Невидимая революция Bluetooth

Чуть более тысячелетия назад, в 979 году н. э., Харальд Гормссон распорядился провести многочисленные общественные работы, которые помогли ему укрепить экономический и военный контроль над Скандинавией. От реконструкции рунических камней Еллинга до строительства старейшего из известных мостов в Южной Скандинавии, этот древний правитель преодолел значительные трудности, объединив то, что тогда было глубоко раздробленным обществом. Король Гормссон, известный как Синезубый, «завоевал всю Данию и Норвегию», объединив враждующие скандинавские племена.

В конце 1990-х годов достижение короля в объединении разрозненных элементов было отмечено разработкой новой беспроводной технологии, объединяющей различные протоколы связи (например, для ПК и мобильных телефонов) в единый универсальный стандарт. Название «Bluetooth» было предложено в качестве временного кодового названия Джимом Кардахом из Intel, который в то время читал исторический роман о викингах. Идея нашла отклик, и название прижилось. Он даже вдохновил на создание логотипа Bluetooth — руны, объединяющей руны Старшего Футарка, составляющие инициалы Харальда: H (ᚼ) и B (ᛒ).

Хотя Гормссон дал символическое имя Bluetooth, технологическая основа, обеспечивающая надёжную беспроводную связь, во многом обязана неожиданному новатору: голливудской кинозвезде Хеди Ламарр. Примерно 80 лет назад, во время Второй мировой войны, Ламарр стала одним из изобретателей системы связи, которая заложила новаторскую концепцию, имеющую решающее значение для современных беспроводных технологий.

Инновационная идея Ламарр заключалась в создании системы радионаведения для торпед союзников, использующей технологию расширенного спектра и скачкообразной перестройки частоты. Основная концепция заключалась в быстром переключении радиочастот во время передачи, что крайне затрудняло противнику глушение сигнала или прогнозирование следующей частоты. Bluetooth использует технологию адаптивной скачкообразной перестройки частоты (AFH) – технологию скачкообразной перестройки частоты с расширенным спектром, основанную на разработке Ламарр.

Повсеместный и передовой

Спустя четверть века после появления технологии Bluetooth ежегодно поставляется 4,7 миллиарда интегральных схем. Согласно майскому отчёту о рынке, поставки устройств Bluetooth могут превысить 5,3 миллиарда устройств в 2025 году и приблизиться к 8 миллиардам к 2029 году.

Bluetooth – самая распространённая и распространённая технология беспроводной связи в мире. Так почему же Bluetooth не является самой популярной темой в сфере коммерческого аудио и видео?

Возможно, это связано с тем, что многие специалисты по AV-технологиям не в полной мере осознают значительные достижения в области Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), Auracast, периодической рекламы с ответами (PAwR) и пеленгации. Они ассоциируют Bluetooth со старым потребительским опытом, а не с надёжными, масштабируемыми и точными возможностями, которые появляются сейчас.

В учебных программах и курсах по AV редко содержатся инструкции по Bluetooth, что усугубляет пробелы в знаниях. Нам пора более подробно рассмотреть Bluetooth в AV.

Bluetooth использует 79 каналов (40 каналов для BLE) в псевдослучайной последовательности переключений, что крайне затрудняет перехват или подавление сигнала непреднамеренными лицами. Кроме того, современные Bluetooth-устройства могут классифицировать каналы как «используемые» или «неиспользуемые» на основе помех, динамически корректируя схему переключений для предотвращения шумов и повышения общей производительности. Добавьте к этому зашифрованные данные, и мы увидим, что Bluetooth — очень безопасная система.

BLE открывает множество новых, интересных и ориентированных на AV приложений. Он специально разработан для сверхнизкого энергопотребления при сохранении удивительной дальности связи (более 90 метров в свободном пространстве). Он разработан так, чтобы большую часть времени находиться в «спящем» режиме и «просыпаться» только для передачи небольших пакетов данных при необходимости. Это позволяет устройствам работать месяцами или даже годами от небольших плоских батареек. Хотя BLE и Classic Bluetooth имеют общее название «Bluetooth» и работают в одном и том же диапазоне радиочастот ISM 2,4 ГГц, это разные протоколы, а современные устройства обычно работают в двух режимах.

