Bluetooth ( /ˈbluːtuːθ/) — технологія бездротового зв'язку, створена у 1998 році групою компаній: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba.
Нині розробки в області Bluetooth ведуться групою (), до якої входять також Lucent, Microsoft та інші компанії, чия діяльність пов'язана з мережними технологіями. Основне призначення Bluetooth — забезпечення економного (з точки зору споживаного струму) і дешевого радіозв'язку між різноманітними типами електронних пристроїв, таких як мобільні телефони та аксесуари до них, портативні та настільні комп'ютери, принтери та інші. Причому, велике значення приділяється компактності електронних компонентів, що дає можливість застосовувати Bluetooth у малогабаритних пристроях розміром з наручний годинник.
Технологія Bluetooth постійно розвивається, в нових версіях з'являються різноманітні функціональні можливості та покращення.
Походження назви Назва Bluetooth походить від прізвища середньовічного короля Данії Гаральда I Синьозубого (). Гаральд вмів посадити за стіл переговорів ворогуючі партії, домовляючись з кожною партією окремо, тому назва Bluetooth стала відповідним ім'ям для технології, що дозволяє різним пристроям спілкуватися один з одним. Використовуючи перші літери імені короля (руни (ᚼ, Гаґалаз) та (ᛒ, Беркана) у комбінації, створено й логотип технології. Ідею назви запропонував в 1997 році Jim Kardach, який розробив систему, що дозволить використовувати мобільні телефони для зв'язку з комп'ютерами. В цей час він читав історичний роман Франса Г. Бенгтссона «Рудий Орм» про вікінгів і короля Гаральда Синьозубого.
Технології Інтерфейс Bluetooth дає змогу передавати як голос (зі швидкістю 64 Кбіт/с), так і дані. Для передачі даних можуть бути використані асиметричний (721 Кбіт/с в одному напрямку і 57,6 Кбіт/с в іншому) та симетричний (432,6 Кбіт/с в обох напрямках) методи. Працюючи на частоті 2.4 ГГц, прийомопередавач (Bluetooth-chip) дає змогу встановлювати зв'язок у межах 10 або 100 метрів. Різниця у відстані, безумовно, велика, однак з'єднання в межах 10 метрів дає змогу зберегти низьке енергоспоживання, компактний розмір і досить невисоку вартість компонентів. Так, малопотужний передавач споживає всього 0.3 мА в режимі standby і в середньому 30 мА під час обміну інформацією. У стандарті Bluetooth передбачене шифрування даних, що передаються з використанням ключа ефективної довжини від 8 до 128 біт і можливістю вибору односторонньої або двосторонньої аутентифікації. Додатково до шифрування на рівні протоколу може бути використано шифрування на програмному рівні.
Технологія Bluetooth працює за принципом FHSS (). Коротко це можна пояснити так: передавач розбиває дані на пакети і передає їх за псевдовипадковим алгоритмом стрибкоподібної перебудови частоти(1600 разів в секунду), або шаблоном (pattern), складеному з 79 підчастот. «Зрозуміти» один одного можуть тільки ті пристрої, які налаштовані на один і той самий шаблон передачі — для сторонніх приладів передана інформація буде звичайним шумом. Основним структурним елементом мережі Bluetooth є так звана «пікомережа» (piconet) — сукупність від 2 до 8 пристроїв, що працюють на одному і тому ж шаблоні. У кожній пікомережі один пристрій працює як активний (master), а інші як пасивні (slave). Активний пристрій визначає шаблон, на якому працюватимуть усі пасивні пристрої його пікомережі та синхронізує її роботу. Стандарт Bluetooth передбачає з'єднання незалежних і навіть не синхронізованих між собою пікомереж (до 10) в так звану «scatternet» (). Для цього кожна пара пікомереж повинна мати як мінімум один спільний пристрій, який буде активним в одній і пасивним в іншій. Таким чином, у межах окремої scatternet з інтерфейсом Bluetooth може бути одночасно пов'язано максимум 71 пристрій, однак це не обмежує застосування пристроїв-шлюзів, які використовують протоколи Internet для подальшої комунікацій з іншими пристроями.
Частотний діапазон Bluetooth в більшості країн вільний від ліцензування, але у Франції, Іспанії та Японії через законодавчі обмеження необхідно використовувати відмінні від зазначених вище частоти.
