Bluetooth là gì? Tổng quan công nghệ Bluetooth
Công nghệ Bluetooth được sử dụng để cung cấp kết nối không dây từ tai nghe không dây đến điện thoại di động, máy tính xách tay và chuột máy tính không dây hay nhiều thiết bị khác,… Công nghệ này đã phát triển và mở rộng mạnh mẽ để cung cấp không chỉ các ứng dụng hàng ngày như Loa, tai nghe, Máy tính,… mà còn được ứng dụng ngày càng nhiều trong các dự án IoT.
Công nghệ Bluetooth là gì?
Bluetooth là một chuẩn công nghệ truyền thông không dây tầm gần giữa các thiết bị điện tử. Công nghệ này hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các khoảng cách ngắn giữa các thiết bị di động và cố định, tạo nên các mạng cá nhân không dây (Wireless Personal Area Network-PANs).
Đây là một đặc điểm kỹ thuật (IEEE 802.15.1) để sử dụng truyền thông vô tuyến công suất thấp để liên kết điện thoại, máy tính và các thiết bị mạng khác trong khoảng cách ngắn mà không cần dây. Tín hiệu Bluetooth phủ sóng trong khoảng cách ngắn, thường lên đến 30 feet (10 mét). Bluetooth sử dụng sóng vô tuyến UHF trong băng tần ISM, từ 2,402 GHz đến 2,48 GHz, hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ liệu lên tới 721 Kbps.
Lịch sử phát triển
Thuật ngữ “Bluetooth” (có nghĩa là “răng xanh”) được đặt theo tên của một vị vua Đan Mạch, vua Harald Bluetooth. Ông được ghi nhận là người đã hợp nhất Đan Mạch và Na Uy, cũng như công nghệ không dây Bluetooth được ghi nhận là hợp nhất hai thiết bị khác nhau.
Công nghệ Bluetooth xuất hiện từ nhiệm vụ do Ericsson Mobile Communications thực hiện vào năm 1994 nhằm tìm ra giải pháp thay thế không dây cho cáp dữ liệu RS-232. Năm 1998, các công ty Ericsson, IBM, Nokia và Toshiba thành lập Bluetooth Special Interest Group (SIG), phiên bản Bluetooth đầu tiên được phát hành vào năm 1999.
Bluetooth hoạt động như thế nào?
Mạng Bluetooth bao gồm mạng cá nhân (Personal Area Network) hoặc một piconet có chứa tối thiểu 2 đến tối đa 8 thiết bị ngang hàng BlueTooth. Thường là một thiết bị Master duy nhất và tối đa 7 thiết bị Slave. Master là thiết bị bắt đầu giao tiếp với các thiết bị khác. Master điều khiển liên kết truyền thông và giao tiếp giữa chính nó và các Slave được liên kết với nó. Slave là thiết bị phản hồi với thiết bị Master. Các Slave được yêu cầu để đồng bộ hóa chúng đang truyền/ nhận thời gian với Master.
Ngoài ra, việc truyền bởi các Slave được điều chỉnh bởi Master (tức là khi nào Master ra lệnh thì Slave có thể truyền). Cụ thể, một thiết bị Slave chỉ có thể bắt đầu quá trình truyền trong một khoảng thời gian ngay sau khi được xử lý bởi Master hoặc trong một thời gian được dành riêng cho Slave một cách rõ ràng.
Hệ thống Bluetooth hoạt động ở băng tần ISM 2,4 GHz và sử dụng phương pháp trải phổ nhảy tần (Frequency hopping spread spectrum – FHSS) thay vì DSSS để truyền tín hiệu của chúng.
