один из девайсов обязательно работает как «Master» (главное/основное), а все остальные как «Slave», то есть подчиненные. Главное устройство определяет шаблон, по которому будет работать вся пикосеть, а также синхронизирует работу сети. На практике это свойство наиболее заметно при использовании беспроводных наушников. Когда управление отключением гарнитуры от телефона по Bluetooth происходит с одного из модулей.

беспроводные наушники tws m1

Технология Bluetooth позволяет соединить до 10 независимых и синхронизированных друг с другом пикосетей в «scatternet». Чтобы подобное стало возможно, каждая пара пикосетей должна иметь по меньше мере одно общее устройство, являющееся master’ом в одной сети и slave’ом в другой. Диапазон частот Bluetooth с большинстве стран свободен от лицензирования, однако в ряде стран (Франции, Японии, Испании) из-за местного законодательства необходимо использовать другие, нестандартные частоты.

Связь Bluetooth – как она работает и как использовать технологию связи

Электронные устройства, несмотря на то, что производятся тысячами различных производителей должны использовать одну технологию/стандарт, чтобы соединяться друг с другом. Именно по этой причине по всему миру используют сети 4G LTE (с недавнего времени также 5G), а современные устройства подключаются к сети с помощью беспроводного стандарта Wi-Fi.

Bluetooth, в свою очередь, это стандарт беспроводной связи малой дальности. Это решение используется на портативных компьютерах, планшетах, смартфонах, автомобилях, колонках, саундбарах, домашних кинотеатрах, умных часах, фитнес-браслетах, устройствах smart home, в беспроводных клавиатурах и других устройствах. Возможности использования Bluetooth практически безграничны.

Технология Bluetooth, как правило, проста в настройке и использовании, но, к сожалению, иногда случаются различного рода проблемы.

Bluetooth стандарта 5.0 – новый режим сбережения энергии

В следующей статье мы объясним, что такое Bluetooth, для чего можно использовать эту технологию и как использовать. Приведены также возможные способы решения наиболее частых проблем, возникающих при использовании Bluetooth.

Что такое связь Bluetooth

В самом начале следует объяснить, что такое Bluetooth. Это стандарт беспроводной связи между устройствами малого радиуса действия, который для передачи данных использует радиосвязь. С помощью Bluetooth мы можем передавать файлы, документы, видео и музыку. Из-за особенности подключения Bluetooth – низкая пропускная способность и значительной энергоэффективности Bluetooth используется, в основном, для связи между аксессуарами и передачи звука.

Bluetooth является открытым стандартом, который был описан в спецификации IEEE 802.15.1. Она включает в себя три основных класса мощности с пределами дальности действия 1 метр, 10 метров и 100 метров.

Разработка стандарта Bluetooth была инициирована компанией Ericsson, которая вместе с IBM, Intel, Nokia и Toshiba создали в 1994 году группу SIG (Special Interest Group), целью которой была разработка универсального стандарта беспроводной связи малого радиуса действия. Идея избавиться от проводов быстро эволюционировала к сети LAN и превратилась в известную нам сегодня сеть WLAN (Wi-Fi).

Первая версия стандарта Bluetooth 1.0 была представлена в 1999 году. Описание решения занимало до 1500 страниц.

В настоящее время стандарт – это Bluetooth 5.0 (+ новый Bluetooth 5.1), а также популярный старый стандарт Bluetooth 4.2.

В самых простых случаях Bluetooth соединяет два устройства, например, смартфон с гарнитурой в легковом автомобиле. Подключение создается с помощью PAN (Personal Area Network), в котором есть одно соединение типа «точка-точка». Любое устройство, имеющее Bluetooth, имеет уникальный AMA (Active Member Address), т.е. идентификатор, который позволяет легко узнавать устройство. Производители могут также называть свои устройства понятными именами, что облегчает поиск выбранного оборудования в списке Bluetooth-устройств поблизости. Пользователь часто может изменить это название на другое.

Bluetooth также позволяет подключать большее количество устройств (до 8) в одной сети. В этом случае используется подключение типа «точка-много точек», когда одно устройство выполняет роль сервера, а остальные роль узлов.

Кроме того, устройства Bluetooth имеют функции standby (режим ожидания), благодаря которой пользователю не нужно каждый раз подключать между собой устройства. Например, мышь, связанная с устройством, будет автоматически подключаться после перезагрузки. Комплект громкой связи в информационно-развлекательной системе автомобиля при каждом запуске двигателя будет пытаться подключиться к последнему сопряженному смартфону.

