Vikipeedia

Bluetooth: erinevus redaktsioonide vahel

Sirvi ajalugu interaktiivselt
← Vanem muudatusUuem muudatus →
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
VisuaalneVikitekst
PResümee puudub
Resümee puudub
1. rida:
{{keeletoimeta}}{{ajakohasta}}
[[Pilt:Bluetooth bw.png|pisi|Bluetoothi logo]]
'''Bluetooth''' on standardiseeritud protokollil põhinev traadita side tehnoloogia, mis võimaldab andmeedastust [[telefon]]ide, [[arvuti]]te ja muude [[nutiseade|nutiseadmete]] vahel üle lühikeste vahemaade. Aastal 1998 asutatud Bluetooth Special Interest Group (SIG) vastutas standardi loomise eest ja juhib ka praegu spetsifikatsioonide arendust. Esimesed Bluetooth spetsifikatsioonile vastavad tooted jõudsid turule 2000. aasta teises pooles, muutudes järjest levinumaks traadita ühenduse protokolliks<ref name="FJlvW" />.
 
Järjest enam pead tõstev [[nutistu]] (inglise keeles '''Internet of Things'') maailm tekitas vajaduse sideühenduse järgijärele, mis oleks võimalikult energiasäästlik. Aastal 2010 tutvustas SIG [[Bluetooth low energy|Bluetooth Low Energy]] (BLE) protokolli kui ühe Bluetooth 4.0 spetsifikatsioonidest. Selle protokolli peamiseks tunnusjooneks sai oluliselt madalam energiatarve kui seni turul eksisteerinud Bluetooth Classic versioonidel<ref name="gmxsD" />. Prognooside kohaselt on aastaks 2021 [[internet]]iga ühendatud 48 miljardit seadet, millest 30% sisaldavad Bluetoothi tehnoloogiat<ref name="Woolley" />.
 
Juulis 2016 tõi Bluetooth SIG turule Bluetooth 5, mis on Bluetooth 4.2 järeltulija ja seab samuti fookusesse peamiselt IoT seadmed. Uus spetsifikatsioon lubab kahekordistada andmeedastuskiirust, neljakordistada leviala ning kaheksakordistada andmete leviedastust, suurendamata seejuures seadmete energiatarvet. Kuigi Bluetooth 5 on ühilduv kõigi varasemate Bluetoothi versioonidega, on uusi lahendusi võimalik kasutada ainult nende seadmete vahel, mis vastavad antud spetsifikatsioonile<ref name="Tarasenko" />.
13. rida:
 
Bluetooth põhineb [[raadioside]] standardil IEEE 802.15.1 ja töötab [[sagedus]]el 2,400 kuni 2,485 GHz. Signaaliedastus kahe seadme vahel käib kohanduva [[Sagedushüplemine|sagedushüplemise]] teel, kus kasutatav sagedus on jaotatud kanaliteks ning sideseansi kestel muudetakse pidevalt kanaleid, vältides neid, mis on eriti mürarikkad. Sageduse muutmise järjekord on teada nii saatjale kui vastuvõtjale. Andmeid edastatakse andmepakettidena. Kanalid on jagatud ajaühikuteks nimega ajapilu (inglise ''time slot''). Paketid on paigutatud nendesse piludesse. Hüppamine toimub pakettide saatmise ja vastuvõtmise vahel<ref name="NUmPk" />.
Andmevahetus seadmete vahel käib üle traadita personaalvõrgu (inglise ''Personal Area Network''), lühidalt ''piconet''. ''Piconet'' võib koosneda mitmest seadmest, tüüpiliselt ühest kesksest seadmest (inglise ''central''), millel on suurem arvutusvõime, ja mitmest perifeeriaseadmest (inglise ''peripheral'').
Selleks, et andmevahetus saaks toimuda, peab andmeid edastada sooviv seade saatma välja reklaami paketi (inglise ''Advertisment Packet''). Keskne seade, kesmis soovib antud andmed kattekätte saada, algatab ühenduse, saates perifeersele seadmele vastava andmepaketi, mis muuhulgas sisaldab hüppemustrit ja andmeedastuse intervalli. Peale seda, kui ühendus on loodud, muutub andmesaaja ülemaks (inglise ''master'') ja andmete edastaja alluvaks (inglise ''slave'') ning andmevahetus võib toimuda kahesuunaliselt. Andmevahetus saab toimuda ainult ülema ja alluva vahel. Alluv saab olla korraga ühenduses ainult ühe ülemaga ning kaks alluvat omavahel suhelda ei saa isegi siis, kui nad asuvad samas piconetis. Samas võib iga seade olla korraga mitmes piconetis olles ühes alluv ja teises ülem. Mitu piconetti omavahel moodustavad scatterneti. Tööjaotus alluva ja ülema vahel on asünkroonne, mis tähendab, et enamuse tööst teeb ära ülemus, mis võimaldab alluval säästa ressurssi<ref name="LGtBd" /><ref name="nwuuf" />.
 
