Cách hoạt động của Bluetooth

Khi thế giới của chúng ta ngày càng phát triển kết nối, chúng tôi đã áp dụng nhiều công nghệ để giúp chúng tôi giữ liên lạc với bạn bè và gia đình của mình. Một trong những công nghệ phổ biến nhất là Bluetooth, có thể được tìm thấy trong nhiều thiết bị chúng ta sử dụng hàng ngày. Công nghệ không dây kết nối chuột và bàn phím với máy tính của chúng ta. Nó kết nối điện thoại của chúng tôi với ô tô của chúng tôi để bắt kịp các podcast mới nhất trong các chuyến đi buổi sáng của chúng tôi và nó kết nối đồng hồ thông minh và thiết bị theo dõi hoạt động với điện thoại thông minh của chúng tôi.

Khi hai thiết bị bất kỳ cần giao tiếp với nhau, chúng phải thống nhất một số điểm trước khi cuộc trò chuyện có thể bắt đầu. Điểm thỏa thuận đầu tiên là về mặt vật lý: Họ sẽ nói chuyện qua dây, hay tín hiệu không dây? Nếu họ sử dụng dây, thì cần bao nhiêu cái - một, hai, tám hoặc 25? Khi các thuộc tính vật lý được quyết định, một số câu hỏi khác nảy sinh:

Không cần kết nối vật lý, Bluetooth Special Interest Group (SIG) tạo ra các tiêu chuẩn công nghệ không dây cho các nhà sản xuất phần cứng sử dụng khi họ tạo ra các thiết bị mới. Khi công nghệ phát triển, công nghệ truyền thông không dây cũng vậy. Tại thời điểm viết bài này, có hai tiêu chuẩn công nghệ Bluetooth mà các nhà phát triển sử dụng để giúp bạn luôn kết nối. Mặc dù tương tự nhau, nhưng có những khác biệt tinh tế khiến chúng hữu ích cho các ứng dụng khác nhau. Chúng ta sẽ tìm hiểu về hai loại công nghệ Bluetooth dưới đây.

1. Kết nối Bluetooth
2. Cách thức hoạt động của công nghệ Bluetooth
3. Phạm vi Bluetooth
4. Bảo mật Bluetooth

Giao tiếp không dây hiện nay là một hiện tượng phổ biến. Nhiều người trong chúng ta có kết nối Internet WiFi trong văn phòng và nhà riêng. Nhưng các thiết bị Bluetooth giao tiếp trực tiếp với nhau, thay vì gửi lưu lượng thông qua một thiết bị ở giữa chẳng hạn như bộ định tuyến không dây. Điều này làm cho cuộc sống trở nên rất thuận tiện và giữ cho việc sử dụng năng lượng cực kỳ thấp, cải thiện tuổi thọ pin .

Các thiết bị Bluetooth giao tiếp bằng sóng vô tuyến công suất thấp trên băng tần từ 2.400 GHz đến 2.483,5 GHz [nguồn: Bluetooth Special Interest Group (SIG) ]. Đây là một trong số ít các băng tần được thỏa thuận quốc tế dành cho việc sử dụng các thiết bị công nghiệp, khoa học và y tế (ISM).

Nhiều thiết bị mà bạn có thể đã sử dụng tận dụng cùng dải tần số vô tuyến này, bao gồm màn hình trẻ em , thiết bị mở cửa nhà để xe và thế hệ điện thoại không dây mới nhất . Đảm bảo rằng các thiết bị Bluetooth và các công nghệ truyền thông không dây khác không gây nhiễu cho nhau là điều cần thiết.

Có hai loại công nghệ Bluetooth tính đến năm 2020: Bluetooth Low Energy (LE) và Bluetooth Classic (chính thức được gọi là Tốc độ cơ bản / Tốc độ dữ liệu nâng cao của Bluetooth, hoặc BR / EDR) [nguồn: Bluetooth SIG ]. Cả hai đều hoạt động bằng cùng một dải tần, nhưng cho đến nay, Bluetooth LE là lựa chọn phổ biến hơn. Nó cần ít năng lượng hơn để hoạt động và cũng có thể được sử dụng cho các mạng lưới quảng bá hoặc mạng lưới ngoài việc cho phép giao tiếp qua các kết nối điểm-điểm giữa hai thiết bị.

Công nghệ Bluetooth cổ điển có thể cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn một chút so với Bluetooth LE (3 Mbs so với 1 Mbs hoặc 2 Mbs) nhưng chỉ có thể được sử dụng để giao tiếp trực tiếp giữa hai thiết bị bằng kết nối điểm-điểm. Mỗi loại trong số hai loại công nghệ Bluetooth đều có những điểm mạnh riêng và các nhà sản xuất áp dụng phiên bản phù hợp nhất với nhu cầu của sản phẩm của họ.

Tại sao nó được gọi là Bluetooth?