Теоретическая спецификация Bluetooth предусматривает возможность использования до 256 устройств в режиме ожидания. Это возможно благодаря адресации PMA (Passive Member Adres), которая имеет разрядность 8 бит (2 8 = 256 устройств).

Классы и диапазоны Bluetooth

В сети можно найти информацию о трёх классах Bluetooth. Их основной задачей является определение максимальной дальности передачи и мощности беспроводного соединения.

1 класс позволяет осуществлять беспроводное подключение мощностью 100 милливатт (мвт). Это означает максимальный охват до 100 метров (при отсутствии препятствий, таких как стены, между подключенными устройствами). Это класс с большой дальностью и мощностью. Такого рода модули Bluetooth используются в компьютерах и системах громкой связи в автомобилях.
Класс 2 имеет максимальную мощность передачи на уровне 10 милливатт (мвт). Ограничение мощности в 10 раз приводит к снижению максимального расстояния передачи данных до 50 метров (при отсутствии препятствий, таких как стены, между подключенными устройствами). Такого типа адаптеры используюстя в модулях Bluetooth на USB.
Класс 3 используется для передачи данных с минимальной силой, которую установили на 1 miliwat (мвт). Bluetooth Класса 3 позволяет передавать данные на расстояние 10 метров. Решение такого рода мы находим во всех мобильных устройствах.

Самые популярные версии Bluetooth

В настоящее время на рынке тяжело найти устройства с Bluetooth 1-2.1. Доступные на рынке устройства используют одну из следующих версий Bluetooth:

Bluetooth 3 – в случае Bluetooth 3.0, мы точно имеем дело с версией 3.0 HS Bluetooth. Аббревиатура HS расшифровывается как High Speed, что означает повышенную скорость передачи данных. Это решение позволяет отправить данные со скоростью 24 Мбит/сек. Новая версия Bluetooth 3.1 ТН увеличила эту скорость до 40 Мбит/сек.
Bluetooth 4 – первая версия Bluetooth 4.0 имела дополнение LE в названии. Этот ярлык означает Low Energy. При разработке этого стандарта создатели особое внимание уделили снижению потребления энергии и увеличению радиуса действия до 100 метров – всё это обошлось за счёт пропускной способности, которая упала до 1 Мб/сек. Передача в режиме экономии энергии ещё медленнее и имеет радиус действия до 10 метров.
Bluetooth 4.1 является модификацией Bluetooth 4.0 и создан для устройств IoT (Интернет Вещей). Позволяет прямое подключение этих устройств к интернету с помощью Bluetooth.
Bluetooth 4.2 предлагает ещё большую энергоэффективность при одновременном повышении безопасности и обеспечении быстрой транспортировки данных. Кроме того, исправлен процесс сопряжения.
Bluetooth 5.0 фокусируется на сочетании возможностей Bluetooth 4.2, а также Bluetooth 3.0. В режиме BLE пропускная способность увеличивается до 2 Мбит/сек. Благодаря этому решению можно быстрее обновить фитнес-браслет и смарт-часы без Wi-Fi.

Если производитель решит ограничить передачу скоростью 125 КБ/сек, то возможно увеличение дальности до 200 метров (на открытых пространствах). Они также могут повысить скорость за счет энергоэффективности или сделать медленнее, но повысить энергоэффективность передачи данных.

Профили Bluetooth

Технология Bluetooth поддерживает различные профили. Они отвечают за то, как и могут ли вообще устройства общаться друг с другом с помощью Bluetooth.

Существует множество различных профилей, которые предназначены для конкретных применений. Ниже приведены самые популярные из них:

A2DP – расширенный профиль распространения звука в стерео.
AVCTP – Audio/Video Control Transport, служит для передачи звука и изображения.
AVRCP – профиль дистанционного управления аудио-видео, выполняет функцию пульта управления, который для связи использует связь Bluetooth.
BPP – Basic Printing Profile, используется для печати документов с мобильного телефона с помощью Bluetooth, в настоящее время практически не используется, его роль взял на себя Wi-Fi.
BIP – Basic Image Profile, служит для передачи, отображения и печати файлов в формате JPEG (фото).
GAVDP – Generic AV Distribution Profile – контролирует передачу данных, аудио и видео.
HSP – Handset Profile, используется для работы с клавишами управления мультимедиа в наушниках.
HFP – Hands Free Profile предназначен для осуществления телефонных звонков в режиме hands-free.
PBAP – Phonebook Access Profile – служит для доступа к телефонной книге на подключенном устройстве, например, комплект громкой связи.
SYNC – Synchronisation, используется для синхронизации данных, обеспечивает передачу данных на/с ПК.