Andmevahetus on võimalik ka ilma ühendust loomata ehk ühesuunaliselt. Selleks peab andmete edastaja (inglise ''broadcaster''), kes on võimeline ennast reklaamima, kuid pole võimeline ühendust looma, saatma välja reklaami pakette, mida korjab üles vaatleja (inglise ''observer''), kes on võimeline antud pakette töötlema, kuid samuti ei alusta ühendusprotsessi. Reklaami pakett sisaldab sellisel juhul andmeid, mida edastaja tahab jagada<ref name="oXSY0" /><ref name="tPTAI" />.
25. rida:
 
===Neli korda suurem leviala===
Bluetooth 4 leviala on keskmiselt 50 meetrit olenevalt keskkonnast, kui realistlikult piirdub 10 meetriga. LE Coded PHY võimaldab leviala suurendada kuni neli korda, suurendamata selleks kuluvat võimsust. Põhiliseks probleemiks leviala suurendamisel on edastatavate andmete eristamine taustamürast. Enne edastamist kodeeritakse andmed binaarseks signaaliks. Mida lähedasem on müra sagedus saadud signaali sagedusele, seda suurema tõenäosusega [[Dekodeerimine|dekodeeritakse]] vastuvõtul signaal valesti. Mida kaugemal on signaali saatja vastuvõtjast, seda nõrgem on signaal ja vea tekkimise tõenäosus suurem. Ennetav veaparandus (inglise ''Forward Error Correction'') on meetod, kus muudetakse bittide arvu kas kahekordseks (S = 2) või neljakordseks (S = 8). Kui vastuvõetavas signaalis on viga, siis kasutatakse neid lisabitte vea parandamiseks. Olenevalt valitud skeemist suureneb ka leviala vastavalt kaks või neli korda. Oluline on meeles pidada, et korraga ei ole võimalik saavutada kiiret andmeedastust ja suurt leviala. Üks ohverdatakse teise kasuks<ref name="Woolley" />.
 
Muudatused ''Host Controller Intreface''-is (HCI) võimaldavad andmeedastuse algatajal ise otsustada, millist PHY-d ta soovib kasutada eeldusel, et andmeedastajal on olemas vastav PHY<ref name="Woolley" />.
47. rida:
Bluetooth 5 võimaldab seadmetel saata välja reklaami pakette, mis on kuni 8 korda suuremad kui olid seda Bluetooth 4 reklaami paketid. Reklaamipakett on andmepakett, mida seade saadab välja fikseeritud intervalli tagant kindlaks määratud aja jooksul. Reklaamid võivad olla nii ühenduvad (inglise ''connectable'') kui ka ühendumatud, skaneeritavad või mitteskaneeritavad, suunatud (inglise ''directed'') kindlale seadmele, või mittesuunatud.
 
