Стандарт Вluetooth был разработан компанией Ericsson при исследовании в области беспроводных технологий для мобильников еще в 90 годах прошлого века. Целью было заменить кабельные интерфейсы сотовых телефонов (гарнитуры и системы громкой связи, связь с компьютером).


Для этого не требовалось ни больших скоростей, ни навороченной функциональности, ни большой расстояний.
Постепенно новый интерфейс захватил практически все модели современных телефонов, не оставаясь на месте и постоянно развиваясь.
Идея Bluetooth была подхвачена и другими разработчиками. Основываясь на этой идее технология довольно быстро начала трансформироваться. Новый интерфейс уже не рассматривался как замена кабельных соединений сотовых телефонов, он стал преобразовываться в достаточно универсальный, беспроводной интерфейс персональных сетей. Использовать данный интерфейс могли любые сетевые устройства.

Версия 2.0

21 век начался широким распространением устройств с поддержкой Bluetooth.
В 2002 Институт IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) стандартизировал технологию Bluetooth (802.15.1.). Тогда же Ericsson приступила к разработки новой версии 2.0.

В ноябре 2004 года Bluetooth SIG выпускает спецификацию Bluetooth 2.0+EDR (Enhanced Data Rate). На этот раз практически не было задержки с появлением устройств, поддерживающих новый стандарт. Компании Broadcom, CSR, и RF Micro Devices производят тестирование прототипов 2.0+EDR и приступают к серийному выпуску чипов. Однако это не привело к быстрому вытеснению версий 1.х с рынка.
Первым же устройством поддерживающим новый стандарт стал а ноутбук от Apple. Bluetooth SIG ожидает перехода мобильных телефонов на поддержку нового стандарта.
А зачем вообще делать новый стандарт, тем более , что он особо никому и не нужен, а его предшественник (версия 1) по прежнему вне конкуренции. Почему разработчики надеются на рост популярности версии 2.0?
Таких оснований целых два:
- выросшие требования к скорости и удобству персональных сетей
- желание разработчиков использовать его не только в персональных сетях.
Пользователи таких сетей хотят быстро пересылать большие файлы с видео, аудио и фото, они хотят без проблем использовать беспроводную связь со множеством устройств одновременно, плюс хотят слушать стереофонический звук высокого качества через наушники и такие задачи постоянно растут. Пример - современные принтеры, способные обогнать Bluetooth-устройства, с которых данные отправляются на печать. Постоянный рост количества Bluetooth-устройств не может не вызывать из взаимного влияния, требуя увеличения размера персональных сетей. Bluetooth 1.х не готов к таким потребностям, учитывая приближение конкурирующего стандарта связи - UWB.
Да и применение Bluetooth 1.х уже вышло за пределы персональных сетей (многопользовательские, локальные сети). В этой области стандарту Bluetooth 1.х практически невозможно конкурировать с другими стандартами беспроводной связи, такими как Wi-Fi и Zigbee.

Новое в Bluetooth 2.0/EDR

Enhanced Data Rate (EDR)

Скорость передачи данных это самая больная тема для разработчиков Bluetooth. С одной стороны есть много задач, которым хватит скорости 721 Кбит/с ( версии 1.х), а с другой - есть задачи, которые требуют передачи всё больших объёмов данных.





Скорость в 2,1 Мбит/с представлена в новой версии Bluetooth, по прежнему не дотягивает даже до самых медленных беспроводных сетей, хотя ее почти достаточно для типичных мультимедийных задач.
Однако после обещанных в 2002 году 12 Мбит/с цифра 2,1 выглядит очень скромно. Тем ни менее требуется учитывать требования к энергопотреблению и стоимости, которые являются приоритетными для данного стандарта.

Отсутствие "прыгающих" частотных каналов.

В Bluetooth версий 1.х связь осуществляться по 1 из 79 частотных каналов. При помехах от других устройств, работающих в том же частотном диапазоне, каналы меняются 1600 раз в секунду. Это очень простое решение, к недостаткам данного механизма относятся более медленная связь и трудности с дальнейшим совершенствованием стандарта.
В версии 2.0 для защиты от помех используется более современный механизм.

Поддержка Multi-cast

Это передача одних и тех же данных нескольким устройствам в одно и то же время. Bluetooth 1.х осуществлял многократную передачу этих данных по очереди. Т.К. в один момент в отдельной Bluetooth-сети могло существовать только одно передающее и одно принимающее устройство. Это вызывало трудности при работах в реальном времени. Кроме того, это просто тормозит работу, т. к. каждый раз надо заново устанавливать связь с очередным устройством.

В Bluetooth 2.0 возможна одновременная отправка нескольким устройствам одних и тех же данных. Эта возможность называется "Multi-cast".

Система QoS (quality of service)

При Bluetooth для связи с несколькими устройствами одновременно, часто возникают некоторые задержки. Это можно было бы избежать, если лучше организовать потоки данных.
В Bluetooth 2.0 имеется механизм QoS (quality of service), который обеспечивает взаимодействие устройств с минимальным количеством задержек. Устройства, поддерживающие QoS, связываются между собой с целью согласовать свои потребности в немедленной передаче данных. Таким образом, без повышения реальной скорости, удаётся устранить эффект торможения, который так раздражает пользователей.

