С появлением пятой версии протокола беспроводной связи, которая обещает в два раза увеличить скорость обмена данными между устройствами с низким энергопотреблением, технология Bluetooth становится явно ориентирована на Интернет вещей.

Согласно заявлению Bluetooth Special Interest Group, стек Bluetooth Low Energy (BLE), в наибольшей степени выигравший от новых спецификаций Bluetooth 5, обеспечивает теперь передачу данных на скорости до 2 Мбит/с, а зона его покрытия способна охватить целый этаж здания или даже весь дом. Эти особенности должны помочь Bluetooth в дальнейшем освоении как умных домов, так и некоторых корпоративных сред.

«В настоящее время область домашнего Интернета вещей совершенно открыта, поскольку в большинстве домохозяйств еще не начали покупать подключаемые к сети термостаты и дверные замки, – указал аналитик ABI Research Эви Грингарт. – Технология Bluetooth обладает определенными преимуществами перед конкурентами, поскольку уже сейчас встроена в большинство существующих смартфонов и планшетов. Что же касается альтернатив, к которым относятся, например, ZigBee и Z-Wave, они пока не пользуются особой популярностью. Резонно предположить, что в ближайшие два-три года фактически каждый телефон будет поддерживать Bluetooth 5. А зачастую именно повсеместное распространение становится важнейшим преимуществом стандарта».

И если новый протокол будет поддерживаться телефонами, пользователи смогут управлять устройствами с Bluetooth 5 без дополнительных концентраторов.

Сейчас мы становимся свидетелями постепенного перехода от одной разновидности протокола к другой. «Классический» тип на протяжении многих лет обеспечивал связь между сотовыми телефонами и автомобилями, а также отвечал за соединение мыши с ПК. Вариант BLE потребляет меньше электроэнергии и может работать в небольших устройствах, которые питаются от батареи и способны долгое время функционировать без вмешательства со стороны человека.

«Уже сегодня по распространенности BLE превосходит 'классический' Bluetooth, – отметил директор программ Bluetooth SIG для разработчиков Стив Хегендерфер. – А большинство современных чипов поддерживают оба режима. С появлением Bluetooth 5, BLE сравняется по скорости со старыми системами, а со временем производители скорее всего начнут отдавать предпочтение версии с меньшим энергопотреблением».

Дальность действия Bluetooth 5 выросла вчетверо, и пользователям больше не нужно думать о том, что к интеллектуальным устройствам надо держаться поближе. «А домашние системы безопасности – наиболее распространенные технологии умного дома – смогут поддерживать связь с другими устройствами Bluetooth 5 в пределах всего дома», – подчеркнул аналитик Parks Associates Том Кербер.

Еще одно расширение новой версии поможет корпоративным клиентам использовать маячки Bluetooth для определения местоположения. В BLE заложена функция широковещательной рассылки устройствами информации о том, что они из себя представляют и какие операции способны выполнять. Это помогает координировать их действия с другим оборудованием. До недавнего времени размер сообщений такого рода был ограничен 31 байтом.

Теперь же он увеличился в восемь раз, упростив обмен сведениями о текущем местоположении и условиях корпоративного применения. Это относится, например, к медицинским устройствам в больницах. Концепция Google Physical Web, призванная упростить пользователям взаимодействие с объектами, базируется как раз на маячках BLE.

Впрочем, отдельные части мозаики Bluetooth еще нуждаются в заполнении.

«Увеличение дальности действия является важным улучшением, но ячеистые сети все же остаются более предпочтительными, – заметил Грингарт. – В ячеистой конфигурации, поддерживаемой конкурирующими сетями ZigBee и Thread, любое устройство подключается к тому, что находится в непосредственной близости от него. Это позволяет экономить электроэнергию и является более эффективным решением по сравнению с покрытием каждым устройством всего дома, поскольку стены и другие препятствия ослабляют сигнал, не позволяя ему достигать самых дальних точек. В настоящее время группа Bluetooth SIG работает над спецификациями для ячеистых сетей».

Потребители ждут также поддержки передачи аудиосигналов класса Hi-Fi на беспроводные телефоны. Эта задача приобретает все большую актуальность по мере того, как производители телефонов отказываются от оснащения своих аппаратов аудиовыходами. Что же касается ячеистых сетей, их поддержка предполагается, но еще не готова.