Harald Bluetooth là vua của Đan Mạch vào cuối những năm 900. Ông đã cố gắng hợp nhất Đan Mạch và một phần của Na Uy thành một vương quốc duy nhất, sau đó du nhập Cơ đốc giáo vào Đan Mạch. Ông đã để lại một tượng đài lớn, phiến đá rune Jelling, để tưởng nhớ cha mẹ mình. Ông bị giết vào năm 986 trong một trận chiến với con trai mình, Svend Forkbeard. Việc chọn tên này cho tiêu chuẩn cho thấy tầm quan trọng của các công ty từ khu vực Bắc Âu (các quốc gia bao gồm Đan Mạch, Thụy Điển, Na Uy và Phần Lan) đối với ngành truyền thông, ngay cả khi nó nói rất ít về cách thức hoạt động của công nghệ.

Các thiết bị Bluetooth BR / EDR phải luôn được ghép nối và quy trình này dẫn đến việc mỗi thiết bị trong số hai thiết bị tin tưởng thiết bị kia và có thể trao đổi dữ liệu theo cách an toàn, sử dụng mã hóa.

Khi các thiết bị Bluetooth BR / EDR nằm trong phạm vi của nhau, một cuộc trò chuyện điện tử sẽ diễn ra để xác định xem chúng có tin tưởng lẫn nhau hay không và có dữ liệu để chia sẻ. Người dùng thường không phải nhấn nút hoặc ra lệnh - cuộc trò chuyện điện tử diễn ra tự động. Sau khi cuộc trò chuyện diễn ra, các thiết bị - dù là một phần của hệ thống máy tính hay hệ thống âm thanh nổi - đều tạo thành một mạng.

Bluetooth LE hoạt động theo cách khác. Các thiết bị cũng có thể được ghép nối để tạo thành mối quan hệ đáng tin cậy giữa chúng nhưng không phải tất cả các loại sản phẩm đều yêu cầu điều này. Một thiết bị Bluetooth LE muốn được phát hiện sẽ phát các thông điệp đặc biệt (được gọi là gói tin) trong một quá trình được gọi là quảng cáo. Các gói quảng cáo chứa thông tin hữu ích về thiết bị quảng cáo. Một thiết bị phù hợp khác sẽ tìm thiết bị quảng cáo bằng cách quét (lắng nghe) các gói quảng cáo và chọn các gói đó từ các thiết bị thích hợp. Thông thường, quá trình quét chỉ xảy ra khi người dùng kích hoạt nó bằng cách nhấn một nút trong ứng dụng điện thoại thông minh. Thông thường, người dùng sau đó sẽ được cung cấp thông tin chi tiết về các thiết bị thích hợp đã được phát hiện và sau đó chọn một thiết bị để kết nối.

Các thiết bị ngoại vi Bluetooth (ví dụ: thiết bị theo dõi hoạt động và đồng hồ thông minh) được kết nối với cùng một thiết bị trung tâm (ví dụ: điện thoại thông minh) tạo thành mạng khu vực cá nhân (PAN) hoặc piconetcó thể lấp đầy toàn bộ tòa nhà hoặc có thể bao gồm khoảng cách không quá khoảng cách giữa điện thoại thông minh trong túi của bạn và đồng hồ trên cổ tay của bạn. Khi piconet được thiết lập, các thành viên của nó nhảy tần số vô tuyến đồng thời để họ giữ liên lạc với nhau và tránh làm nhiễu các picone Bluetooth khác có thể đang hoạt động trong cùng một phòng hoặc các thiết bị sử dụng công nghệ không dây khác như WiFi. Công nghệ Bluetooth thậm chí còn biết được kênh radio nào đang hoạt động tốt và kênh nào đang bị nhiễu để có thể tự động tránh các kênh xấu và chỉ sử dụng các kênh không bị nhiễu. Quá trình này, được gọi là nhảy tần thích ứng cho phép các thiết bị Bluetooth hoạt động thực sự tốt, ngay cả trong môi trường có rất nhiều thiết bị không dây hoạt động.

Mặc dù nhiều người nghĩ về Bluetooth chủ yếu là một công nghệ tầm ngắn, nó cũng có thể được sử dụng để kết nối các thiết bị cách xa nhau hơn một km (3.280 feet) [nguồn: Bluetooth SIG ]. Trên thực tế, nhiều loại sản phẩm như tai nghe không dây yêu cầu phạm vi giao tiếp của thiết bị rất ngắn. Nhưng vì công nghệ Bluetooth rất linh hoạt và có thể được định cấu hình theo nhu cầu của ứng dụng, các nhà sản xuất có thể điều chỉnh cài đặt Bluetooth trên thiết bị của họ để đạt được phạm vi họ cần đồng thời tối đa hóa tuổi thọ pin và đạt được chất lượng tín hiệu tốt nhất.

