Блютуз 4 0

Спецификации Bluetooth

Спецификации Bluetooth определяют технологические блоки всех Bluetooth устройств, которые разработчики используют для создания совместимых устройств, составляющих процветающую экосистему Bluetooth. Спецификации Bluetooth контролируются Группой специальных интересов Bluetooth SIG и регулярно обновляются и дополняются рабочими группами Bluetooth SIG для удовлетворения растущих технологий и потребностей рынка.

Основные спецификации Bluetooth Core

Самые последние, принятые основные спецификации Bluetooth Core определяют технологические блоки, которые разработчики используют для создания совместимых устройств, которые составляют экосистему Bluetooth. Спецификация Bluetooth контролируется Группой специальных интересов Bluetooth SIG и регулярно обновляется и дополняется рабочими группами Bluetooth SIG для удовлетворения растущих технологий и потребностей рынка.

Сетевые спецификации

Спецификации сетей Bluetooth объединяют недавно принятые спецификации сети Mesh (Mesh Profile, Mesh Model и Mesh Device Properties) и определяют требования, позволяющие обеспечить совместимые многоячеечные (m: m) сетевые решения для беспроводной технологии Bluetooth Low Energy (LE). Такие решения идеально подходят для крупномасштабных сетей устройств для автоматизации зданий, сетей датчиков, отслеживания активов и других сетей, в которых несколько устройств должны надежно и быстро связываться и взаимодействовать.

Профиль сети определяет фундаментальные требования, позволяющие реализовать интегрированное сетевое решение для беспроводной технологии Bluetooth LE. Mesh Model представляет модели, используемые для определения базовой функциональности узлов в сетчатой сети. Mesh Device Properties определяют свойства устройства, необходимые для спецификации модели Mesh.

Традиционные характеристики профиля

Профили позволяют Блютуз устройствам взаимодействовать с другими устройствами Блютуз. Самые современные, принятые традиционные спецификации профиля определяют возможные приложения и общие типы поведения, которые устройства с поддержкой Bluetooth используют для связи друг с другом. Профили основываются на стандарте Bluetooth, чтобы четко определить, какие данные передаются модулем Bluetooth. Приложение устройства определяет, какие профили следует поддерживать, от функций громкой связи до датчиков сердечного ритма и т.п.

Для совместимости двух устройств Bluetooth они должны поддерживать одни и те же профили. И хотя профили обычно описывают одно и то же поведение в случае использования, они различны для реализации Bluetooth BR / EDR и Bluetooth Low Energy (LE). Для совместимости между реализациями Bluetooth BR / EDR и Bluetooth LE требуется двухрежимный контроллер, по крайней мере, один. Для BR / EDR широкий диапазон принятых профилей Bluetooth описывает множество различных, обычно используемых типов приложений или случаев использования для устройств. Для Bluetooth LE разработчики могут использовать полный набор принятых профилей, или они могут использовать Generic Attribute Profile (GATT) для создания новых профилей. Эта гибкость помогает поддерживать инновационные приложения, поддерживающие совместимость с другими устройствами Bluetooth.

Профили Bluetooth обычно содержат информацию, такую как: зависимости от других профилей, предлагаемые форматы пользовательского интерфейса и другие. Для BR / EDR в профиле будут также указаны конкретные параметры и параметры на каждом уровне стека протоколов Bluetooth, используемых для выполнения его задачи.

Спецификации протокола

Самые последние, принятые спецификации протокола, включают следующие протоколы: передачи A/V (AVDTP), сетевой инкапсуляции Bluetooth (BNEP), совместимости с IrDA (IrDA), многоканальной адаптации (MCAP), Control Transport A/V (AVCTP) и RFCOMM. Данный набор спецификаций содержит протоколы, которые определяют связь между устройствами в беспроводных сетях Bluetooth.

Технические характеристики GATT

Общие атрибуты GATT — это совокупности характеристик и отношений с другими службами, которые определяют поведение устройства. Общие атрибуты (GATT) определяют иерархически инкапсулированную структуру данных, которая передается подключенным устройствам с низкой энергией (LE) Bluetooth. Технические характеристики также включают иерархию сервисов, характеристики и атрибуты, используемые на сервере атрибутов.

Верхний уровень иерархии — это профиль, который состоит из одной или нескольких служб, необходимых для выполнения прецедента. Услуга состоит из характеристик или ссылок на другие службы. Характеристика состоит из типа (представленного UUID), значения, набора свойств, указывающих операции, поддерживаемые характеристиками, и набора разрешений, относящихся к безопасности. Он также может включать один или несколько описателей — метаданные или флаги конфигурации, относящиеся к характеристике владения. GATT группирует эти службы в структуру, которая определяет процедуры и форматы услуг и их характеристики, включая обнаружение, чтение, запись, уведомление и индикацию характеристик, а также настройку трансляции характеристик.