Хотя Bluetooth 5 позволяет сделать важный шаг в направлении дальнейшего развития Интернета вещей, область эта по-прежнему остается неосвоенной. И успех здесь может сопутствовать практически любому решению, включая Wi-Fi.

Компания Facebook успешно завершила в Южной Каролине испытания технологий, с помощью которых она намерена предоставлять интернет-сервисы в сельской местности. Скорость передачи данных между двумя вышками составила почти 20 Гбит/с.

Испытания проводились в так называемом миллиметровом E-диапазоне на частоте от 60 до 90 ГГц.

Сигналы такого рода обеспечивают высокую скорость передачи данных, но заметно ослабевают с увеличением расстояния, из-за неблагоприятных погодных условий и при наличии препятствий. Поэтому их применяют обычно для организации связи между двумя точками на коротких расстояниях.

При построении 13-километрового канала между Малибу и Вудленд-Хиллз в Facebook использовали 60-сантиметровую тарелку.

В ходе первоначальных испытаний скорость передачи варьировалась от 100 Мбит/с до 3 Гбит/с. Пересылка данных осуществлялась как в ясные дни, так и в условиях облачности, тумана, дождя и сильного ветра.

После проведенных тестов на основе имевшихся микроволновых компонентов была построена система, использующая на приемной стороне тарелку диаметром 1,2 метра.

При отклонении всего на 0,2° сигнал ослабевал наполовину, поэтому очень важно было соблюдать точность.

Чтобы добиться скорости в 20 Гбит/с, потребуется почти ювелирная точность: отклонение не должно превышать 0,07°.

Следующим этапом испытаний должно стать создание системы земля-воздух, обеспечивающей передачу данных на самолет Cessna с приемопередатчиком на борту. Источник: Facebook

Расстояния, которых удалось достичь, уже являются довольно значительными и позволяют создавать наземные каналы для высокоскоростной передачи данных между двумя точками.

Но этого недостаточно, и компания планирует использовать для доступа к Интернету беспилотные летательные аппараты.

Дроны Facebook Aquila с высоты от 18 до 27 км предоставляют жителям отдаленных районов доступ к Интернету. А поскольку дрон не всегда находится непосредственно над наземной станцией, протяженность канала может увеличиваться.

Для запуска сервисов потребуется увеличить расстояние, на которое передаются данные, до 30-50 км и довести пропускную способность до 30 Гбит/с.

Следующим этапом испытаний в Калифорнии должно стать создание системы земля-воздух, обеспечивающей передачу данных на самолет Cessna с приемопередатчиком на борту.

Тестирование системы, которая позволит передавать данные на самолет на высоту до 6 км, уже началось. В 2017 году Facebook планирует довести скорость передачи как в прямом, так и в обратном направлении до 40 Гбит/с.

Но прежде чем приступать к развертыванию систем, Facebook предстоит решить еще ряд технических вопросов и преодолеть трудности с организацией связи.

По жалобе организации защитников сетевых прав La Quadrature du Net, провайдера French Data Network и французской федерации некоммерческих провайдеров Конституционный совет Франции вновь рассмотрел принятый в прошлом году закон, позволяющий спецслужбам почти бесконтрольно собирать сведения о любых сеансах беспроводной связи.

Отсутствие контроля может привести к непропорционально широкому вторжению в личную жизнь, постановил совет, и противоречит существующему законодательству. Новые полномочия спецслужб необходимы для защиты фундаментальных интересов страны, отметил совет, но закон не запретил использовать их для других целей. Наконец, в законе не были описаны ни конкретные методы наблюдения и контроля, ни какие-либо способы оспорить их применение. Однако совет не отменил соответствующие пункты нового закона, предоставив правительству год с небольшим на принятие законов, исправляющих эти недостатки. В течение этого срока спецслужбы должны будут отчитываться об операциях, проводимых в рамках нового закона, перед национальной комиссией по контролю за разведывательными средствами.