Как передаются данные с помощью Bluetooth?

Bluetooth использует полосу частот ISM (Industrial, Scientific and Medical Band) в диапазоне от 2,402 до 2,480 Ггц. В этом интервале доступно до 79 каналов. Каждый из них имеет ширину полосы частот равную 1 Мгц. Диапазон частот 2,4 Ггц, очень близкий к 2,402 Ггц используется связь Wi-Fi, совместимую со стандартом IEEE 802.11.

Bluetooth поддерживает функции изменения частоты «на лету» (FHSS), благодаря которой в течение секунды каналы могут быть изменены 1600 раз. Эти изменения, а также передача небольших пакетов данных приводят к тому, что Bluetooth-соединения остаются стабильны.

Bluetooth и WLAN (Wi-Fi) – какие различия?

Bluetooth и WLAN исходят из одной идеи и работают аналогично, но используются для совершенно других действий.

Bluetooth использует два различных метода передачи данных: SCO – Synchronous Connection Oriented и ACL – Asynchronous Connectionless Link. SCO используется для передачи голоса в режиме реального времени с максимальной скоростью 64 Кбит/с. Остальные данные передаются с помощью ACL и требует, чтобы передающее устройство имело встроенную память для хранения данных.

Выбор места для сохранения фотографий со смартфона

Сеть WLAN (Wi-Fi) в состоянии передавать данные только в асинхронном режиме. Кроме того, Wi-Fi работает на других частотах и при имеет гораздо более высокую пропускную способность.

Где искать настройки Bluetooth на устройстве

Место, в котором находятся настройки для Bluetooth, зависит только и исключительно от производителя конкретного устройства. К счастью, в настоящее время смартфоны и компьютеры используют несколько операционных систем, в которых параметры находятся в одном месте.

В Android необходимо запустить приложения Настройки и найти раздел Подключения → Bluetooth. Кроме того, можно воспользоваться поисковой системой внутри Настроек или перейти к настройкам Bluetooth, после длительного нажатия значка Bluetooth в строке уведомлений.

В системе iOS запустите приложение Настройки и выберите раздел Bluetooth, который находится практически на самом верху.

В системе Windows 10 запустите приложение Параметры → Устройства → Bluetooth. Кроме того, вы можете перейти к настройкам Bluetooth с помощью быстрых действий в центре уведомлений операционной системы Windows 10.

В системе macOS необходимо запустить приложение Системные настройки → Bluetooth.

Как определить версию Bluetooth на устройстве

В течение 20 лет на рынок вышло несколько версий Bluetooth, которые несмотря на то, что совместимы друг с другом, имеют различные возможности и технические параметры. В мобильных устройствах из-за их небольшого размера модуль Bluetooth интегрирован с процессором в рамках одной системы SoC (System on a Chip).

В случае смартфонов с Android можно установить приложение, такое как Aida64 или CPU-Z , которое сообщит о версии Bluetooth.

В случае компьютеров с Windows, необходимо запустить Диспетчер устройств (его можно найти через системный поиск) и перейдите в меню Bluetooth. При выборе модуля следует перейти в раздел «Дополнительно». Там вы увидите строку LMP с числом.

Ниже информация о том, какое число соответствует какому стандарту Bluetooth:

LMP 9.x – Bluetooth 5.0
LMP 8.x – Bluetooth 4.2
LMP 7.x – Bluetooth 4.1
LMP 6.x – Bluetooth 4.0
LMP 5.x – Bluetooth 3.0 + HS
LMP 4.x – Bluetooth 2.1 + EDR
LMP 3.x – Bluetooth 2.0 + EDR
LMP 2.x – Bluetooth 1.2
LMP 1.x – Bluetooth 1.1
LMP 0.x – Bluetooth 1.0 b

На компьютерах Mac, перейдите в Finder → Об этом Mac → Отчет о системе → Bluetooth. Параметр Bluetooth Core Spec показывает, какую версию Bluetooth имеет компьютер.

Информации о типе используемой версии Bluetooth можно найти в технической спецификации данного устройства. Кроме того, все оборудование с Bluetooth имеет специальный сертификат.

Как соединить устройства с помощью Bluetooth

Само подключение устройств с помощью Bluetooth с виду простое, но на практике оказывается, что пользователи имеют с ним немалые проблемы.

Чтобы соединить между собой два устройства, они должны иметь активный модуль Bluetooth. Параметры Bluetooth, как правило, находятся в настройках подключения. В случае смартфонов с Android можно запустить Bluetooth с помощью быстрых настроек на панели уведомлений. Пользователи устройств с iOS/iPadOS могут воспользоваться «Центром Управления».