Bluetooth 5-s on kasutusel 40 kanalit ja kanali laius on 2 MHz. Nendest kolm, kanalid 37, 38 ja 39 on kasutusel ainult reklaamimiseks. Ülejäänud kanaleid (0–36) kasutatakse andmeedastuseks peale ühenduse loomist. Reklaami paketi suurus on 37 baiti. Bluetoothi majakate (inglise ''beacon'') ehk väikeste traadita [[transmitter]]ite turuletulekuga 2013. aastal muutus oluliseks, et majaksmajakas suudaks edastada tema läheduses olevale nutiseadmele võimalikult suure hulga andmeid ilma ühendust loomata<ref name="TDPfL" />. ''Advertising extention'' võimaldab välja saata kuni 255-baidise andmepaketi. Selleks saadetakse esmalt välja reklaamipakett mööda reklaami kanalit informatsiooniga selle kohta, mis kanalil hakatakse edastama põhireklaami. Põhireklaami väljastamiseks kasutatakse andmekanaleid 0–36, rakendades neid kui teisejärgulisi reklaamikanaleid.
Vajadusel on võimalik lisada iga paketi päisesse, mis tuleb mööda teisejärgulist andmekanalit, informatsioon selle kohta, milliselt kanalit on võimalik saada järgmine pakett, võimaldades sellisel viisil luua andmeahelat ja edastada veelgi suuremal hulgal andmeid ühendust loomata.
Reklaami pakettide väljasaatmine toimub teatud intervalli tagant. Uus funktsioon ''Periodic Advertisement'' võimaldab sünkroonitud, ühenduseta andmeedastust kahe seadme vahel, kus mõlemad seadmed aktiveeruvad ajaks, mil reklaam on vaja välja saata/vastu võtta. See parandab oluliselt mõlema seadme energiasäästlikustenergiasäästlikkust<ref name="Tarasenko" /><ref name="Woolley" />.
 
===Parandatud kooseksisteerimine===
61. rida:
[[File:AoA&AoD.png|pisi|Angle of Arrival and Angle of Departure]]
 
Jaanuaris 2019 tutvustas Bluetooth SIG Bluetooth 5.1. Uue spetsifikatsiooni peamiseks funktsiooniks on asukoha määramine. Seoses sellega tutvustati kakskahte uut terminit: saabumise nurk (inglise ''angle of arrival'') ja lahkumise nurk (inglise ''angle of departure'').
 
Antud funktsiooni on võimalik kasutada selleks, et hinnata, kui lähedal asuvad üksteisele kaks seadet. Varem oli võimalik seadmete kaugust hinnata vaid vastuvõetud signaali tugevuse järgi (inglise ''recieved signal strength indicator''). Suunda polnud võimalik määrata. Bluetooth 5.1 võimaldab tuvastada signaali suuna, kasutades selleks saabumise nurka vastuvõtjas või lahkumise nurka saatjas. Kombineerides omavahel suuna ja kauguse on võimalik määrata seadme asukohta sentimeetri täpsusega<ref name="Hoffman" />.
 
=== Reklaami täiendused ===
Täiendatud on ka reklaami pakettide edastamine mööda reklaami kanaleid. Varem pidi seade saatma välja reklaami pakette, kasutades kanaleid 37, 38 ja 39 täpselt sellises järjekorras. Uuendus nimega ''Randomized Advertizing Channel Inexing'' lubab valida seadmel suvaliselt, millist kanalit ta kasutab reklaamimiseks. Sellega vähendatakse tõenäosust, et kaks Bluetoothi seadet satuvad samale kanalile reklaamides oma valmisolekut ühenduseks. Antud meetod on mõeldud rakendamiseks kohtades, kus on koos palju Bluetoothi seadmeid.
 
Teine muudatus, mis puudutab reklaamimist on ''Periodic Advertising Sync Transfer''. Kui lähestikku paikneb mitu Bluetoothi seadet, millest üks on reklaamija ja teine seade on ennast sünkrooninud seda reklaami vastu võtma, siis viimane võib edastada sünkroonimise ajastuse ka kolmandale seadmele. Kuna sünkroonimine on energiakulukas toiming, võimaldab nimetatud protseduur energiasäästlikel seadmetel sünkroonida ennast reklaami edastajaga<ref name="Hoffman" />.
 
