Bluetooth 3 скорость мбит

Технология Bluetooth®

Bluetooth — технология беспроводной передачи данных, работающая в частотном диапазоне 2400. 2485 МГц. Для исключения взаимного влияния данный диапазон поделен на 79 каналов шириной 1 МГц (или 40 каналов шириной 2 МГц для случая Bluetooth Low Energy) . По дальности действия Bluetooth-устройства делятся на модули первого класса (дальность на открытом пространстве ≥100 м), второго класса (дальность ≥10 м) и третьего класса (дальность действия — 1 м). Некоторые модули способны передавать данные на расстояние до 1 км в зоне прямой видимости. Основными отличительными свойствами стандарта Bluetooth являются адаптивная скачкообразная перестройка частоты (Adaptive Frequency Hopping), помехоустойчивое кодирование (Forward Error Correction), узкополосные каналы и низкая чувствительность к переотражениям и многолучевому распространению сигнала.

Следует обратить внимание, что в зависимости от реализуемой версии стандарта Bluetooth-модули кардинально отличаются по своим характеристикам. Модули стандарта Bluetooth 2.1 и более ранних версий предназначены для передачи значительных объемов информации, при этом их энергопотребление может составлять десятки или сотни милливатт. Устройства, реализующие спецификацию Bluetooth 4.0 и выше (также часто называемые Bluetooth Low Energy), отличаются существенно более низким энергопотреблением, что обеспечивает их работу от одной батарейки на протяжении нескольких лет. При этом скорость передачи и дальность действия таких модулей также значительно ниже по сравнению с модулями стандарта Bluetooth 2.1.

Важнейшим преимуществом технологии Bluetooth является её широкое распространение среди мобильных устройств. Это позволяет считывать показания с датчиков или управлять удалёнными исполнительными механизмами при помощи практически любого смартфона или планшета.

Спецификация Bluetooth 5.2 опубликована SIG 6 января 2020 года. В спецификации добавлены следующие новые функции:

• LE Power Control — позволяет устройствам динамически оптимизировать мощность передачи для связи между подключенными устройствами, что существенно экономит заряд батареи;
• LE Audio — новый стандарт передачи звука с низким энергопотреблением через Bluetooth представляет несколько новых функций, включая возможность передавать аудиоданные на множество устройств или принимать звук одновременно от нескольких источников; используется новый кодек LC3;
• Enhanced Attribute protocol — улучшенная версия протокола атрибутов использует только шифрованное соединение, поддерживает параллельные транзакции, а также позволяет изменять блок максимальной передачи (MTU) во время соединения.

Cпецификация Bluetooth 5 была опубликована в конце 2016 года. Версия 5 стала наиболее кардинальным изменением стандарта с момента появления Bluetooth Low Energy. Её основные особенности:

• 2х увеличение скорости передачи (2 Мбит/c вместо 1 Мбит в предыдущих версиях; помимо увеличения пропускной способности это также обеспечивает снижение энергопотребления устройств за счёт сокращения времени передачи пакетов);
• 4х увеличение дальности действия (передача теперь может осуществляться не только на повышенной скорости 2 Мбит/с, но и на пониженных скоростях 125 и 500 кбит/с; увеличивается чувствительность устройств, и, соответственно, диапазон действия);
• 8х увеличение ёмкости передаваемых пакетов (полезная нагрузка advertisement-пакетов увеличивается с 31 до 255 байтов; кроме того, вводятся 37 дополнительных advertisement-каналов, что позволяет уменьшить загруженность трёх основных каналов).

Bluetooth mesh

Организация Bluetooth Special Interest Group в июле 2017 г. опубликовала новую спецификацию Bluetooth Mesh Networking, позволяющую объединять сотни Bluetooth-устройств в одну сеть с ячеистой топологией. В результате такого объединения за счет ретрансляции сообщений через промежуточные узлы зона охвата Bluetooth-сети может быть увеличена в десятки раз. Спецификация предусматривает применение многоуровневой системы аутентификации и шифрования, что обеспечивает защиту сети от всех известных типов атак. Обмен данными в сети регламентируется на всех уровнях — от физического до уровня приложений, что даёт возможность совместного использования устройств различных производителей.

Особенности сети Bluetooth mesh делают её оптимальным решением в двух областях: домашняя автоматизация (т.е. «умный дом») и управление освещением. Ещё одно преимущество сети Bluetooth mesh — возможность легко добавить к ней Beaconing-функциональность для решения задач позиционирования внутри помещений.

