Hoe werkt Bluetooth eigenlijk?

Sinds Bluetooth voor het eerst officieel werd uitgebracht in 1999, is het een onmisbaar onderdeel van het dagelijks leven geworden. Tegenwoordig vind je een versie van Bluetooth in smartphones, smartwatches, draadloze speakers en draagbare gadgets.

Maar ondanks zijn populariteit weten veel mensen nog steeds niet hoe Bluetooth werkt. Dus van signaalfrequentie en achtergrondinterferentie tot codecs, bereik en ontwikkelingen, hier is hoe Bluetooth echt werkt.

Wat is Bluetooth?

Voordat we ingaan op de essentie van hoe Bluetooth-technologie werkt en hoe nieuwe versies sterker en beter zijn dan de vorige, is het belangrijk om te begrijpen wat Bluetooth is.

Bluetooth is een radiotransmissietechnologie met een klein bereik en een laag vermogen. Het bestaat uit niet-ioniserende elektromagnetische golven in het radiobereik tussen 2,402 GHz en 2,48 GHz. Wezen aan de onderkant van het bereik zorgt ervoor dat Bluetooth energiezuinig is in vergelijking met andere radiotransmissie apparaten. Daarom is het eenvoudig te implementeren in kleine gadgets en smartphones zonder je al te veel zorgen te maken over de levensduur van de batterij.

Bluetooth kan zonder fysiek medium door open ruimtes en door sommige barrières reizen. Hoe ver een bepaald Bluetooth-signaal kan reizen, hangt voornamelijk af van de sterkte ervan en of er zijn barrières dik genoeg of gemaakt van materialen die het signaal verder vervormen en verslechteren? erkenning.

Hoe werkt Bluetooth?

Het Bluetooth-signaal dat je telefoon naar je headset stuurt, wordt eerst softwarematig voorafgegaan. Uw gegevens - foto's, audio, enzovoort - kunnen niet worden verzonden zoals het is via Bluetooth. Het gaat eerst door een compressie-algoritme, een codec genaamd, dat gegevens omzet in individuele pakketten.

Codecs, zoals aptX, AAC, SBC en LDAC, moeten overeenkomen tussen de zender en de ontvanger. Verschillend codecs zijn optimaal voor verschillende gegevenstypen, en ze beïnvloeden factoren zoals stroomverbruik, overdrachtssnelheid, gegevenskwaliteit en verbindingsbereik.

Er zijn 79 aangewezen Bluetooth-kanalen en alle aangesloten apparaten moeten worden afgestemd op hetzelfde frequentiekanaal met een bandbreedte van 1 megahertz (MHz). In die zin zijn Bluetooth-kanalen vergelijkbaar met de Wi-Fi-kanalen die je op je router vindt.

Wanneer twee Bluetooth-aangedreven apparaten in de buurt zijn, kunnen ze verbinding maken en communiceren met behulp van kleine computerchips die erin zijn ingebouwd. Dit is de hardware die verantwoordelijk is voor het uitzenden en ontvangen van de Bluetooth-radiogolven.

Signaalbereik en Bluetooth-klassen

Over het algemeen geldt: hoe lager de frequentie, hoe groter het bereik. Maar laagfrequente signalen dragen aanzienlijk minder gegevens dan hun hoogfrequente tegenhangers. Bluetooth is stroomafhankelijk.

Als u bereid bent voldoende energie te besteden, kunt u een hoogfrequent, gegevensrijk Bluetooth-signaal over een langere afstand verzenden. In feite is het vinden van de balans tussen stroomverbruik, kwaliteit en bereik hoe een nieuwe versie van Bluetooth ontstaat.

• Klasse 1 Bluetooth zendt bij 100 milliwatt (mW) over 328 voet
• Klasse 2 Bluetooth zendt op 2,5 mW over 33 voet
• Klasse 3 Bluetooth verzendt een signaal van slechts 1 mW met een bereik van minder dan 30 voet.