=== Veelgi kiiremaks, veelgi säästlikumaks ===
Kõik ühendusvõimelised Bluetooth LE seadmed kasutavad GATT-i (''Generic Atribute Profile''). Tegemist on spetsifikatsiooniga, mis määrab ära, kuidas seadmed saadavad ja võtavad vastu andmeid. Iga GATT seade omab andmebaasi, mis sisaldab informatsiooni teenuste, karakteristikute ja deskriptorite kohta. Klient (inglise ''client'') on seade, mis algatab GATT käske ja päringuid ning võtab vastu vastuseid, näiteks arvuti või nutitelefon, ja server (inglise ''server'') on seade, mis võtab vastu GATT käske ja päringuid, ning saadab vastuse, näiteks [[sensor]]. Iga kord, kui klient soovib algatada ühenduse protsessi serveriga, teeb ta järel päringujärelepäringu serveri andmebaasi. Antud tegevus võtabnõuab nii aegu,aega kui energiat. ''GATT Caching Enhancements'' lubab kliendil jätta vahele nimetatud järelpäriminejärelepärimise, kui andmebaasis pole toimunud muutusi. See tõstab ühenduse loomise kiirust ja vähendab seega energiakulu<ref name="tPTAI" /><ref name="adTH6" />.
 
=== Bluetooth 5 rakendus ===
86. rida:
Infrapunatehnoloogia suur populaarsus andis lootust, et nimetatud tehnoloogia on edukas. 1993. aasta augustis asusid 30 firmat (nende hulgas ka HP, IBM, Digital) koos ühist [[protokoll]]i välja töötama ja loodi Infrared Data Association ([[IrDA]]). Eesmärk oli ühise [[Infrapunaliides|infrapuna andmeedastamise]] protokolli loomine. Paljud teadmised IrDA-töödest mõjutasid hiljem ka uut Bluetoothi standardit.
 
Kuna infrapunatehnoloogia kasutamisel oli probleemiks andmete edastamisel vajalik saatja ja saaja vaheline silmside, anti 1994. aastal firmale Ericsson ülesanne uurida traadita side ühenduse loomise võimalikkust raadiolainete abil. Uuring andis positiivse tulemuse ja 1998. aastal asutasid Nokia, Ericsson, IBM, Toshiba ja Intel Bluetooth Special Intereset Groupi (SIG), mille ülesandeks oli standardi väljatöötamine. Esimese lõpliku versiooni avaldas SIP 1999. aasta juulis, milleks oli Bluetoothi versioon 1.0 ja millele järgnes sama aasta detsembris Bluetooth 1.0b. Alles 2001. aasta veebruaris toodi välja versioon 1.1. See oli esimene soliidsem põhi turukõlblikuteturukõlblike seadmete jaoks, sest eelnevas versioonis esines üsna palju ebatäpsusi ja vigu.
 
Nimi "Bluetooth" valiti 10. sajandil elanud Taani viikingite kuninga Harald Blåtandi ('Sinihammas') järgi, kes oli tuntud kui väga hea rääkija. Nimi "Bluetooth" oli küll ainult algul koodnimeks, selle tehnoloogia väljatöötamise projekti jaoks, hiljem otsustati see nimi jätta. Fakt, et tegemist on skandinaavlasega, mõjus nimepanekuprotsessile soodustavalt, sest firmad nagu Ericsson ja Nokia, kelle roll Bluetoothi väljatöötamisel oli väga suur, on samuti Skandinaavia firmad.
107. rida:
* Kiirem ühendus ja ülesleidmine
* Adaptive Frequence-hopping spread spectrum (AFH), mis teeb seadme vähem tundlikuks teiste raadiolaineid tekitavate seadmete suhtes (näiteks Wi-Fi-ruuterid).
* Ratifitseeriti 2005. aastal kui IEEIEEE Standard 802.15.1.
* Laiendatud sünkroonsed ühendused (Extended Synchronous Connections eSCO), mis parandavad heli kvaliteeti saatmise ajal sellega, et lubab vigaseid pakette uuesti saata ja vajalikul korral tõsta heli latentsust et toetada paremini samaaegset andmeedastust.
* Tutvustab vooluvoo kontrolli (Flow Control) ja taassaatmise mooduseid (Restransmission Modes) L2CAP-protokollistikule.
* Andmeedastuskiirus nüüd ka praktikas kuni 721 kbit/s.
 