Распределённый контроль доступа к среде

Схема сети ранних версий Bluetooth очень проста. Это одно главное и от одного до семи подчинённых устройств. Данные могут передаваться только между главным ("master") и подчинённым ("slave") устройствами. При этом, главное устройство контролирует доступ устройств к среде передачи данных. Если главное устройство по какой-то причине покинет сеть, то остальная сеть не сможет функционировать.
В Bluetooth 2.0 появился новый протокол, который обеспечивает распределённый контроль за доступом к среде передачи данных, что избавляет сеть от зависимости от главного устройства. Как только главное устройство покидает сеть, его функции передаются другому устройству.
Кроме того, в Bluetooth 2.0 максимальный размер сети увеличен с 8 до 256 устройств. В версиях 1.х для увеличения сети был довольно неудобный механизм объединения простых Bluetooth-сетей ("piconet") в одну большую сеть ("scatternet"). При этом, одно и то же устройство являлось главным в одной простой сети и подчинённым в другой. В версии 2.0 всё значительно проще - от одного до 255 подчинённых устройств соединяются с одним главным.

Усиленное энергосбережение

Возросшая скорость передачи данных в Bluetooth 2.0 привела к росту потребляемой устройствами мощности. Однако, потребляемая мощность выросла не так сильно, как скорость, поэтому общий расход энергии на передачу одного и того же объёма данных заметно сократился. Для большинства задач имеет место более чем двукратный выигрыш в сбережении энергии.



Более умная организация работы с данными также повлияла на энергопотребление в сторону его сокращения. Так, например, использование одновременной передачи данных нескольким устройствам заметно экономнее, чем передача этих данных каждому устройству отдельно.

Обратная совместимость с предыдущими версиями

Спецификация Bluetooth 2.0 обеспечивает полную совместимость с предыдущими версиями. Так новое устройство может обмениваться данными со старыми. При этом, с новыми устройствами будет идти обмен данными на повышенной скорости 2,1 Мбит/с, а со старыми - на прежних 721 Кбит/с.

Будущее Bluetooth

Новую версия спецификации Bluetooth не является окончательной. Время требует регулярных обновлений, чтобы соответствовать времени.
Интересно, что скорость передачи данных больше не является для разработчиков главным направлением усилий. Больше внимания уделено совершенствованию возможностей Bluetooth в части совершенствования имеющейся скорости.
Кроме того, новых областей применения Bluetooth становится всё больше и это предъявляет более жёсткие требования к безопасности данных.

Bluetooth vs. UWB

Новый стандарт беспроводной связи, называемый Wireless USB, предназначен практически для тех же задач, что и Bluetooth. Основная слабость его заключается в том, что он пока полностью не готов, но его выпуск уже планируется. А на стороне второго – преимущества в скорости передачи данных, при идеальных условиях связи достигающая 480 Мбит/с (как у USB 2.0). Wireless USB фактически будет отличаться от USB 2.0 только отсутствием кабеля.
На стороне первого- энергоэкономичность.
Вполне вероятно, что они будут сближаться Вluetooth наращивая скорость, а Wireless USB - снижая энергопотребление. Оба стандарта чисто технически имеют много общего, поэтому помимо победы одного из них можно рассматривать и вариант создания на их основе нового стандарта связи.

Bluetooth vs. Wi-Fi

Теоретически, Bluetooth и Wi-Fi предназначены для разных задач, но развитие мобильной связи и локальных сетей навстречу друг другу вызвало появление областей, где эти стандарты успешно конкурируют.
Фактически, увеличение скорости, имеющее место в последней версии Bluetooth, позволяет ему полностью вытеснить Wi-Fi из области мобильных сетей, где он только начал появляться. В тех же областях, где Wi-Fi останется конкурентоспособным, его будет выручать прежде всего не скорость, а специфическая "заточенность" под сложные сетевые задачи, и, особенно под интернет.
Скорее всего, смартфоны и игровые консоли будущего станут использовать Wi-Fi для связи с обычными немобильными сетями и с интернетом, а Bluetooth - для связи между собой. С мечтами о едином сетевом стандарте опять придётся подождать.

Bluetooth vs. Zigbee

Область сенсорных систем - это единственная область, где энергосбережение Bluetooth не просто не дотягивает до идеала, а не выдерживает даже самых минимальных требований. Речь здесь идёт не только об экономичной передаче данных, но и о более умном использовании энергии в остальное время.
Конкурирующий стандарт Zigbee, заметно отстающий от Bluetooth по скорости, позволяет сенсорным устройствам работать от одного аккумулятора по несколько лет.
В этом противоборстве стандартов ситуация простая: если Bluetooth, как обещают его разработчики, в ближайших спецификациях обгонит Zigbee по экономности, то рынок сенсорных систем можно считать захваченным, а если нет - Zigbee будет и дальше единолично занимать эту часть рынка.