Оборудование, к которому мы хотим подключить другое устройство, например, комплект громкой связи, должны находиться в режиме сопряжения. К сожалению, часто получается, что каждый производитель «скрывает» функцию активации режима сопряжения в своём месте меню. Иногда оборудование можно подключить сразу после включения Bluetooth, другое через какое-то время, а третье только после включения соответствующей опции. В этом случае лучше всего проверить инструкцию по эксплуатации данного оборудования.

При попытке подключения оба устройства отображают четырехзначный код PIN-код (обычно 0000 или 1234), который позволяет дополнительно убедиться, что мы связываем выбранные устройства. Только после подтверждения PIN-кодом начинается процесс сопряжения.

Подключение через Bluetooth с использованием NFC

Значительная часть новых смартфонов и планшетов имеет встроенный модуль NFC – Near Field Communication. Это решение используется для оплаты с помощью Google Pay, Apple Pay и других платежных систем.

Мало кто знает, что NFC может также использоваться для быстрого сопряжения двух устройств. В случае, если у вас есть смартфон с NFC и другое устройство с поддержкой NFC, например, звуковая панель или наушники, поднесите устройства друг к другу и начнётся автоматическое сопряжение. В этом случае вам не нужно вводить код PIN-код или дополнительно подтверждать соединение.

Почему смартфон не обнаруживает всех устройств?

Как мы уже писали ранее, не все устройства обнаруживаются даже в случае, когда модуль Bluetooth активен. Очень большое влияние на работу этой технологии имеет операционная система, примененная в данном оборудовании.

В настоящее время проблема с определением доступных устройств является самым большим «проклятием» технологии Bluetooth. Часть таких производителей, как Samsung изменяет драйверы Bluetooth, как и меню настроек, чтобы доступ к ним был более понятным по отношению к обычному Android.

К сожалению, на противоположной стороне есть компании, которые препятствуют доступу к меню Bluetooth. Здесь речь идёт, в основном, о производителях автомобилей и комплектов громкой связи. Если в случае смартфонов и компьютеров можно научиться пользоваться Bluetooth в нескольких системах (Android, iOS, Windows и macOS), то каждый производитель автомобилей использует совершенно иную систему, в которой функции Bluetooth иногда глубоко скрыты.

Устройство было обнаружено, но не может подключиться

Иногда может случиться так, что устройство будет правильно обнаружено, но не может подключиться. К сожалению, нет универсального решения этой проблемы, но, к счастью, она касается, в основном, старых устройств.

Возможно, что смартфон или другое устройство уже подключено к другому оборудованию с помощью Bluetooth (например, smartwatch), и при попытке соединения с домашним кинотеатром Bluetooth отклонит вызов. Это происходит потому, что не все устройства поддерживают множественные подключения по Bluetooth.

Более ранние версии операционной системы Android (4.4 Kitkat включительно) имеют проблемы, если в списке подключенных устройств есть много записей. В этом случае лучше всего удалить устройства, которыми вы не пользуетесь.

В случае переноса данных со старого смартфона Android на новый, могут быть перенесены также сопряженные устройства. Решение это редко когда работает так, как должно. После покупки нового телефона, советуем очистить список сопряженных устройств Bluetooth и приступить к повторной установке.

Иногда проблема с подключением возникает из-за значительного расстояния между устройствами. Убедитесь, что оборудование находится рядом.

Соединение Bluetooth разрывается через некоторое время

К сожалению, разрыв связи – это всё ещё актуальная проблема, даже в последних смартфонах. Проблемы с подключением Bluetooth являются большой проблемой владельцев всевозможных фитнес-браслетов и умных часов, которые должны быть постоянно соединены с телефоном в течение всего дня. В этом случае решением проблемы может быть удаление из списка сопряженных устройств неиспользуемого оборудования, но у нас есть другие, более эффективные решения.

Новые смартфоны под управлением Android имеют сложные алгоритмы, используемые для экономии заряда батареи. Производители телефонов и Google ввели агрессивное управление процессами. Это приводит к тому, что когда телефон переходит в спящий режим – так называемый Deep Sleep, «засыпает» также процесс, отвечающий за соединение Bluetooth. В результате smartwatch сообщает нам об отсутствии соединения с телефоном.

