Bluetooth: traadita side lühikestel vahemaadel, standardid ja kasutus

Bluetooth: traadita side lühikestel vahemaadel — standardid, kiirused ja praktiline kasutus (kõrvaklapid, hiir, klaviatuur, printer) turvaliselt 2,4 GHz alal.

Bluetooth on protokoll traadita sidepidamiseks lühikeste vahemaade vahel. See töötati välja 1990ndatel aastatel, et vähendada kaablite arvu. Sellised seadmed nagu mobiiltelefonid, sülearvutid, arvutid, printerid, digikaamerad ja videomängukonsoolid saavad omavahel ühendust luua ja teavet vahetada. See toimub raadiolainete abil. Seda saab teha turvaliselt. Bluetoothi kasutatakse ainult suhteliselt lühikeste vahemaade puhul, näiteks mõne meetri ulatuses.

On olemas erinevad standardid. Andmesidekiirused on erinevad. Praegu on need 1-3 MBit sekundis. Tüüpilised Bluetoothi rakendused on kõrvaklappide ühendamine mobiiltelefoniga või arvutihiire, klaviatuuri või printeri ühendamine.

Bluetooth-seadmed kasutavad ISM-sagedusala umbes 2,4 GHz. Seda saab kasutada kogu maailmas, ilma et oleks vaja maksta litsentsitasusid, kuid seda kasutavad ka paljud teised seadmed, nagu DECT-telefonid (traadita telefonid), RFID-ga varustatud nutikaid märgiseid ja beebitelefone. Bluetooth kasutab samu sagedusalasid kui mõned WLANid, kuid modulatsioonitehnika on erinev. Bluetooth kasutab sagedushüppespektrit.

Kuidas Bluetooth töötab

Bluetooth loob traadita sideme seadmete vahel, kasutades 2,4 GHz ISM‑sagedusala ja sagedushüppeid (frequency hopping), et vähendada häireid ja suurendada kanali usaldusväärsust. Seadmed moodustavad lühiajalisi võrke ehk piko‑võrke (piconets), kus üks seade toimib master‑seadmena ja teised seadmed (up to 7 aktiivset) on slave‑rollis. Mitmest piko‑võrgust võib moodustuda ka suuremaid ühendusi (scatternet).

Versioonid, profiilid ja kiirused

• Bluetooth Classic (BR/EDR) — traditsiooniline Bluetooth, kasutatav kõrge andmeedastuse ja audio‑rakenduste jaoks. EDR‑parendus (Enhanced Data Rate) võimaldab kuni ligikaudu 3 Mbit/s ülekanne.
• Bluetooth Low Energy (BLE) — loodud madala energiatarbega seadmetele (näiteks andurid, puldid, beacons). BLE keskendub väikeste andmepakkide tõhusale edastamisele ja pikale aku tööeale; uuemad BLE‑versioonid toetavad kuni 2 Mbit/s PHY ja lisafunktsioone (nt LE Audio, suured reklaamikandjad).
• Profiilid — Bluetoothis on defineeritud mitu profiili (A2DP, HFP, HID, GATT, SPP jpt), mis kirjeldavad, kuidas konkreetsed rakendused (audio, kõne, klaviatuur, sensorid) andmeid vahetavad ja tööd teevad.

Vahemaad ja võimsusklassid

Bluetoothi ulatus sõltub seadme võimsusest ja antennist. Tavaliselt jagatakse seadmed klassidesse:

• Class 1: kuni ~100 m (võimsus kuni 100 mW) — tööstuslik või pikema ulatusega seadmed;
• Class 2: ~10 m (võimsus umbes 2,5 mW) — enamik mobiiltelefone ja tarbeelektroonikat;
• Class 3: ~1 m (madalaim võimsus) — väga lühikese vahemaa seadmed.

Turvalisus ja sidumise (pairing) meetodid

Bluetooth toetab autentimist ja krüptimist: seadmete sidumisel (pairing) luuakse usalduslik suhe ja võti edasisele krüpteeritud suhtlusele. Uuemad standardid kasutavad turvalisemat sidumist (Secure Simple Pairing ja LE Secure Connections). Turvalisusega on seoses järgmised põhimõtted:

• Ära kasuta avalikku või avatud sidumist tundlike andmete edastamiseks;
• hoia seadmete tarkvara ajakohasena (parandused turvaaukude vastu);
• piira nähtavust („discoverable” režiimi) ainult sidumise ajaks;
• kasuta tugevat sidumise meetodit (näiteks PIN‑kood, kinnituskood või automaatne turvaline ühendus), eriti kui seadmed vahetavad isikuandmeid.

Kasutusvaldkonnad

Bluetoothi kasutatakse laialdaselt:

• audio‑seadmetes (juhtmevabad kõrvaklapid, kõlarid) — A2DP, LE Audio (LC3 koodek);
• kõnede juhtimiseks (HFP);
• sisendseadmetes (HID) — klaviatuurid, hiired;
• failiedastus ja seadmete haldus (OBEX, SPP, GATT);
• nutikodu ja IoT‑sensorites — BLE‑põhised andurid ja kaugloetavad seadmed;
• asukoha‑/turunduslahendused — beakonid (iBeacon, Eddystone) ja sildistamine.