Bluetooth 4.x

В декабре 2009 года опубликована версия спецификации Bluetooth 4.0, наиболее существенным достоинством которой является сверхмалое пиковое энергопотребление, среднее энергопотребление и энергопотребление в спящем режиме. Благодаря этому, устройства, использующие Bluetooth Low Energy, могут работать до нескольких лет от одной батарейки типа «таблетка».

Важнейшим преимуществом модулей Bluetooth Low Energy является возможность работать в режиме радиомаяка (Beacon-а), т.е. способность рассылать широковещательные сообщения всем Bluetooth-устройствам без установления соединения. Это позволяет отправлять различные рекламные сообщения, а также определять местоположение объектов внутри помещений (по уровню принимаемого сигнала RSSI).

В зависимости от функциональных возможностей устройства Bluetooth Low Energy (сокращённо BLE) делятся на два типа: Bluetooth Single Mode (или Bluetooth Smart) и Bluetooth Dual Mode (или Bluetooth Smart Ready). Модули и микросхемы Bluetooth Single Mode предназначены для использования в датчиках с минимальным энергопотреблением, передающих короткие пакеты данных. Такие устройства не поддерживают соединение с модулями, реализующими предыдущие версии стандарта (Bluetooth 2.1 и более ранними). Модули Bluetooth Dual Mode одновременно поддерживают стандарты Bluetooth 2.1 и Bluetooth Low Energy. Такие модули обычно применяются в разнообразных портативных устройствах (ноутбуках, планшетных компьютерах, смартфонах).

Bluetooth 3.0

Появившийся в 2009 году стандарт Bluetooth 3.0 поддерживает высокоскоростную передачу данных со скоростью до 24 Мбит/с. Эта возможность реализована следующим способом. Устройства, совместимые с Bluetooth 3.0, оснащаются сразу двумя модулями — Bluetooth 2.1 + EDR (обычная скорость до 3 Мбит/c) и модулем, работающем аналогично Wi-Fi по протоколу 802.11, обеспечивающим уже высокую скорость. При этом совместимости с Wi-Fi непосредственно нет, и для работы в этих беспроводных сетях устройству потребуется дополнительный модуль.

Bluetooth 2.x

Модули стандарта Bluetooth 2.1 и более ранних версий (в дальнейшем будем называть их Bluetooth Classic) предназначены для передачи значительных объемов информации (например, аудиоданных), при этом их энергопотребление может составлять десятки или сотни милливатт.

Важным свойством любого Bluetooth-устройства является список поддерживаемых им профилей, то есть набор функциональных возможностей, доступных для данного устройства. Два модуля Bluetooth могут взаимодействовать только в том случае, если они оба поддерживают один и тот же профиль. Например, для подключения беспроводной гарнитуры к мобильному телефону оба устройства должны реализовывать профили Headset или Hands-Free.

Рассмотрим основные профили, реализуемые модулями Bluetooth Classic и Bluetooth Smart.

Профили Bluetooth Classic

Профиль последовательного порта позволяет организовать «прозрачный» беспроводной канал между двумя устройствами, которые ранее были связаны проводным последовательным интерфейсом. Встраиваемый Bluetooth-модуль осуществляет преобразование потока данных, поступающих по проводному асинхронному последовательному каналу, в беспроводной поток в соответствии с профилем SPP (Serial Port Profile). На удаленной стороне в качестве приемопередатчика Bluetooth можно использовать штатный Bluetooth-адаптер персонального компьютера или второй встраиваемый модуль.

Hands-Free Profile (HFP) — используется для соединения беспроводной гарнитуры и телефона.

Human Interface Device Profile (HID) — обеспечивает поддержку устройств с HID, таких как мышки, джойстики, клавиатуры. Использует медленный канал, работает на пониженной мощности.

Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) — разработан для передачи двухканального стерео аудиопотока, например, музыки, к беспроводной гарнитуре или любому другому устройству.

Health Device Profile (HDP) — регламентирует процессы взаимодействия и управления различных медицинских приборов и датчиков по беспроводному каналу.

Профили Bluetooth Smart

Health Thermometer / Heart Rate Sensor — передача информации с датчиков температуры / пульсометров.

iBeacon/AltBeacon/EddyStone — определение местоположения объектов внутри помещений.