Некоторые из новых возможностей BLE просто поразительны. Представьте, что ваше Bluetooth-устройство не только знает о нахождении другого устройства поблизости, но и точно определяет его местоположение. Именно в этом суть функций Bluetooth Angle of Departure (AoD) и Angle of Arrival (AoA). Эти новые возможности позволяют устройствам определять относительное местоположение и направление движения других Bluetooth LE-радиоустройств. Это позволяет Bluetooth-устройствам ориентироваться в пространстве, превращая их в мощный инструмент для отслеживания активов или ориентирования в помещении.

Применение в реальных условиях

PAwR — это революционный подход для приложений, требующих высокопроизводительного обмена данными с большим количеством устройств при сверхнизком энергопотреблении. Ярким примером его использования являются электронные ценники (ESL) для розничной торговли.

Bluetooth, некогда бесшумная «рабочая лошадка», готов изменить мир коммерческого аудио- и видеооборудования.

Представьте себе большой супермаркет, где тысячи цифровых ценников необходимо часто и надежно обновлять, потребляя при этом минимальное количество энергии для обеспечения длительного срока службы аккумулятора. До появления PAwR не существовало стандарта безопасной связи без установления соединения для подобных сценариев. PAwR обеспечивает зашифрованную двустороннюю связь между центральным узлом и тысячами устройств ESL, сохраняя при этом синхронизацию и потребляя очень мало энергии. Это значительно повышает эффективность и безопасность управления обширными сетями устройств Интернета вещей в розничной торговле и других подобных средах.

Auracast — это революционная новая функция BLE Audio, которая реализует возможность аудиотрансляции «один ко многим». Передатчик Auracast транслирует один или несколько аудиопотоков вместе с рекламной информацией (метаданные), описывающей доступные потоки. Приёмник Auracast, например, слуховой аппарат, наушники-вкладыши или наушники-вкладыши, принимает цифровой поток и преобразует его в аудио, а дополнительное устройство Auracast Assistant (часто смартфон или умные часы) помогает пользователям находить, выбирать и управлять трансляциями. И да, аудиопоток может быть зашифрован для обеспечения безопасности.

В отличие от старых систем прослушивания с помощью ассистентов, Auracast обеспечивает гибкую, высококачественную и универсальную аудиотрансляцию «один ко многим» на неограниченное количество совместимых аудиоприемников Bluetooth одновременно. По сравнению с ограничениями покрытия, восприимчивостью к помехам и зависимостью от специфического оборудования, характерными для старых систем кольцевого типа, таких как слуховые петли, Auracast и Bluetooth LE Audio предлагают улучшенное качество звука, меньшую задержку и более высокую энергоэффективность.

По оценкам ABI Research, более 60 миллионов мест по всему миру потенциально могут воспользоваться преимуществами Auracast, а Королевский национальный институт глухих (RNID) ожидает ускорения массового внедрения технологии по мере того, как основные платформы смартфонов полностью поддерживают её на уровне операционной системы. Эта поддержка уже внедряется и, как ожидается, будет только расти.

Объединяя в себе историческую изобретательность и современные чудеса, Bluetooth, некогда безмолвный «рабочий конь», готов переосмыслить коммерческий AV-пространство. Его эволюция от простого сопряжения устройств до сложных возможностей, таких как неограниченная трансляция звука Auracast, точная пеленгация для пространственного ориентирования и эффективная широкомасштабная связь PAwR, превращает его в незаменимый и безопасный инструмент. Пришло время специалистам по аудиовизуальным технологиям выйти за рамки устаревших представлений и принять мощную, повсеместную и революционную роль Bluetooth в формировании будущего интегрированных систем.