Jak smartfony komunikują się za pomocą Bluetooth

0
72

W dzisiejszej erze cyfrowej elektroniki bezprzewodowy dostęp do różnych urządzeń jest nieunikniony. Jeśli kupisz smartfona, zauważysz, że używa on tego samego rodzaju technologii, ale jak to działa? Oto wyjaśnienie całej tajemnicy bluetooth.

Urządzenia Bluetooth będą normalnie działać przy
częstotliwości 2,4 GHZ w wolnym od licencji, globalnie dostępnym
paśmie radiowym ISM . Zaletą tego pasma jest ogólnoświatowa
dostępność i kompatybilność. Wadą
tego jest jednak to, że urządzenia muszą dzielić to
pasmo z innymi nadajnikami RF. Dotyczy to
samochodowych systemów bezpieczeństwa, innych urządzeń bezprzewodowych
i innych źródeł hałasu, takich jak kuchenki mikrofalowe.

Aby pokonać to wyzwanie, Bluetooth stosuje
schemat szybkiego przeskoku częstotliwości i dlatego wykorzystuje
krótsze pakiety niż inne standardy w paśmie
ISM. Ten schemat pomaga uczynić
komunikację Bluetooth bardziej niezawodną i bezpieczniejszą.

Przeskakiwanie częstotliwości Przeskakiwanie
częstotliwości zasadniczo polega na przeskakiwaniu z częstotliwości
na częstotliwość w paśmie radiowym ISM. Po
wysłaniu lub odebraniu pakietu przez urządzenie Bluetooth, ono
i urządzenie (lub urządzenia) komunikują się z
przeskokiem na inną częstotliwość przed wysłaniem następnego pakietu
. Ten schemat ma trzy zalety:
1. Umożliwia urządzeniom Bluetooth korzystanie z
całego dostępnego pasma ISM, ale nigdy
nadawanie ze stałej częstotliwości przez okres dłuższy niż
krótki czas. Pomaga to zapewnić
zgodność Bluetooth z ograniczeniami ISM dotyczącymi
ilości transmisji na częstotliwość.
2. Zapewnia, że ​​wszelkie zakłócenia nie będą
trwały długo. Każdy pakiet, który nie dotrze bezpiecznie
do miejsca docelowego, może zostać wysłany ponownie na następną
częstotliwość.
3. Zapewnia podstawowy poziom bezpieczeństwa, ponieważ
urządzenie podsłuchujące ma trudności z przewidywaniem
częstotliwości, z której będą korzystać urządzenia Bluetooth
.

Podłączone urządzenia muszą jednak uzgodnić
częstotliwość, z której będą korzystać w następnej kolejności. Specyfikacja
w Bluetooth zapewnia to na dwa sposoby. Po pierwsze to
definiuje relacje typu master i slave między
urządzeniami Bluetooth. Następnie określa algorytm,
który wykorzystuje informacje specyficzne dla urządzenia podczas
obliczania sekwencji przeskoków częstotliwości.

Urządzenie Bluetooth działające w trybie master może
komunikować się z maksymalnie siedmioma urządzeniami ustawionymi w
trybie slave. Do każdego z urządzeń podrzędnych główne
urządzenie Bluetooth wyśle ​​swój unikalny adres
i wartość własnego zegara wewnętrznego. Wysłane
informacje są następnie wykorzystywane do obliczania
sekwencji przeskoków częstotliwości.

Ponieważ urządzenie nadrzędne i każde z
urządzeń podrzędnych używają tego samego algorytmu z tym samym początkowym
wejściem, podłączone urządzenia zawsze będą dostarczane
razem na następną uzgodnioną częstotliwość
.

Jako zamiennik technologii kablowej nic
dziwnego, że urządzenia Bluetooth są zwykle
zasilane z baterii , takie jak myszy bezprzewodowe i
telefony komórkowe zasilane z baterii . Aby oszczędzać energię, większość urządzeń
działa przy niskim zużyciu energii. Pomaga to zapewnić
urządzeniom Bluetooth zasięg około 5–10 metrów.

Ten zasięg jest wystarczający do komunikacji bezprzewodowej,
ale wystarczająco blisko, aby uniknąć pobierania zbyt dużej mocy
ze źródła zasilania urządzenia.