GATT построен поверх протокола атрибутов ATT, который регламентирует, как два устройства Bluetooth Low Energy отправляют и получают стандартные сообщения. GATT не используется в реализациях Bluetooth BR / EDR, в которых используются только принятые профили. Процедуры профилей общих атрибутов определяют стандартные способы обнаружения служб, характеристик и их дескрипторов, а затем используются для передачи данных Bluetooth Low Energy устройствам. Профиль GATT описывает особенности использования, роли и общее поведение, основанное на функциональности GATT. Атрибуты GATT обеспечивают использование инноваций, сохраняя при этом полную совместимость с устаревшими устройствами Bluetooth.

Сообщения об устранении ошибок Bluetooth — Errata Service Releases

Разработчиками используются сообщения об устранении ошибок — Errata Service Releases. ESR — это документы, в которых перечислены ошибки и исправления для каждой спецификации Bluetooth с момента последней спецификации. Errata Service Releases содержат список ошибок и исправления спецификаций Bluetooth, включая спецификацию ядра, спецификации профиля и технические характеристики.

В документе ESR содержатся исправления, поскольку последняя спецификация была принята в последний раз. Служебные сообщения об ошибках рассматриваются рабочими группами Bluetooth SIG, одобренными Советом по архитектурному обзору Bluetooth и принятыми Советом директоров. Для обеспечения совместимости устройств членам рекомендуется внедрять эти принятые ошибки. Ошибки, содержащиеся в ESR, могут быть выборочно реализованы, за исключением случаев, когда явно указывается зависимость между ошибками.

Рекомендуем на странице http://bluetooth.ru.com/download без регистрации и SMS для установки беспроводного соединения, добавления устройств, синхронизации, передачи данных, организации локальной Блютуз-сети.

Bluetooth — обмен данными на небольших расстояниях

Еще не так давно, для того, чтобы загрузить в телефон новую мелодию, картинку или игру, необходимо было воспользоваться кабелем. В некоторых случаях это был весьма специфичный кабель, который не подходил к другой модели от этой же фирмы. Конечно, можно было воспользоваться услугами инфракрасного порта, но это было медленно и неудобно.

Все изменилось с появлением протокола Bluetooth, предназначенным для обмена данными на небольших расстояниях — обмен информацией с ним стал и проще и быстрей.

Работы по созданию протокола еще в 1994 году начала компания Ericsson, как альтернативу проводам. Спецификация Bluetooth была разработана основанной в 1998 году группой Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), в которую вошли компании Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia.

Протокол Bluetooth основан на использовании радиоволн в диапазоне, не требующем получения разрешений (применяется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях). В нем применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS), который прост в реализации и обеспечивает устойчивость к помехам — несущая частота сигнала меняется 1600 раз в секунду, а последовательность переключения между частотами для каждого соединения является случайной и известна только передатчику и приёмнику. Каждые 625 микросекунд приемник и передатчик одновременно перестраиваются с одной несущей частоты на другую, так что, если рядом работает другая пара приёмник-передатчик, они не мешают друг другу.

В характеристиках разнообразных мобильных телефонов мы часто встречаем пункт с указанием версии Bluetooth и, хотя большинство из нас знает что это такое и «с чем его едят», немногие знают, чем эти протоколы различаются на практике.

Bluetooth 1.0

Первая версия протокола, как уже упоминалось выше, появилась еще в 1998 году. Чуть позже вышла версия 1.0B, но они имели плохую совместимость между продуктами различных производителей. В 1.0 и 1.0B на этапе установления связи была обязательной передача адреса устройства, что делало невозможной реализацию анонимности соединения на протокольном уровне и было основным недостатком данной спецификации.

В настоящее время она считается устаревшей и ни одно из выпускаемых устройств эту версию не использует.

Bluetooth 1.1

Версия Bluetooth 1.1 стала работой над ошибками обнаруженными в 1.0B. Помимо этого была добавлена поддержка для нешифрованных каналов и индикация уровня мощности принимаемого сигнала.

Bluetooth 1.2

Данная версия протокола используется в устройствах до сих пор. В версии 1.2 разработчики добавили поддержку технологии подстраиваемой перестройки рабочей частоты, что улучшило сопротивляемость к помехам, увеличилась скорость передачи. Так же добавилась технология улучшения качества передачи голоса с помощью повторения повреждённых пакетов (eSCO).

Особенностью Bluetooth 1.2 является увеличенная скорость передачи данных, включая речь, файлы и сервисную информацию, возможность быстрого спаривания и анонимность устройств в сети

Главные улучшения включают следующее:

  • Быстрое подключение и обнаружение.
  • Адаптивная перестройка частоты с расширенным спектром (AFH),
  • Более высокие скорости передачи данных (до 721 кбит/с)
  • Расширенные Синхронные Подключения (eSCO), которые улучшают качество передачи голоса в аудиопотоке
  • В Host Controller Interface (HCI) добавлена поддержка трёхпроводного интерфейса UART.
  • Утверждён как стандарт IEEE Standard 802.15.1-2005.
  • Режимы управления потоком данных (Flow Control) и повторной передачи (Retransmission Modes) для L2CAP.