Решением этой проблемы является отключение энергосбережения для приложений управления фитнес-браслетом или smartwatch. Это можно сделать в настройках в разделе «Приложения». Точное положение параметра зависит от используемого интерфейса. Для часов Samsung Gear/Galaxy необходимо отключить экономичный режим в приложениях Samsung Gear, Gear Plugin (опционально – если отображается в списке), а также Samsung Health.

За проблемы с подключением могут быть ответственны также запуск режимов энергосбережения в самом smartwatch или фитнес-браслете.

Сопряжение носимых устройств с помощью Bluetooth

В случае носимых устройств, таких как smartwatch и фитнес-браслеты, нужно не только подключить устройство с помощью Bluetooth. Чтобы использовать возможности этого типа устройств следует установить на мобильном устройстве клиентское приложение. В случае часов с Android это Wear OS, smartwatch и браслеты Samsung используют Samsung Gear, а устройства Xiaomi – Mi Fit.

Сопряжение осуществляется с помощью приложения и отличается в зависимости от используемого устройства. Всё это тщательно описано в руководстве по эксплуатации устройства, а также клиентского приложения.

Возможно ли обновление через Bluetooth

Да, обновление с помощью Bluetotoh возможно. Чаще всего, так вы можете обновить устройства, которые не имеют Wi-Fi. Речь идёт о носимых устройствах, smartwatchach, а также комплектах громкой связи, ресиверах и смарт-колонках. В их случае микропрограмма загружается на мобильное устройство и передаётся с помощью Bluetooth на память подключенного оборудования.

Воспроизведение звука на двух устройствах Bluetooth

Bluetooth в течение длительного периода времени не позволял поддерживать соединение с двумя устройствами одновременно, а тем более одновременную передачу данных между всеми подключенными устройствами.

Ситуация изменилась с появлением стандарта Bluetooth 4.0. Он ввел дуальный режим (Dual Mode), который позволяет передавать звук на два устройства одновременно. Все три устройства должны поддерживать Bluetooth версии 4.0, а передающее устройство должно быть дополнительно совместимые с функцией Dual Mode.

В этом случае одно из устройств, подключенных использует Bluetooth Classic, в то время как второе Bluetooth Low Energy.

Функция Dual Audio дебютировала в Samsung Galaxy S8 и Galaxy S8+. С момента своего запуска в начале 2017 года в магазинах появились другие модели телефонов с возможностью одновременной передачи звука на два устройства Bluetooth.

Проблема с Bluetooth в Windows

В случае использования ПК иногда появляется проблема с активацией модуля Bluetooth. В настройках системы Windows 10 существует возможность включения и выключения Bluetooth, но она чисто программная.

В начале мы рекомендуем вам проверить модуль Bluetooth в Диспетчере устройств Windows. В случае, если его нет в списке, перезагрузите компьютер – возможно, что были обновлены драйверы. Когда после перезагрузки модуль Bluetooth по-прежнему невидимым, возможно, он был отключен с уровня BIOS/UEFI или физического переключателя на корпусе (в основном, старые модели ноутбуков). Если эти решения не помогут, возможно, что ваш компьютер не имеет модуля Bluetooth или он был поврежден.

Обновление драйвера Bluetooth в Windows

Драйверы в системе Windows 10 обновляется автоматически в службе Windows Update, но можно вручную принудительно проверить обновления и установить последнюю версию драйвера. Это полезное решение, когда по каким-то причинам после обновления модуль перестанет работать.

Чтобы обновить драйверы для модуля Bluetooth нужно перейти в Диспетчер устройств → Bluetooth и выберите устройство Bluetooth (например, Intel Wireless Bluetooth). Следующим шагом будет переход на вкладку Драйвер и выберите Обновить драйвер. В следующем шаге вы можете выбрать обновление в режиме онлайн или указать папку с драйверами.

В случае, если после обновления драйверов модуль Bluetooth по-прежнему будет доставлять проблемы, вы можете удалить устройство с помощью Диспетчера устройств и установить заново. Выполнение этого действия приведет к повторной установке драйверов.

Bluetooth-адаптер USB или PCI не распознается системой

Большинство фирменных и марочных адаптеров Bluetooth используют интерфейс USB или PCI, драйверы для которых Windows находит сама. Несмотря на это, на рынке по-прежнему встречаются адаптеры Bluetooth, к которым Windows сама не может найти драйверов.

В этом случае следует зайти в Диспетчер устройств и выбрать пункт локального обновления драйвера. Неизвестный модуль Bluetooth определяется как Неизвестное устройство. Драйверы, как правило, поставляются в комплекте с устройством. Кроме того, вы можете найти их на сайте службы поддержки производителя в интернете.