Ter referentie: de meest recente Bluetooth-hoofdtelefoons, -headsets en -telefoons zijn van klasse 2 Bluetooth, terwijl sommige van klasse 3 zijn. Wat betreft Klasse 1 Bluetooth, de mogelijkheden voor een groot bereik vereisen veel energie die doorgaans een externe voedingsbron vereist, niet alleen een draagbare batterij. U vindt Bluetooth-apparaten van klasse 1 in industriële implementaties zoals IoT-apparaten en toepassingen in een fabriek of assemblagelijn.

Achtergrondinterferentie

Je hebt misschien gemerkt dat het lopen door een drukke straat of het nemen van een drukke metro leidt tot ruis in je draadloze hoofdtelefoon. Dit komt door de 79 aangewezen Bluetooth-kanalen die hierboven zijn genoemd.

Als u op school, in de bibliotheek of op kantoor bent met u en iedereen die Bluetooth-apparaten gebruikt met een bereik van ongeveer 10 meter, dan zijn 79 kanalen meestal voldoende. Maar wanneer tientallen apparaten strijden om een ​​beperkte ruimte, gaan signalen interfereren.

Hoewel je geen toegang hebt tot het Bluetooth-signaal van iemand anders (zelfs als je je apparaat afstemt op hetzelfde kanaal, is Bluetooth gecodeerd), zal het toch botsen met je signaal en het verslechteren. Kwetsbaarheid is een andere reden waarom Bluetooth alleen wordt gebruikt voor communicatie over korte afstanden. Het is gemakkelijker om een ​​omgeving van 30 tot 100 voet te besturen in plaats van lange afstanden in de mijlen.

Andere factoren die Bluetooth-signalen verstoren zijn onder meer:

• Fysieke belemmeringen: Metaal, gips, beton en zelfs vochtigheid hebben het meeste effect op de Bluetooth-kwaliteit, met materialen als hout, glas en plastic onderaan de lijst.
• Ontvanger gevoeligheid: Afstand verslechtert het signaal. Als de ontvanger niet gevoelig genoeg is, kan deze deze mogelijk niet goed ontvangen en decoderen.
• Zendvermogen:: Hoe zwakker het basisvermogen van het signaal, hoe zwakker het over afstand en door barrières zal zijn.

Bluetooth-versies

De Bluetooth-technologie die we nu gebruiken, is niet dezelfde die er was in de vroege jaren 2000. Hoewel het nog steeds dezelfde principes volgt, kunnen nieuwere Bluetooth-versies meer doen voor minder. Er veranderen drie dingen met de ontwikkeling van Bluetooth: stroomverbruik, bereik en snelheid van gegevensoverdracht (wat van invloed is op) audio latentie).

Bluetooth 1.0 was energie-intensief, maar had slechts een bereik van 33 voet en een maximale snelheid van 1 Mbps. Hoewel Bluetooth 2.0 gegevens kan overbrengen met 3 Mbps, is het niet te vergelijken met de sprong in prestaties van Bluetooth 3.0 met 24 Mbps. Maar het gebruik van de 802.11 Protocol Adaption Layer kost veel energie van Bluetooth 3.0-apparaten.

Bluetooth 1.0 tot 3.0 zijn tegenwoordig echter veel moeilijker te vinden in commerciële apparaten. Ze zijn vervangen door Bluetooth 4.0 en Bluetooth 5.0. Beide standaarden zijn functioneel als Bluetooth Low Energy, met een bereik van 800 voet en een snelheid die niet onder de 2 Mbps komt.

Waarom u moet leren hoe Bluetooth werkt

Bluetooth is vergelijkbaar met wifi, GPS en zendmastentechnologieën. Het wordt in bijna elk modern apparaat gebruikt en je hebt een basisniveau van ingetogenheid nodig om ermee te werken.

Als u het verschil kent tussen Bluetooth-versies en de verschillende transmissiecodecs, kunt u apparaten kiezen met de specificaties die u nodig hebt. Er is bijvoorbeeld geen energie-intensieve, lange afstand Bluetooth nodig in een draadloos toetsenbord, maar die functies zijn veel belangrijker met draadloze hoofdtelefoons waarmee u zich gaat verplaatsen.

Hoe werkt Bluetooth? Maakt het gebruik van mijn data-abonnement?

Bluetooth verbindt je apparaten, maar gebruikt het je wifi of mobiele data?

Lees volgende

Over de auteur