122. rida:
==== Bluetooth 3.0 + HS ====
Bluetoothi 3.0 +HS versioon suudab teoreetiliselt andmeid edastada kiirusega kuni 24&nbsp;Mbit/s, kuid mitte otseselt läbi Bluetoothi ühenduse. Selle asemel kasutatakse Bluetoothi koordineerimiseks ja ühenduse loomiseks ja andmed liiguvad tegelikult läbi kõrval asuva 802.11 võrgu. Selle versiooni põhiline uuendus on AMP (''Alternate MAC/PHY''), 802.11 lisamine väga kiire andmetranspordi jaoks. AMP välja töötamine eeldas kahte tehnoloogiat: 802.11 ja UWB, kuid UWB puudub versiooni kirjelduses.
* ''Alternate MAC/PHY'' Lubab kasutada teisi MAC ja PHY-si Bluetoothi profiili andmete edastamise jaoks. Bluetoothi raadiolaineid kasutatakse veel seadme äratundmise, ühendamise ja profiili konfiguratsiooni jaoks, kuid suurte andmemahtude saatmiseks kasutatakse kiiremat MAC PHY 802.11 (tuntakse Wi-FinaFi-na) seadet. See tähendab, et niipea, kui on vaja suurema mahuga andmeid saata, kasutatakse Bluetoothi asemel 802.11 tehnoloogiat.
:* ''Unicast connectionless data'' Lubab seadmel andmeid saata ilma L2CAP kanali loomiseta. See on mõeldud rakenduste jaoks, mis ei vaja kõrget latentsust kasutaja käskude ja andmete edastamisel. See on mõttekas ainult väikeste andmemahtude puhul.
:* ''Täiendatud vooluseadmedvooseadmed'' Uuendab vooluvoo seadmete funktsiooni ja eemaldab ''open loop'' vooluvoo seadet ja lahendab vead vooluseadmetesvooseadmetes, mis olid tingitud uue EDR konfiguratsioonist. Lisaks sellele on veel lisatud ''closed loop'' konfiguratsioon ja "go straight to maximum power" käsk.
 
==== Bluetooth 4.0 + EDR ====
* Bluetoothi 4.0 versiooniga pidi võimalik olema kahe Bluetoothi seadme vahelisevahelist ühenduseühendust 5 ms jooksul üles ehitada ja seda kuni 100&nbsp;m ulatuses hoida. SellejaoksSelle jaoks parandati vigade käsitlemist ja turvalisuse ülevalhoidmiseks kasutati 128-bitist AES-krüpteeringut. Teine eesmärk oli voolutarbe vähendamine ja sellega saavutati näiteks mobiiltelefonide või muude väikeste seadmete (käekellad, kaugjuhtimispuldid, sensorid... ) akude säästmine.
* 12. juunil 2007 teatasid Nokia ja Bluetooth SIG, et ''Wibree'' hakkab olema osa Bluetoothi spetsifikatsioonist ''ultra-low power'' Bluetoothi tehnoloogiana.
* 17. detsembril 2009 otsustas Blutooth SIG, et Bluetoothi ''low energy'' tehnoloogiast saab 4.0 versiooni üks tunnusmärk. Varem kasutusel olnud nimesid ''Wibree'' ja ''Bluetooth ULP'' (Ultra Low Power) enam ei kasutata.
146. rida:
|}
 
Seadmete tegelik ulatustegevusulatus sõltub nende saatevõimsusest ja tugevalt ka paljudest teistest erinevatest parameetritest. Siia hulka kuuluvad saaja antenni kuju ja ümbruskonna omadused, mis võivad signaali erinevalt mõjutada. Näiteks paksud seinad kujutavad endast suurt tõrget andmete saatmisel. Andmete paketid ja nende erinevad suurused ja kaitseprotokollid võivad samuti maksimaalset vahemaad saatja ja saaja vahel muuta.
 
== Bluetooth personaalarvutis ==
[[Pilt:D-Link DBT-120 20080110.jpg|pisi|Bluetooth-seade, mis ühendatakse arvuti USB-pessa]]
Bluetooth arvutis vajab spetsiaalset [[riistvara]]. Mõnda arvutisse (enamasti sülearvutitesse) on see juba integreeritud, teiste jaoks on loodud väikesed riistvaradseadmed, mida ühendatakse kas läbi USB arvutiga või PCMCIA-kaardiga. Operatsioonisüsteemi peab samuti jälgima. Microsoft Windows pakub Windows XP SP2 Bluetooth-stacksi, mis tähendab, et lisadraiveri installimine ei ole alati vajalik. Mõned teised operatsioonisüsteemid, (Linux, Apple-Macintosh) suudavad aga rohkem profiile kasutada ja pakuvad seega rohkem erinevaid kasutamisvõimalusi. Kui arvutil on Bluetoothi seade olemas, siis sobiva tarkvara abil saab sellega teisi ligidal olevaid aktiveeritud Bluetooth-seadmeid otsida ja nende kasutamisvõimalusi välja uurida. Sellist tarkvara nimetatakse ka Bluetooth-skanneriteks.
 