Bluetooth 2.0 + EDR

10 ноября 2004 г. вышел Bluetooth версии 2.0. Протокол имеет обратную совместимость с предыдущими версиями 1.x. Основное нововведение в этой версии — еще большее ускорение передачи данных благодаря технологии EDR (Enhanced Data Rate).

Теоретическая скорость EDR около 3 Мбит/с, но на практике ее применение позволило повысить скорость передачи данных только до 2,1 Мбит/с.

Bluetooth SIG опубликовала спецификацию как «Технология Bluetooth 2.0 + EDR», подразумевая, что EDR является дополнительной функцией, которую производители могут использовать по своему усмотрению — известно, что в коммуникаторе HTC TyTN Pocket PC версия Bluetooth 2.0 была без EDR.

Согласно 2.0 + EDR спецификации, EDR обеспечивала:

  • Увеличение скорости передачи до 3 раз (2,1 Мбит/с).
  • Уменьшала сложности нескольких одновременных подключений из-за дополнительной полосы пропускания.
  • Обеспечивала более низкое потребление энергии за счет уменьшения нагрузки.

Bluetooth 2.1 + EDR

Версия 2.1+EDR была представлена в августе 2008 года и до сих пор остается самой распространенной версией стандарта. С данным стандартом совместимы практически все устройства, включая навигаторы, беспроводные мыши, гарнитуры и другую периферию. Такой успех стал возможен за счет того, что в протоколе удалось добиться значительного снижения энергопотребления — в пять раз. Кроме того, версия Bluetooth 2.1 повышает уровень защиты данных и облегчает распознавание и соединение Bluetooth-устройств благодаря уменьшению количества шагов за которые оно выполняется, вплоть до того, поддерживает спаривание при помощи простого нажатия кнопки без ввода пароля.

Bluetooth 3.0 + HS

Спецификация 3.0+HS была принята Bluetooth SIG 21 апреля 2009 года и стала настоящим скоростным прорывом — теоретически она поддерживает скорость передачи данных до 24 Мбит/с. Для достижения подобных скоростей было получено за счет применения двух модулей: обычного Bluetooth 2.0 и дополнительного модуля, работающего по протоколу 802.11 со скоростью до 24 Мбит/с (аналогично Wi-Fi). Выбор модуля для передачи данных зависит от размера передаваемого файла — небольшие файлы передаются по медленному каналу, а большие — по высокоскоростному.

Недостатками протокола является то, что У Bluetooth 3.0 + HS нет совместимости с Wi-Fi, так как используется общий стандарт 802.11 (без суффикса), несовместимый со спецификациями Wi-Fi 802.11b/g или 802.11n, а так же, повышенное энергопотребление при передаче больших файлов.

Bluetooth 4.0

Спецификация Bluetooth 4.0 была утверждена 30 июня 2010г и предназначалась для устранения главного недостатка технологии HS – относительно высокого энергопотребления.

Bluetooth 4.0 обеспечивает скорость передачи данных 1 Мбит/с при размере пакета данных 8—27 байт, совместимые устройства смогут устанавливать соединение менее чем за 5 миллисекунд и поддерживать его на расстоянии до 100 м, а необходимый уровень безопасности обеспечивает 128-битное AES-шифрование.

Bluetooth 4.0 включает в себя следующие протоколы:

  • Классический Bluetooth (состоит из протоколов предыдущих спецификаций Bluetooth)
  • Высокоскоростной Bluetooth (основан на Wi-Fi)
  • Bluetooth с низким энергопотреблением — достигается за счёт использования специального алгоритма работы. Алгоритм написан так, что передатчик включается только на время отправки данных. Таким образом обеспечивается возможность работы в течение нескольких лет от одной батарейки типа CR2032.

Прежде всего, Bluetooth 4.0 предназначен для миниатюрных электронных датчиков, использующихся в тренажёрах, медицинских сенсорах, сенсорах температуры, давления, влажности, скорости передвижения и т.д., но помимо этого, может использоваться в мобильных телефонах, смартфонах, ПК и т.п.

Первый чип с поддержкой Bluetooth 3.0 и Bluetooth 4.0 был выпущен компанией ST-Ericsson в конце 2009 года.

Подведем итоги

Профиль Bluetooth — это набор функций, основанных на протоколах Bluetooth. Каждое конкретное устройство может использовать свой набор профилей — то есть, если мобильный телефон поддерживает только профиль устройства handsfree, а гарнитура — только профиль гарнитуры, их взаимодействие невозможно.

В Bluetooth существует множество профилей. Вот лишь основные из них:

  • последовательного порта (Serial Port Profile — SPP)
  • коммутируемого доступа (dial-up networking)
  • гарнитуры
  • устройства hands-free
  • подключения к ЛВС
  • факса
  • передачи файла
  • синхронизации

Уделять внимание версии Bluetooth нужно только тогда, когда устройство способно реализовать все свои функции исключительно с данным протоколом. Если приобретаемый гаджет требует поддержки Bluetooth 4.0, он либо не сможет реализовать всю полноту своего функционала с предыдущими версиями, либо не «заведется вовсе».