Proximity/Find Me — измерение расстояния между двумя объектами.

Cable Replacement — аналог профиля SPP для устройств Bluetooth Smart.

Источник

Скорость Bluetooth

Передача данных посредством Bluetooth осуществляется на частоте 2.4 ГГц. Данный диапазон разделен на 79 каналов. При этом, каждому из них предоставлена полоса, шириной 1 МГц. Все имеющиеся специализации используют синхронный, либо асинхронный вид связи.

Последние модификации (основные)

Bluetooth 2.0

Вышедший в ноябре 2004 года, Bluetooth 2.0 обладает еще большей скоростью передачи данных, а также имеет обратную совместимость с предшествующими версиями. Увеличенная скорость обеспечивается за счет использовании технологии EDR. Ее заявленная скорость равняется 3 Мб/с. Однако, как показывает практика, за счет данной технологии максимальная скорость передачи данных доходит лишь до 2.1 Мб/с . В версии 2.0 удалось добиться не только улучшения скорость, но и значительно увеличить помехоустойчивость, что в итоге помогло снизить и энергозатраты.

Помимо этого, 2.0 отличается упрощением подключения к ней нескольких устройств. Добиться этого удалось в следствие увеличения разрядности адресации. Это позволило подключаться по локальной сети не 8 устройствам, как прежде, а уже 256.

2.0 + EDR спецификация обладает следующими особенностями:

1. Ускоряет скорость передачи данных по Bluetooth в 3 раза (в действительность на 2.1 Мб/с).
2. Добавление дополнительной полосы пропускания частично решило проблему подключения к Bluetooth сразу нескольких устройств.
3. Уменьшились энергозатраты, в следствие уменьшения нагрузки.

Bluetooth 3.0

Спецификация Bluetooth 3.0 была принята в 2009 году и произвела настоящий фурор, так как скорость передачи данных при ее использовании доходит до 24 Мб/с. Возможным это стало в следствие применения в ней двух модулей, один из которых был обычным Bluetooth 2.0, а другой работающий по протоколу 802.11, поддерживая скорость до 24 Мб/с. При этом выбираемый для передачи данных модуль зависит от размера файла. Так, медленный канал используется для передачи небольших файлов, а высокоскоростной для больших.

Основной негативной стороной Bluetooth 3.0 + HS является слишком большое энергопотребление при работе. как ни странно, такой минус стандарта 3.0 связан с высокой скоростью его работы. Однако, стандарте 3.0 имеется и одно неоспоримое преимущество. А именно, это возможность работать по протоколу 802.11 или, проще говоря, Wi-Fi. Благодаря этому скорость передачи данных значительно увеличилась. В теории, используя версию 3.0 скорость соединения должна достигать 54 Мб/с.

Так, благодаря стандарту 3.0 можно будет в самые сжатые временные отрезки прокачивать данные DVD-объема. Тем не менее, по словам разработчиков реальная скорость стандарта 3.0 составляет 22–26 Мб/с.

Bluetooth 4.0

Преимуществом Bluetooth 4.0 по сравнению с предыдущей спецификацией является его уменьшенное энергопотребление. Скорость передачи данных при использовании стандарта 4.0 достигает 1 Мб/с (размер пакета 8-27 байт). Кроме того, скорость соединения устройств, совместимых с спецификацией 4.0, уменьшена до 5 миллисекунд, а расстояние, на которое возможна передача данных, достигает 100 метров. Также, стандарт 4.0 предоставляет достаточный уровень безопасности, который гарантирует 128-битное AES-расширение.

Преимущества Bluetooth 4.0:

1. Совмещает в себе предшествующие протоколы. Поддерживает основные функции предыдущих протоколов.
2. Увеличение скорости.
3. Значительное уменьшение энергопотребления устройства, использующего стандарт 4.0, достигнутое за счет измененного алгоритма работы (передатчик включается только в тот момент, когда происходит передача данных).

Как правило, стандарт 4.0 больше подходит для миниатюрных электронных датчиков. К примеру, для наручных измерителях давления, температуры, для тренажеров, различных миниатюрных устройств с небольшой энергоемкостью.

Видео обзор технологии Bluetooth:

Читайте также:

Код 43 Bluetooth Частота bluetooth Bluetooth в машину Как подключить Bluetooth к компьютеру или телефону

Источник