Редакції
Bluetooth 1.0 Пристрої версій 1.0 (1998) і 1.0B мали погану сумісність між продуктами різних виробників. У 1.0 і 1.0B була обов'язковою передача адреси пристрою (BD_ADDR) на етапі встановлення зв'язку, що робило неможливою реалізацію анонімності з'єднання на протокольному рівні і було основним недоліком даної специфікації.
Bluetooth 1.1 У Bluetooth 1.1 було виправлено безліч помилок, знайдених в 1.0B, додана підтримка для не зашифрованих каналів, індикація рівня потужності сигналу (RSSI).
Bluetooth 1.2 У версії 1.2 була додана технологія адаптивної перебудови робочої частоти (AFH), що поліпшило опірність до електромагнітної інтерференції (перешкод) шляхом використання рознесених частот в послідовності перебудови. Також збільшилася швидкість передачі і додалася технологія eSCO, яка покращувала якість передачі голосу шляхом повторення пошкоджених пакетів. У HCI додалася підтримка трьох-провідного інтерфейсу UART.
Головні поліпшення включають таке: Швидке підключення і виявлення. Адаптивна перебудова частоти з розширеним спектром (AFH), яка підвищує стійкість до радіоперешкод. Вищі, ніж у 1.1, швидкості передачі даних, практично до 721 кбіт / с. Розширені Синхронні Підключення (eSCO), які покращують якість передачі голосу в аудіопотоку, даючи змогу повторно передавати пошкоджені пакети, і в разі потреби можуть збільшити затримку аудіо, щоб надати кращу підтримку для паралельної передачі даних. В Host Controller Interface (HCI) додана підтримка трипровідного інтерфейсу UART. Затверджено як стандарт IEEE Standard 802.15.1-2005. Введені режими управління потоком даних (Flow Control) і повторної передачі (Retransmission Modes) для L2CAP.
Bluetooth 2.0 + EDR Bluetooth версії 2.0 був випущений 10 листопада 2004 Має зворотну сумісність з попередніми версіями 1.x. Основним нововведенням стала підтримка Enhanced Data Rate (EDR) для прискорення передачі даних. Номінальна швидкість EDR близько 3 Мбіт / с, проте на практиці це дозволило підвищити швидкість передачі даних тільки до 2,1 Мбіт / с. Додаткова продуктивність досягається за допомогою різних радіо технологій для передачі даних. Стандартна (базова) швидкість передачі даних використовує GFSK-модуляцію радіосигналу при швидкості передачі в 1 Мбіт / с. EDR використовує поєднання модуляцій GFSK і PSK з двома варіантами, π/4-DQPSK і 8DPSK. Вони мають великі швидкості передачі даних по повітрю — 2 і 3 Мбіт / с відповідно. «Request for Comments» Серія документів IETF (стандартів, інструкцій, звітів робочих груп і т. д.), що визначають «пристрій» Internet, зокрема, стандарти TCP / IP.REQUEST FOR COMMENTS.
Bluetooth SIG видала специфікацію як «Технологія Bluetooth 2.0 + EDR», яка передбачає, що EDR є додатковою функцією. Крім EDR є й інші незначні удосконалення до 2.0 специфікації, і продукти можуть відповідати «Технології Bluetooth 2.0», не підтримуючи вищу швидкість передачі даних. Принаймні один комерційний пристрій, HTC TyTN Pocket PC, використовує «Bluetooth 2.0 без EDR» у своїх технічних специфікаціях.
Згідно з 2.0 + EDR специфікацією, EDR забезпечує такі переваги: Збільшення швидкості передачі втричі (2,1 Мбіт / с) в деяких випадках. Зменшення складності декількох одночасних підключень через додаткової смуги пропускання. Менше споживання енергії завдяки зменшенню навантаження.
Bluetooth 2.1 2007 року була додана технологія розширеного запиту характеристик пристрою (для додаткової фільтрації списку при сполученні), енергозберігаюча технологія Sniff Subrating, яка дає змогу збільшити тривалість роботи пристрою від одного заряду акумулятора в 3-10 разів. Крім того, оновлена специфікація істотно спрощує і прискорює встановлення зв'язку між двома пристроями, дає змогу проводити оновлення ключа шифрування без розриву з'єднання, а також робить вказані з'єднання захищенішими, завдяки використанню технології Near Field Communication.
Bluetooth 2.1 + EDR У серпні 2008 року Bluetooth SIG представив версію 2.1 + EDR. Нова редакція Bluetooth знижує споживання енергії вп'ятеро, підвищує рівень захисту даних і полегшує розпізнавання і з'єднання Bluetooth-пристроїв завдяки зменшенню кількості кроків за які воно виконується.