Koeksisteerimine ja piirangud

Kuna Bluetooth töötab 2,4 GHz ISM‑bändis, võib esineda häireid Wi‑Fi (eriti 2,4 GHz), mikrolaineahjude ja muude seadmetega. Bluetoothi sagedushüppe tehnika aitab häireid vähendada, kuid kõrge koormuse või paljude lähiseadmete korral võib läbi- ja latentsus suureneda. Mõned soovitused häirete vähendamiseks:

• kasuta 5 GHz Wi‑Fi võrku, kui saadaval;
• hoia Bluetooth‑seadmed ja Wi‑Fi ruuterid veidi eraldi;
• vähenda samaaegsete raadiosageduslike ülesannete arvu samas ruumis.

Praktilised näpunäited

• Hoia seadet nähtamatuna, kui sa ei soovi, et teised seadmed selle leiaksid.
• Lülita Bluetooth välja, kui sa seda ei kasuta — säästab akut ja vähendab ründevektorit.
• kasuta parooli või kinnituskoodi sidumisel ning kontrolli sidumistaotlusi enne kinnitamist.
• uuenda seadme püsivara (firmware) turvaparanduste saamiseks.

Bluetoothi standard areneb pidevalt: uuemad versioonid toovad parema andmeedastuse, pikema tööaja, täpsema asukohapõhise funktsionaalsuse ja paremad turva‑ ning audiovõimalused. See teeb Bluetoothist jätkuvalt paindliku lahenduse lühima vahemaa traadita sideks mitmesugustes tarbe- ja tööstuslikes rakendustes.

Bluetoothi ja traadita LANi võrdlemine

Tänapäeval on palju olukordi, kus saab kasutada kas Bluetoothi või traadita kohtvõrke. Näidetena võib tuua võrgu loomise, printimise või failide ja andmete edastamise PDAst arvutisse. Mõlemad on litsentseerimata traadita tehnoloogia versioonid. WLAN suudab ületada suuremaid vahemaid ja pakub suuremat läbilaskevõimet. Bluetooth ei nõua kallist riistvara. Samuti vajab see tööks vähem energiat. ^[]

Mõlemad kasutavad sama raadiosagedusala, kuid nende modulatsioonitehnika on erinev. Mõlemad on välja töötatud kaablite asendamiseks. Bluetoothi eesmärk oli vabaneda perifeerseadmete kaablitest, WLANi eesmärk oli vabaneda LANi loomiseks vajalikest kaablitest. ^[]

Bluetooth-seadmed

Bluetooth on olemas paljudes toodetes, näiteks telefonides, Wii-s või PlayStation 3-s. Hiljuti on see sisse ehitatud ka mõnedesse elektroonilistesse kelladesse, modemitesse ja kõrvaklappidesse. See tehnoloogia on kasulik teabe edastamisel kahe või enama seadme vahel, mis asuvad üksteise lähedal ja mille ribalaius on väike. Bluetoothi kasutatakse tavaliselt heliandmete edastamiseks telefonidega (nt Bluetooth-peakomplektiga) või baidiandmete edastamiseks pihuarvutitega (failide edastamine).

Bluetooth kasutab protokolle, mis võimaldavad hõlpsasti tuvastada lähedalasuvaid seadmeid ja luua nende seadmete vahel ühenduse. Bluetooth-seadmed võivad reklaamida kõiki pakutavaid teenuseid. Teenuste kasutamine muutub lihtsamaks; suur osa turvalisuse, võrgustiku või lubade seadistamisest toimub automaatselt.

Traadita kohtvõrk

WLAN on rohkem nagu traditsioonilised kohtvõrgud. Võrgu loomiseks ja selleks, et teised võrguseadmed saaksid ressursse kasutada, on vaja rohkem seadistusi. WLAN-seadmed tarbivad ka rohkem energiat kui Bluetooth-seadmed. Mõnikord nimetatakse WLAN-i ka traadita Ethernetiks. WLAN vajab seadistamiseks rohkem ressursse, kuid pakub ka kiiremat ülekandekiirust. Ka turvalisus on parem kui Bluetoothi pakutav.

Bluetooth-USB-dongle 100 m raadiusega.

Küsimused ja vastused

K: Mis on Bluetooth?

K: Kui kaugele võib Bluetooth-signaal jõuda?

K: Millised on mõned tüüpilised Bluetoothi rakendused?

K: Millist sagedusala Bluetooth kasutab?

K: Kuidas on see võrreldav WLANiga?

K: Kas on ka teisi seadmeid, mis kasutavad seda sagedusala?

K: Millised andmeedastuskiirused on praegu Bluetoothi puhul saadaval?

Otsing