Bluetooth 3.0 a výše - novinky ve výrobě i vývoji

1. 9. 2010 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Možná jste si všimli, že se v několika posledních článcích na notebook.cz objevily první notebooky vybavené modulem Bluetooth 3.0. Protože technologii Bluetooth považujeme za standard už nejen u počítačů či mobilních telefonů, podíváme se, co je vlastně zač.

Přímo o technologii Bluetooth jsme na notebook.cz psali již před tolika lety (2003), že určitě nezaškodí zopakovat si pár základních údajů a k tomu přidáme hlavně novinky, ať už aktuální revizi 3.0, nebo dokonce o nedávno schválené specifikaci 4.0

Nejprve ale nakoukneme do minulosti. Prapůvod najdeme u známé společnosti Ericsson v roce 1994, kdy sama vyráběla vedle síťové techniky i vlastní mobily (později se vrhla do joint venture se Sony). A v této době začala hledat nejjednodušší univerzální propojení dvou mobilů, původně dokonce v kabelové verzi. Vývoj běžel, léta ubíhala a projekt nabyl na ambicích, které samotný Erisson nedokázal naplnit. Proto v roce 1998 vznikla skupina Bluetooth Special Interest Group (BSIG), která chtěla vytvořit univerzální standard pro Wireless Personal Area Networks (přeložme třeba jako bezdrátovou osobní síť – na rozdíl od lokální = Wi-Fi). Skupinu spoluzakládaly i firmy jako IBM, Intel, Nokia, později přibyly 3Com, Microsoft a dnes jde počet členů do tisíců.

A v ještě hlubší minulosti musíme zapátrat i po původu názvu. Modrý zub je totiž zajímavou analogií i etymologickým vtipem. Technologie totiž získala své jméno podle přízviska dávného skandinávského krále Haralda I. Blaatanda, který sjednotil území rodových náčelníků na územích dnešního Dánska a Norska a zavedl křesťanství, to vše v 10. století. Etymologicky pak přízvisko pochází ze starých germánských slov pro tmavý, snědý a král, ovšem cestou přes normanštinu a další jazyky k dnešní angličtině se smysl lehce „pozměnil“. Název byl vybrán prý podle toho, že král Harald tolik napomohl sjednocování Skandinávie – a snad i proto pracují Bluetooth v režimu Master – Slave / Master – Multi Slave :-D

První verze se objevila v roce 1999, verze 1.1 v roce 2001 a v roce s verzí 1.2 začal Bluetooth rychle dobývat svět. V roce 2004 nastupuje verze 2.0 a v roce 2007 dosud používaná verze 2.1. Technologie EDR (Enhanced Data Rate) je také k dispozici od verze 2.0 a používá se také až dosud. Aktuální úprava 3.0 byla dokončena v dubnu 2009 a chvilku trvalo, než se dostala do výroby. Její úspěšnost také nemusí být úplně nejlepší, přestože jde o zajímavou technologii, neboť vývojáři nelenili a do letošního léta již stihli vytvořit specifikaci jádra 4.0. Je tedy možné, že řada výrobců ještě chvíli počká a „trojkové“ produkty rovnou přeskočí ve prospěch „čtyřek“, to je ale pouze má spekulace a hudba budoucnosti.

Co konkrétně nabízí nová specifikace 3.0+HS a stojí za to investovat do nových produktů? Tak především, jedná se o značně přepracovanou, byť zcela zpětně kompatibilní technologii, takže dostaneme i zásadní a zcela nové benefity. Hlavním tahákem bude to, nač nejčastěji slyší i „obyčejní“ uživatelé a co představuje zkratka HS v názvu specifikace, totiž High Speed, jinak také přenosová rychlost. Ta stoupla opravdu značně oproti verzi 2.1, kde teoretické maximum bylo na 3 Mbps přenosu a 2,1 Mbps pro aplikace, na teoretických 54 Mbps „ve vzduchu“ a 24 Mbps aplikačních.

Druhou zásadní změnou je rozšíření pracovního pásma z z dosavadního pásma 2,4 GHz přidáním 5GHz pásma. Že Vám to něco připomíná? Jistě, jde o nelicencovaná pásma, které krom všech dalších možných uživatelů využívá i Wi-Fi připojení. A není to náhoda, protože protokoly pod IEEE 802.11 mohou být také využity, pokud je výrobce implementuje. V případě potřeby vysokého výkonu se tedy použijí výhody Wi-Fi, při nenáročném provozu nebo na krátkou vzdálenost (pc – mobil, mobil – headset apod.) se propojení realizuje v „klasickém“ Bluetooth módu.

Ona celková konstrukce nového Bluetooth nabyla na komplexnosti. Základ stále znamenají tzv. jádrové protokoly (Core Protokols), na které lze všechny požadované funkce převést, ovšem pochopitelně za cenu např. rychlosti, propustnosti apod. Přibylo také nativní AES 128bitové šifrování, což velice výrazně pomůže bezpečnosti provozu a zároveň jeho rychlosti. 128Bitové šifrování bylo možné použít i ve starších specifikacích, ale jen na úrovni uživatelem definované aplikace – a to vede ke zpomalení.

Ve velké části údajů můžeme v datasheetu BSIG najít poznámku "same as 2.1+EDR", což ovšem nepovažuji za nic zničujícího – Bluetooth je tak stále technologií WPAN, tedy jen krátkého dosahu (10-100 m volného prostoru podle výkonu vysílače, s překážkami (zdi, lidské tělo apod.) se vzdálenost krátí. Totéž platí o topologii sítě, počtu připojených Slave zařízení (7), latenci či rychlosti navázání spojení Master - Slave nebo vytvoření pikosítě v režimu Multi Slave.

Jak jsem již uvedl v počáteční části článku, je po teoretické stránce dokončena i specifikace 4.0. Zřejmě jí ještě nebudeme moci nějakou dobu potkat v praxi, ale několik základních slov si k ní řekneme.

Předně, „čtyřkový“ standard se vydal zcela jinou cestou než jeho předchůdci. Co se týče výkonu, zůstane prakticky stejný jako u verze 3.0. Přidává zcela jiné schopnosti, které mají Bluetooth poslat do netušených způsobů nasazení, jde totiž o spotřebu energie. Maximální šetrnost v odběru energie a také další miniaturizace mají vést k tomu, že Bluetooth (pochopitelně nikoli při nejvyšším výkonu) dokáže smysluplně fungovat i na malé knoflíkové baterie (coin-cell batteries). Zařízení (Bluetooth čipy) by také měly být podstatně menší, levnější a mít zvýšenou dostupnost. S nasazením těchto zařízení se počítá třeba v medicíně, zabezpečování, ale i sportu apod. Vlastně by mohly z části i nahrazovat dnešní dálkově čitelné čipy, ovšem díky aktivní technologii (Bluetooth musí být zapnuté) s menšími bezpečnostními riziky jako je třeba neautorizovaný přístup k datům na čipu, sledování a sběr dat o uživateli.. jistě vás napadnou i nějaká další upotřebení.

Dá se říci, že Bluetooth má před sebou zajímavou a nadějnou budoucnost a díky jednoduchému interface, které zvládnou i malé děti (víte, že přes Bluetooth se dá prima napovídat ve škole při písemkách?)se s ním dost pravděpodobně budeme setkávat sále častěji.