(a) IEEE 802.15.4 Channels and (b) Bluetooth Channels
Hình trên mô tả cơ chế hoạt động cơ bản của Bluetooth. Băng thông tín hiệu được truyền là 1 MHz, nhưng kênh tần số được thay đổi bằng cách sử dụng một chuỗi giả ngẫu nhiên. Số bước tối đa trong Bluetooth là 1600 bước/ giây ở trạng thái kết nối. Có 79 kênh tần số trong Bluetooth cách nhau 1 MHz:
Bluetooth frequency channels = 2402 + k ((0≤ k ≤ undefined78) với k là số kênh)
Trình tự nhảy tần được xác định bởi địa chỉ thiết bị Bluetooth (BD_ADDR) của thiết bị Master. Đầu tiên, Master sẽ gửi một tín hiệu vô tuyến yêu cầu phản hồi từ các Slave cụ thể trong phạm vi địa chỉ. Các Slave phản hồi và đồng bộ hóa tần số bước nhảy của chúng cũng như xung clock với tần số của Master.
Scatternets được tạo khi một thiết bị trở thành thành viên tích cực của nhiều piconet. Về cơ bản, thiết bị liền kề chia sẻ các time slots của chính chúng giữa các piconet khác nhau.
Kiến trúc Bluetooth
Kiến trúc Bluetooth sử dụng hai mạng: Piconet và Scatternet
Bluetooth Piconet
Piconet là một đơn vị cơ bản của mạng bluetooth. Các thiết bị hoạt động như Master và Slave trong piconet. Có hai cấu hình: một Master và một Slave hoặc một Master và nhiều Slave. Master sẽ xác định kênh và pha.
Như piconet sẽ có 3 bit. Điều này có nghĩa là piconet có thể có tối đa 8 thiết bị, gồm 1 thiết bị bluetooth Master và 7 thiết Slave.
Bluetooth Scatternet
Cấu trúc scatternet bluetooth
Mạng bluetooth bao gồm một hoặc nhiều piconet được gọi là Scatternet. Các thiết bị trong một loại piconet có thể hoạt động như một Master hoặc Slave trong một loại piconet khác của cùng một scatternet. Loại mạng bluetooth này cho phép nhiều thiết bị chia sẻ cùng một vùng mạng. Điều này sẽ cho phép sử dụng hiệu quả băng thông.
Nguồn tham khảo bài viết:
switchcongnghiep.com.vn
Công nghệ Bluetooth được sử dụng để cung cấp kết nối không dây từ tai nghe không dây đến điện thoại di động, máy tính xách tay và chuột máy tính không dây hay nhiều thiết bị khác,… Công nghệ này đã phát triển và mở rộng mạnh mẽ để cung cấp không chỉ các ứng dụng hàng ngày như Loa, tai nghe, Máy tính,… mà còn được ứng dụng ngày càng nhiều trong các dự án IoT.
Công nghệ Bluetooth là gì?
Bluetooth là một chuẩn công nghệ truyền thông không dây tầm gần giữa các thiết bị điện tử. Công nghệ này hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các khoảng cách ngắn giữa các thiết bị di động và cố định, tạo nên các mạng cá nhân không dây (Wireless Personal Area Network-PANs).
Đây là một đặc điểm kỹ thuật (IEEE 802.15.1) để sử dụng truyền thông vô tuyến công suất thấp để liên kết điện thoại, máy tính và các thiết bị mạng khác trong khoảng cách ngắn mà không cần dây. Tín hiệu Bluetooth phủ sóng trong khoảng cách ngắn, thường lên đến 30 feet (10 mét). Bluetooth sử dụng sóng vô tuyến UHF trong băng tần ISM, từ 2,402 GHz đến 2,48 GHz, hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ liệu lên tới 721 Kbps.
Lịch sử phát triển
Thuật ngữ “Bluetooth” (có nghĩa là “răng xanh”) được đặt theo tên của một vị vua Đan Mạch, vua Harald Bluetooth. Ông được ghi nhận là người đã hợp nhất Đan Mạch và Na Uy, cũng như công nghệ không dây Bluetooth được ghi nhận là hợp nhất hai thiết bị khác nhau.
Công nghệ Bluetooth xuất hiện từ nhiệm vụ do Ericsson Mobile Communications thực hiện vào năm 1994 nhằm tìm ra giải pháp thay thế không dây cho cáp dữ liệu RS-232. Năm 1998, các công ty Ericsson, IBM, Nokia và Toshiba thành lập Bluetooth Special Interest Group (SIG), phiên bản Bluetooth đầu tiên được phát hành vào năm 1999.