Một số yếu tố ảnh hưởng đến phạm vi thiết bị Bluetooth:

Một trong những bản cập nhật công nghệ Bluetooth gần đây nhất đã giới thiệu một kỹ thuật được gọi là sửa lỗi chuyển tiếp (FEC ) để cải thiện độ nhạy của máy thu. FEC sửa lỗi dữ liệu được phát hiện ở đầu nhận và cải thiện phạm vi hiệu quả của thiết bị lên bốn lần hoặc nhiều hơn mà không cần phải sử dụng thêm công suất truyền. Điều này có nghĩa là thiết bị có thể nhận dữ liệu thành công khi nó ở khoảng cách xa hơn so với bộ phát, nơi tín hiệu sẽ yếu hơn nhiều [nguồn: Bluetooth SIG ].

Công nghệ Bluetooth bao gồm một số biện pháp bảo mật có thể đáp ứng ngay cả những yêu cầu bảo mật nghiêm ngặt nhất, chẳng hạn như những biện pháp có trong Tiêu chuẩn xử lý thông tin liên bang (FIPS).

Khi thiết lập một thiết bị mới, người dùng thường trải qua một quá trình gọi là ghép nối . Việc ghép nối trang bị cho mỗi thiết bị các khóa bảo mật đặc biệt và khiến chúng tin tưởng lẫn nhau. Một thiết bị yêu cầu ghép nối sẽ không kết nối với một thiết bị khác mà nó chưa được ghép nối.

Các khóa bảo mật đó cho phép công nghệ Bluetooth bảo vệ dữ liệu và người dùng theo một số cách. Ví dụ, dữ liệu trao đổi giữa các thiết bị có thể được mã hóa để các thiết bị khác không thể đọc được. Nó cũng có thể cho phép địa chỉ đóng vai trò là danh tính của thiết bị và địa chỉ được đưa vào trao đổi dữ liệu không dây được ngụy trang và thay đổi vài phút một lần. Điều này bảo vệ người dùng khỏi nguy cơ bị theo dõi bằng cách sử dụng dữ liệu được truyền qua các thiết bị điện tử cá nhân của họ.

Nếu bạn sở hữu các thiết bị hỗ trợ Bluetooth, bạn đã tự mình trải nghiệm điều này. Ví dụ: nếu bạn mua một con chuột không dây, lần đầu tiên bạn bật nó lên, bạn sẽ ghép nối nó với thiết bị mà bạn định sử dụng. Bạn có thể bật chuột, sau đó đi tới cài đặt Bluetooth trên máy tính của mình để ghép nối thiết bị khi bạn thấy tên của thiết bị trong danh sách các phụ kiện Bluetooth gần đó. Một máy tính có thể xử lý nhiều kết nối Bluetooth cùng một lúc theo thiết kế. Bạn có thể muốn sử dụng chuột không dây, bàn phím và tai nghe.

Tuy nhiên, các nhà sản xuất các phụ kiện đó sẽ giới hạn các kết nối tại một thời điểm. Bạn muốn bàn phím của mình chỉ gõ trên máy tính hoặc tai nghe của bạn để nghe cụ thể trên điện thoại của bạn. Một số cho phép người dùng ghép nối thiết bị với nhiều máy tính, máy tính bảng hoặc điện thoại, nhưng họ chỉ có thể được phép kết nối với một thiết bị tại một thời điểm. Tất cả phụ thuộc vào những gì nhà sản xuất quyết định là hợp lý cho sản phẩm của họ.

Một số thiết bị yêu cầu mã để bảo mật khi được ghép nối với thiết bị khác. Đây là một ví dụ về xác thựcvà nó đảm bảo rằng thiết bị mà bạn đang thiết lập mối quan hệ đáng tin cậy đó là thiết bị mà bạn nghĩ, chứ không phải là một thiết bị khác ở nơi khác trong môi trường. Ví dụ: nhiều xe hơi cho phép bạn nhận cuộc gọi mà không cần rời tay khỏi vô lăng. Lần đầu tiên bạn muốn sử dụng tiện ích này, bạn sẽ phải ghép nối điện thoại và hệ thống âm thanh của ô tô bằng màn hình giải trí của ô tô và điện thoại thông minh của bạn với nhau. Xe ô tô cung cấp cho bạn một số để nhập. Điện thoại cho bạn biết một thiết bị muốn ghép nối bằng mã số. Bạn nhập mã ra khỏi màn hình giải trí để xác nhận rằng đây là một ghép nối được ủy quyền. Sau đó, bạn có thể sử dụng hệ thống điện thoại rảnh tay mà không cần ghép nối lại.

Người dùng cũng có quyền kiểm soát khả năng hiển thị của thiết bị đối với các thiết bị Bluetooth khác. Ví dụ: trên máy tính hoặc điện thoại thông minh, bạn cũng có thể chỉ cần chuyển chế độ Bluetooth của thiết bị thành "không thể phát hiện" hoặc chỉ cần tắt Bluetooth cho đến khi bạn cần lại.

Xuất bản lần đầu: 11 tháng 11, 2019

Sự khác biệt giữa WiFi và Bluetooth là gì?

Trình điều khiển Bluetooth là gì?

Những thiết bị nào sử dụng Bluetooth?

Ai quy định công nghệ Bluetooth?

Phiên bản Bluetooth mới nhất là gì?

Làm cách nào để bạn thêm Bluetooth vào PC?

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn

Nguồn