=== Bluetoothi kasutamise võimalused personaalarvutiga ===
159. rida:
 
==Ohutus==
Esimese Bluetoothi läbimurderünde autor oli Ollie Whitehouse (esimene demonstratsioon toimus aprillis 2004). Aga pakutud meetodil oli üks tõsine miinus – läbimurrerünne oli võimalik ainult siis, kui oli võimalus võtta kätte mõlemad seadmed enne nende vahel ühenduse loomise alustamist (protsessi, mille korral seadmed vahetuvad üksteisega identifikatsiooni infoga). Kui esimene "kontakt" oli sooritatud kurjategija ulatuse piiri tagant, järgnev andmevahetus ei saa mingit riski.
 
Teise ja praeguse meetodi pakkusid välja Tel Avivi ülikooli töötajad Avishai Wool ja Yaniv Shaked. Pakutud meetod lubab murda läbi ükskõik millist andmevahetuse seanssi Bluetoothiga seotud seadmete vahel, isegi, kui see ei ole esimene seanss. Nagu ütleb ajakiri [http://www.newscientist.com/ New Scientist] ühendamise protsessi jooksul Bluetooth-seadmed loovad krüpteeritud 128-bitise võtme, mida pärast hoitakse mälus ja kasutatakse iga kord, kui alustatakse andmevahetust seadmete vahel. Esimese sammuna ühenduse loomisel on mõlemasse seadmesse PIN-koodi sisestamine (neli sümbolit). Seejärel arvutatakse keerukate matemaatiliste tehingutegatehetega koodist arvutatakse välja võti. Ollie Whitehouse tõestas, et kurjategija võib luua ühendust seadmega isegi PIN-koodi teadmata. Selle jaoks nõutakse spetsiaalset, aga üsna odavat varustust. Selle abil, võttes kätteomades mõlema seadme informatiivseid sõnumeid (milliseid nad vahetuvad üksteiseteineteise vahel ainult esimese Bluetoothi-kontakti korral), nendest võib Bluetoothi algoritmide abil (vaadates läbi umbkaudu 10 000 varianti) abil saada nõutava koodi. Aga esimene Bluetoothi-kontakt võib toimuda ainult üks kord, mis piirab selle meetodi kasutamist.
 
Wool ja Shaked said demonstreerida Bluetoothi läbimurdemurde võimalust, kunstlikult tekitades esimese ühenduse. Kurjategija Bluetoothi seade sekkus kontakti teise seadme "näoga". Lisaks sellele saadakse ohvri seadmele saadakse sõnum, et kood läks meelest ära. Vana kood annulleeritakse ja tehakse uus ühendus, mis juba lubab kurjategijal saada koodi ja kasutada seda oma eesmärkidel. Selgus, et võtme kaotuse sõnumi saatmiseks, peab kurjategija peab ainult rakendama võõrast identifikaatorit. Selle identifikaatori saamine ei ole raske asi, sest kõik Bluetoothi seadmed saadavad alati automaatselt saadavad seda kõikidele analoogsetele seadmetele, mis on ulatuses. Nende meetodite abil võtme ekstraheerimise protseduur võtab aega [[Pentium IV]] korral 0,06 sekundit ja [[Pentium III]] korral 0,3 sekundit.
Traadita side protokoll Bluetooth sai kohe populaarseks kurjategijate sihtmärgiks. Isegi tehnoloogia ohutuse plussid, nagu väike ulatus (u 10&nbsp;m) muutusidolid selleks kahjuksärakasutatavad. Spetsiaalsete antennide abil saavad kurjategijad jälitada inimese liikumist rahvamassis või seina taga olev "kaudne läbimurre" muutus kohe eriliseks turniiriks.<ref>[http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2005/06/06/178919 CNEWS]</ref>
 
== Vaata ka ==
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/wiki/Bluetooth"