Мощность передатчика блютуз наушников

Bluetooth: как работает и зачем нужен

Если у вас есть беспроводные наушники, смарт-часы или свежий автомобиль со встроенным компьютером, с большой вероятностью всё это связывается с вашим телефоном по протоколу Bluetooth. В этой статье — как работает стандарт, что позволяет делать и что интересного с ним можете сделать вы.

Что такое Bluetooth

Bluetooth — это стандарт беспроводной связи. Беспроводной — то есть с помощью электромагнитного излучения (как радио или вайфай). Стандарт — то есть все устройства, которые поддерживают Bluetooth, соблюдают определённый порядок работы: вещают на определённой частоте, шифруют сигналы определённым образом и т. д.

Bluetooth используют в бытовых приборах, умной электронике, умном доме и похожих штуках. Иногда его используют в промышленности и корпоративной среде, но чаще для этих целей используют другие стандарты.

Зачем нужен стандарт Bluetooth

С самого начала блютус задумывался как стандарт радиосвязи между персональными устройствами, которые находятся рядом друг с другом. Рядом — потому что используются маломощные передатчики: они должны не слишком быстро высаживать батарею смартфона.

Какая бывает мощность передатчика

У блютуса есть три вида класса мощности передатчика:

1. Первый класс — самый мощный, 100 милливатт. Его хватает для устойчивой связи на расстоянии 100–200 метров, но такие передатчики встречаются очень редко.
2. Второй класс работает с мощностью 2,5 милливатта и уверенно держит связь на 10–20 метров.
3. Третий класс самый слабый по мощности, всего 1 милливатт, он позволяет устройствам передавать данные без потерь только на расстояние до 5–7 метров.

Раньше был ещё четвёртый класс мощности, но там дальность передачи была такая маленькая, что от него быстро отказались.

Чаще всего в телефоны и ноутбуки ставят модули второго и третьего класса, чтобы снизить расход аккумулятора. А ещё чем меньше класс, тем меньше нужна антенна для приёма и передачи сигнала.

Скорость и дальность

Эти два параметра связаны между собой: чем больше дальность, тем меньше скорость и наоборот. Чтобы лучше понять, как это работает, нам понадобится аналогия про силача и ядро.

Представим, что у нас есть силач (блютус-передатчик) и ядро (данные). Если силач будет брать большие ядра и кидать их, то они недалеко улетят, зато масса перекидываемых ядер будет максимальной. А если он будет брать маленькие и лёгкие ядра, то и кидать он их сможет дальше, но чтобы перекинуть ту же самую массу, что и в первом случае, кидать ядра придётся долго.

С блютусом то же самое: мы можем либо быстро передавать данные на короткие расстояния, либо медленно — на более длинную дистанцию.

Версии и модификации

Самая первая версия в 1998 году умела только соединять устройства и передавать данные на скорости примерно 200 килобайт в секунду. Защиты как таковой не было, поддержки нескольких одновременных подключений — тоже.

Дальше в версиях добавляли всевозможные протоколы защиты, шифрования, коррекции сигнала и поддержку более высоких скоростей.

Самая актуальная версия на момент выхода этой статьи — 5.3. В ней добавлена устойчивость к помехам и более гибкое управление ключами шифрования. Стандартная скорость передачи данных — до 40 мегабит в секунду.

Параллельно с основным Bluetooth создаются модификации. Одна из наиболее полезных — Bluetooth LE, что означает Low Energy. Это протокол с пониженным энергопотреблением: благодаря ему передатчики могут работать годами от одной батарейки и передавать что-то другим устройствам. Пример устройств с Bluetooth LE — нагрудные пульсометры и гибридные смарт-часы.

Чем блютус отличается от вайфая

С точки зрения физики и то и другое — электромагнитные излучения. Разница в протоколах и способах обработки этого излучения.

И блютус, и вайфай работают на одной и той же частоте — 2,4 гигагерца — и используют похожие алгоритмы связи. Именно поэтому блютус или вайфай могут работать неустойчиво или отваливаться, если пользоваться одновременно обоими протоколами — они мешают друг другу и забивают один и тот же канал. Решение здесь простое — использовать более современную версию вайфая, который работает на частоте 5 гигагерц и ничему не мешает.

А ещё блютус умеет выяснить, есть ли у соседнего устройства вайфай, и если есть — может попросить его соединиться со своим устройством по более быстрому вайфаю.

Безопасность связи в Bluetooth

Хотя блютус и считается защищённым протоколом, у него есть одно слабое место — если злоумышленник во время поиска и сопряжения устройств будет подслушивать весь трафик, он сможет вычислить защитный код. А зная его, можно подключиться к любому устройству. Если вам нужно полностью безопасное блютус-соединение, нужно убедиться, что в радиусе 20 метров нет других электронных устройств. Например, выехать в лес.

Bluetooth и интернет вещей

Благодаря поддержке стандарта пониженного энергопотребления (LE), блютус стал отличным протоколом для работы интернета вещей. Его преимущество перед остальными в том, что:

• блютус — это стандартный протокол передачи данных, который может подключиться почти к любому устройству с блютусом;
• низкое энергопотребление позволяет работать передатчику несколько лет подряд, регулярно передавая небольшие пакеты данных.

Опасен ли Bluetooth для здоровья?