Bluetooth 3.0 Робоча група з розробки стандарту бездротової передачі даних Bluetooth 21 квітня 2009 випустила специфікацію Bluetooth 3.0. Модулі з підтримкою нової специфікації поєднуватимуть в собі дві радіосистеми.
Перша, з низьким енергоспоживанням, забезпечує передачу даних на звичайній для другої версії Bluetooth швидкості в три мегабіти в секунду. Інша, високошвидкісна і сумісна зі стандартом IEEE 802.11, забезпечує швидкості, порівнянні зі швидкістю мереж Wi-Fi. Варто відзначити, що Bluetooth 3.0 використовує стандарт 802.11 без суфікса, тобто формально не сумісний з такими специфікаціями Wi-Fi, як 802.11b/g або 802.11n. 802.11 — загальніший стандарт.
Використання тієї або іншої радіосистеми залежить від розміру передаваного файлу. Невеликі файли передаватимуться по повільному каналу, а великі — по високошвидкісному. Після закінчення передачі модуль повернеться в режим зниженого енергоспоживання.
Крім того, в Bluetooth 3.0 з'явиться можливість під назвою «розширений контроль живлення» (Enhanced Power Control). Вона дає змогу уникнути розриву з'єднання, якщо пристрій поклали в сумку або в кишеню.
Bluetooth 4.0 У грудні 2009 консорціум Bluetooth SIG анонсував стандарт Bluetooth 4.0 для електронних пристроїв. Новий стандарт призначений для передачі коротких пакетів даних обсягом по 8-27 байт зі швидкістю 1 Мбіт/с. Для порівняння, Bluetooth 3.0, розробка якого була завершена в квітні 2008, дає змогу передавати дані зі швидкістю до 24 Мбіт/с, але і призначений він для іншої сфери застосування Bluetooth 4.0 використовують в мініатюрних сенсорах, що розміщуються на тілі пацієнтів, у спортивному взутті, тренажерах тощо. Сенсори на базі нового стандарту можуть передавати різну інформацію з навколишнього світу — температуру, тиск, вологість, швидкість пересування і так далі — на різні пристрої контролю, включаючи мобільні телефони. За словами представників консорціуму, окремий стандарт був розроблений у зв'язку з тим, що Bluetooth 3.0 і ранніші версії не в змозі забезпечити необхідний низький рівень енергоспоживання.
Перший чип з одночасною підтримкою Bluetooth 4.0 і 3.0 випустив ST-Ericsson.
У липні 2010 року специфікація була затверджена Bluetooth Special Interest Group.
Bluetooth 4.1 Наприкінці 2013 року Bluetooth SIG представила специфікацію Bluetooth 4.1. В технології Bluetooth 4.1 реалізовано автоматичне відновлення з'єднання, тобто тепер пристрій може автоматично з'єднуватися зі «знайомими» Bluetooth-пристроями, які «вийшли» з радіуса дії, без запиту на дозвіл користувача. Додана повноцінна підтримка протоколу IPv6. Пристрої з Bluetooth 4.1 можуть працювати в режимі хаба (Bluetooth Hub) і периферійного пристрою одночасно, підвищуючи гнучкість застосування модулів Bluetooth.Поліпшена спільна робота Bluetooth і LTE. Передбачає захист від взаємних перешкод, шляхом автоматичного координування передачі пакетів даних, за рахунок узгодження радіомодулів між собою для зниження рівня наведень при роботі на близьких частотах.
Bluetooth 4.2 3 грудня 2014 Bluetooth Special Interest Group (SIG) представила специфікацію Bluetooth 4.2. В новій редакції збільшено швидкість прийому-передачі даних. Поліпшення конфіденційності та безпеки. Реалізовано можливість підключення до інтернету.
Bluetooth 5 Bluetooth SIG офіційно представила Bluetooth 5 16 червня 2016 року. Samsung Galaxy S8 підтримує Bluetooth 5.0.
Bluetooth 5.1 Bluetooth SIG офіційно представила Bluetooth 5.1 21 січня 2019. Від попередніх версій відрізняється тим, що у користувачів є можливість визначати місцезнаходження та напрямок з максимальною точністю.
Bluetooth 5.2 31 грудня 2019, Bluetooth SIG опублікувала специфікації версії 5.2. Нові специфікації додали нові можливості: