Wie funktioniert Bluetooth und warum ist es so schrecklich?

Bluetooth hat einen schlechten Ruf. Es ist ein kurzreichweitiges, schrulliges, mürrisches und im Allgemeinen schlechtes Verbindungsprotokoll. Aber warum ist das so? Können wir mit dem Verständnis der Funktionalität des Protokolls etwas tun, um unser Bluetooth-Erlebnis zu verbessern?

verbunden Wie sicher ist Bluetooth?

Was ist Bluetooth?

Bluetooth, benannt nach dem dänischen König Harald Blaatand, ist ein drahtloses Kurzstreckenverbindungsprotokoll, das auf fast jedem Gerät implementiert werden kann.

Der Standard wurde Ende der 1980er Jahre von einem Konglomerat von Unternehmen unter der Leitung des schwedischen Unternehmens Ericsson als Kurzstrecken-Funkkommunikationsprotokoll entwickelt. Die Signale sind hyperlokal - innerhalb einer Reichweite von 10 Metern - und benötigen bei modernen Bluetooth-Überholungen nur sehr wenig Strom, um aufrechtzuerhalten.

Die Hardware, die Bluetooth unterstützt, ist klein und die Komponenten sind billig, was die Allgegenwart des Standards fördert. Von Rollstühlen und Kopfhörern bis hin zu elektrischen Zahnbürsten ist alles mit Bluetooth-Chips ausgestattet. Jedes Jahr erhalten mehr Geräte Bluetooth-Unterstützung.

Wie funktioniert Bluetooth wirklich?

Bluetooth ist ein Zwei-Wege-Funk-Übertragungsstandard, der ähnlich wie FM-Radio funktioniert. Das Trägersignal verwendet Funkfrequenzen zwischen 2402 und 2480 MHz, um eine bidirektionale Kommunikation zwischen zwei und acht Geräten herzustellen.

Es gibt ein "Master" -Gerät wie Ihr Mobiltelefon, das ein "Slave" -Gerät wie Ihr Bluetooth-Headset steuert. Der Master überträgt den Inhalt in kurzen Bursts an den Slave, und der Slave kann Befehlsanforderungen an das Gerät senden (Titel überspringen, Lautstärke erhöhen). Ein oder mehrere an ein Master-Gerät angeschlossene Slave-Geräte erstellen ein "Piconetz" Ein Netzwerk, das sehr klein ist von Geräten, die miteinander kommunizieren.

Bluetooth verfügt außerdem über eine einzigartige Fähigkeit, Frequenzsprünge zu implementieren, sodass Master- und Slave-Geräte die Frequenz, mit der sie kommunizieren, adaptiv ändern können.

Merkwürdige Tatsache : Das von Bluetooth verwendete adaptive Frequenzspringen war entwickelt von der brillanten Hollywood-Schauspielerin und scheinbar facettenreichen Hedy Lamarr während des Zweiten Weltkriegs.

Warum ist Bluetooth so schlecht?

Probleme mit Bluetooth ergeben sich sowohl aus dem Design des Standards als auch aus seiner Hardware-Implementierung durch die Hersteller.

Komplexes Standarddesign

Der Bluetooth-Standard selbst weist mehrere Probleme mit dem Design-for-Commission auf. Für einen Funkkommunikationsstandard ist Bluetooth unglaublich komplex - ein farbiges Poster beschreibt wie »ein Paarungstanz zwischen Skorpionen mitten auf einer Autobahn. ""

Anstatt ein generisches Kommunikationsband wie Wi-Fi bereitzustellen, verwendet Bluetooth gerätespezifische Profile. Es gibt enorme Redundanz und unterbrochene Interaktionen zwischen Profilen, was hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass mehrere Unternehmen die quadratischen Stifte ihrer Anforderungen in das kreisförmige Loch des Standards drücken, bis sie passen.

Schlechte Komponenten und Antennen

Bluetooth-Antennen sind genauso notwendig wie FM-Radioantennen. Angesichts der extrem kleinen Kommunikationsreichweite werden jedoch nur Antennen mit geringem Stromverbrauch benötigt. Die einfachsten Antennen sind billig, bieten aber nur mittelmäßige Funktionalität.

Wenn Sie etwas über den Elektronikmarkt wissen, wissen Sie, dass chinesische Hersteller in Scharen zu den billigeren akzeptablen Komponenten eilen. In diesem Fall wäre dies die Firmware und der Antennenstapel mit dem niedrigsten Stromverbrauch, die ein akzeptables Maß an Funktionalität bieten können, was bei den meisten Slave-Geräten, insbesondere bei kostengünstigen, zu Bluetooth führt.

Aber auch die größten Geräte leiden darunter: Es gibt einfach keine großen Bluetooth-Antennen auf dem Markt. Und selbst wenn Sie dies tun, werden Sie an die billigen Chips der meisten Slave-Geräte gebunden sein, es sei denn, Sie entwerfen es selbst.

Überfülltes Frequenzband

Die Geräte verfügen über das für Bluetooth verfügbare schmale Frequenzband, was die Kommunikation zu einer klaren Herausforderung macht. Stellen Sie sich einen überfüllten Bus vor, in dem ein Dutzend oder mehr Personen ihre eigenen Bluetooth-Tonabnehmer haben. Dies ist ein überfülltes und chaotisches Spielfeld, das die Klarheit des Signals beeinträchtigen kann. Schlimmer noch, das von Bluetooth verwendete 2,4-GHz-Band ist vollgepackt mit anderen Geräten wie schnurlosen Telefonen, Wi-Fi-Signalen und Autoalarmen. Wenn Sie beim Einschalten der Mikrowelle jemals Ihr WLAN-Signal verloren haben, spielt sich hier genau das gleiche Phänomen ab.

verbunden 2,4 GHz vs. 5 GHz in einem Router: Was ist besser?

Falscher Streaming-Code

Für eine gute Reproduktion ist zuverlässiger Code erforderlich, der auf zuverlässiger Hardware ausgeführt wird. Je billiger das Gerät, desto weiter weichen wir von diesem Ideal ab. Bluetooth-Firmware ist im Allgemeinen eine Black Box, die auf einem billigen Chip mit schlecht dokumentierten Fehlern und halb implementierten Funktionen ausgeführt wird, was sie für Geräteingenieure zu einer Herausforderung macht. Schlimmer noch, die Chips führen normalerweise Tests mit einer kleinen Anzahl von Geräteprofilen durch, und dies verbirgt viele Fehler.

Während auf der Slave-Geräteseite etwas schief geht, sind sie auf der Master-Geräteseite nicht viel besser. Auf keinem Gerät wird ein fehlerfreier Bluetooth-Stack ausgeführt. Daher gibt es häufig eine drahtlose Interaktion, die durch ein übermäßig komplexes Protokoll zwischen zwei Chips vermittelt wird, die mit Fehlern durchsucht werden. Kein Wunder, dass ein zuverlässiger Betrieb so selten ist.

Fazit

Wenn Bluetooth so schrecklich ist, warum wird es dann von allen verwendet? Bluetooth ist zwar nicht zuverlässig, aber billig, allgegenwärtig und leicht zu verstehen und zu implementieren. Zugegeben, die Implementierung ist alles andere als fehlerfrei.

Die Verbraucher scheinen jedoch sehr ruhig zu sein und kaufen eifrig Tausende von Bluetooth-Slave-Geräten. In Anbetracht der Tatsache, dass alle Bluetooth-Geräte über eine ähnliche Semifunktionalität verfügen, besteht nur ein geringer Wettbewerbsdruck, um die Zuverlässigkeit zu verbessern.

Es ist jedoch möglich, dass Bluetooth kurz vor dem Ausschalten steht. Betrachten Sie Apples Bluetooth + Wi-Fi-Kommunikationsstandard für kurze Entfernungen, der von Chips der W-Serie verwendet wird.

Dies ist ein klarer Hinweis auf das Vertrauen der Unternehmen in die Zukunft von Bluetooth, und wo Apple führend ist, folgen andere Hersteller sklavisch. Wenn wir Glück haben, wird Bluetooth in zehn Jahren auf dem technologischen Friedhof zwischen Real Video Player und Flash liegen.