В целом блютус безопасен. Это неионизирующее излучение, оно имеет очень низкую степень поглощения человеческим телом и настолько низкую мощность, что учёные не могут найти связи между блютусом и какими-либо заболеваниями.

Но, как всегда в медицине, опасность не в самом излучении, а в его дозе. Не исключено, что если 30 лет сидеть в комнате, обклеенной тысячей блютус-передатчиков первого класса, то может произойти что-нибудь плохое.

Правильнее сказать так: риски, связанные с Bluetooth, для обычных людей настолько малы, что ими можно пренебречь.

Источник

Дальность действия Bluetooth: на каком расстоянии он может работать

Друзья, наши читатели очень часто задают вопрос про радиус действия Bluetooth – поэтому я решил вынести это все в отдельную статью и лично разобраться с проблемой в духе WiFiGid. Без воды и большой теории.

Но если вам вдруг захочется узнать другие подробности про работу технологии Bluettooth, ТО ЕСТЬ У НАС – ЧИТАЕМ на здоровье.

Главный миф

Издревле, когда по земле еще ходили кнопочные Сименсы, пошел миф:

Bluetooth не работает далеко – максимум 10 метров.

И вот это число напрочь у меня засело в голове. А по опросу – не только у меня. Но это миф. Миф, который все равно дает правильную рабочую цифру.

Актуальная теория

Если зайти на забугорную Википедию и глянуть статью про Bluetooth – там будет написано как раз, что радиус действия технологии КАК МИНИМУМ 10 метров, а верхнего предела нет (действительно, ведь вопрос в итоговой мощности). Теоретические выкладки:

Старые версии (даже ранее Bluetooth 4.0) – до 10 м
Начиная с Bluetooth 5.0 – до 1500 м

С порога закрою вопрос – точных замеров по номерам стандартов (1, 2, 3, 4, 4.1, 4.2, 5.0, 5.1, 5.2) в природе нет и не будет. Стандарты не регулирую дальность передачи, за то отвечают другие свойства приемника и источника – смотрите ниже.

Сразу же понимаем – это какие-то теоретические замеры, которые зависят от многих условий. Про тот же Wi-Fi эти теоретические замеры показывают, что домашние роутеры делают покрытие в радиусе около 100 метров – хотя у многих они не могут обеспечить стабильной связью и небольшую «однушку». С Блютузом здесь примерно такая же история.

Что на практике?

А на практике все как в мифе – СРЕДНИЙ радиус работы устройств в простой квартире с возможной стеной – до 10 метров. Актуально для телефонов, ноутбуков, наушников и устройств умного дома.

Специально извратился и провел тесты поддержки сигнала на своем ноутбуке, телефоне, TWS и полноразмерных наушниках во всех вариациях. Расстояние работы – примерно одно и то же. Рабочие версии Bluetooth в связях: 5.0-5.0, 5.0-4.2.

Что влияет на дальность действия?

И вот теперь мы и приехали к тому самому, что в теории дальность может быть больше километра и меньше метра (так на официальном сайте Bluetooth и сказано – ибо it depends). И на каком конкретно расстоянии будет работать Bluetooth конкретно в ваших условиях, никто не заручится. Так что здесь и предлагаю посмотреть, от чего и что зависит.

• Частота и длина волны . Отсылка к школьному курсу физики – чем выше частота, тем меньше длина волны, тем хуже волна проходит через препятствия. Рабочая частота Bluetooth – 2,4 ГГц (2400-2483,5 МГц). По своей природе эта частота не создана для передачи на сотни километров.
• Чувствительность приемника . Даже не столько речь о точной чувствительности, сколько вообще о конечном устройстве. Даже от наушников к наушникам результат может меняться.
• Мощность передатчика . Т.е. и источник сигнала может работать с разной мощностью. Зарезервированный диапазон – 0,01-100 мВт. И в зависимости от этого, нашел вот такую интересную табличку разделения по классам от мощности:

• Антенна (и усиление антенны) . Т.к. у нас портал больше для домашних пользователей, то здесь стоит понять, что в том же ноутбуке есть скрытые антенны. И периодически при непонятных обстоятельствах они отваливаются – тогда и блютуз перестает работать, и Wi-Fi начинает плохо ловить. То же самое может касаться конечных устройств, особенно TWS-наушников, где спрятать хорошую антенну физически невозможно.
• Потери в среде . В вакууме сигнал может распространяться бесконечно. Но мы живем не в вакууме. Поэтому в условиях города с обилием других устройств и стен связь будет гаситься гораздо быстрее чем в открытом поле. Поэтому в квартирах он и берет что-то около 10 метров. Причем ситуация может меняться в обед и вечером (дома или на работе соседи).

Калькулятор дальности

На официальном сайте Bluetooth есть интересный калькулятор дальности работы технологии в зависимости от указанных выше параметров. Английский, но глянуть интересно. Рекомендую и вам проверить, на каком расстоянии действует Bluetooth по версии разработчика стандарта.

КАЛЬКУЛЯТОР ДАЛЬНОСТИ РАБОТЫ BLUETOOTH

На этом буду завязывать. Очень надеюсь, что смог ответить на ваш вопросы, и вы поняли, почему «it depends» так важно здесь. Bluetooth может работать как на 1 метр, так и на 1 километр.

Источник