Bluetooth hoạt động như thế nào?
Mạng Bluetooth bao gồm mạng cá nhân (Personal Area Network) hoặc một piconet có chứa tối thiểu 2 đến tối đa 8 thiết bị ngang hàng BlueTooth. Thường là một thiết bị Master duy nhất và tối đa 7 thiết bị Slave. Master là thiết bị bắt đầu giao tiếp với các thiết bị khác. Master điều khiển liên kết truyền thông và giao tiếp giữa chính nó và các Slave được liên kết với nó. Slave là thiết bị phản hồi với thiết bị Master. Các Slave được yêu cầu để đồng bộ hóa chúng đang truyền/ nhận thời gian với Master.
Ngoài ra, việc truyền bởi các Slave được điều chỉnh bởi Master (tức là khi nào Master ra lệnh thì Slave có thể truyền). Cụ thể, một thiết bị Slave chỉ có thể bắt đầu quá trình truyền trong một khoảng thời gian ngay sau khi được xử lý bởi Master hoặc trong một thời gian được dành riêng cho Slave một cách rõ ràng.
Hệ thống Bluetooth hoạt động ở băng tần ISM 2,4 GHz và sử dụng phương pháp trải phổ nhảy tần (Frequency hopping spread spectrum – FHSS) thay vì DSSS để truyền tín hiệu của chúng.
(a) IEEE 802.15.4 Channels and (b) Bluetooth Channels
Hình trên mô tả cơ chế hoạt động cơ bản của Bluetooth. Băng thông tín hiệu được truyền là 1 MHz, nhưng kênh tần số được thay đổi bằng cách sử dụng một chuỗi giả ngẫu nhiên. Số bước tối đa trong Bluetooth là 1600 bước/ giây ở trạng thái kết nối. Có 79 kênh tần số trong Bluetooth cách nhau 1 MHz:
Bluetooth frequency channels = 2402 + k ((0≤ k ≤ undefined78) với k là số kênh)
Trình tự nhảy tần được xác định bởi địa chỉ thiết bị Bluetooth (BD_ADDR) của thiết bị Master. Đầu tiên, Master sẽ gửi một tín hiệu vô tuyến yêu cầu phản hồi từ các Slave cụ thể trong phạm vi địa chỉ. Các Slave phản hồi và đồng bộ hóa tần số bước nhảy của chúng cũng như xung clock với tần số của Master.
Scatternets được tạo khi một thiết bị trở thành thành viên tích cực của nhiều piconet. Về cơ bản, thiết bị liền kề chia sẻ các time slots của chính chúng giữa các piconet khác nhau.
Kiến trúc Bluetooth
Kiến trúc Bluetooth sử dụng hai mạng: Piconet và Scatternet
Bluetooth Piconet
Piconet là một đơn vị cơ bản của mạng bluetooth. Các thiết bị hoạt động như Master và Slave trong piconet. Có hai cấu hình: một Master và một Slave hoặc một Master và nhiều Slave. Master sẽ xác định kênh và pha.
Như piconet sẽ có 3 bit. Điều này có nghĩa là piconet có thể có tối đa 8 thiết bị, gồm 1 thiết bị bluetooth Master và 7 thiết Slave.
Bluetooth Scatternet
Cấu trúc scatternet bluetooth
Mạng bluetooth bao gồm một hoặc nhiều piconet được gọi là Scatternet. Các thiết bị trong một loại piconet có thể hoạt động như một Master hoặc Slave trong một loại piconet khác của cùng một scatternet. Loại mạng bluetooth này cho phép nhiều thiết bị chia sẻ cùng một vùng mạng. Điều này sẽ cho phép sử dụng hiệu quả băng thông.
Nguồn tham khảo bài viết:
Bluetooth là gì? Tổng quan công nghệ Bluetooth - Switch công nghiệp MC&TT Co.,Ltd
Bluetooth là một chuẩn công nghệ truyền thông không dây tầm gần giữa các thiết bị điện tử. Bluetooth 4.0, 5.0, 5.1, Bluetooth low energy – Bluetooth LE
switchcongnghiep.com.vn