В Panasonic разработали систему передачи данных, с помощью которой можно обмениваться информацией, дотрагиваясь до людей и предметов. Прототип отправляет данные на скорости до 100 Кбит/с, пользуясь электромагнитным полем на коже человека. Для обмена информацией приемопередатчик должен быть на обеих сторонах.

В Panasonic демонстрируют устройство на проходящей в Японии выставке Ceatec на примере несложных взаимодействий. Например, человек, держащий шар определенного цвета, касается лампы; ей передается информация о шаре, и она загорается тем же цветом.

В Panasonic уверены, что у системы могут быть применения, более ценные с практической точки зрения, чем подготовленные для демонстрационных целей. Например, можно было бы обмениваться контактной информацией при рукопожатии и открывать дверной замок, просто взявшись за ручку двери.

Сейчас система слишком громоздкая, чтобы ею можно было пользоваться на практике, но в Panasonic уверены, что смогут миниатюризировать ее, если будет спрос.

Устройство под названием Dot разработано в качестве цифровой замены стикеров — «точка» отправит на ваш смартфон заранее запрограммированное напоминание, как только вы мимо нее пройдете. С помощью Dot можно оставлять цифровые записки членам семьи или напоминания самому себе о выполнении каких-либо обязанностей, например, о том, что нужно вынести мусор. Вместо показа напоминания устройство можно заставить открыть какое-либо приложение.

Dot работает, пользуясь технологией Apple iBeacon. Светодиод на устройстве можно использовать для передачи каких-нибудь сведений. Например, красный свет может напомнить о том, что на улице жара, а зеленый — сообщить об отсутствии заторов на дорогах.

В одной комнате может находиться сразу несколько устройств. При этом одна и та же «точка» может одновременно быть запрограммирована на выполнение нескольких функций при условии, что они не конфликтуют друг с другом.

Расстояние до Dot смартфон определяет по силе сигнала Bluetooth. Проблему, связанную с ослаблением сигнала по мере подсадки батареи, разработчики планируют решить программным способом.

Устройства, соответствующие новой версии спецификаций Bluetooth, позволят увеличить радиус действия беспроводной связи и повысить ее скорость.

Новая версия Bluetooth 5 претерпела весьма существенные изменения по сравнению со спецификациями Bluetooth 4.2. По словам аналитиков The Linley Group, радиус действия связи в зоне прямой видимости теперь будет достигать 400 метров. Это означает, что пользователь сможет подключать смартфон к динамику Bluetooth, который ему даже не виден.

Окончательный вариант спецификаций будет опубликован в конце текущего или в начале следующего года.

«В типичных ситуациях Bluetooth 5 будет обеспечивать дальность действия до 120 метров, что в четыре раза превышает возможности Bluetooth 4.2, – сообщил Чак Сабин, директор по стратегии бизнеса организации Bluetooth Special Interest Group, утверждающей стандарты Bluetooth. – При этом скорость передачи данных вырастет вдвое, до 2 Мбит/с. Наш опыт показывает, что устройства, соответствующие новому стандарту, выпускаются в кратчайшие сроки после утверждения окончательных спецификаций. Так что, если спецификации Bluetooth 5 будут утверждены в конце текущего года, появления устройств можно ждать в начале следующего».

Предыдущие версии Bluetooth находили применение в аудиооборудовании, наушниках и автомобилях. Но стандарт продолжает развиваться, и сегодня он используется в устройствах Интернета вещей, продуктах для умного дома, в медицинской технике, дронах, роботах, интеллектуальных счетчиках и носимых устройствах. Bluetooth составляет конкуренцию другим беспроводным технологиям, в том числе Wi-Fi и ZigBee.

«Увеличение скорости и дальности действия, а также реализация в Bluetooth 5 функций коррекции ошибок упрощает дистанционное обновление прошивки устройств, – указал Сабин. – Особую важность это имеет для автомобилей, интеллектуальных счетчиков и медицинских устройств, размещенных внутри тела человека».

Bluetooth 5 сможет поддерживать циркулярную рассылку сообщений. Можно будет, например, инициировать передачу данных с носимого устройства на множество других устройств. Эта функция окажется весьма полезной в сфере Интернета вещей, где интеллектуальный счетчик сможет пересылать данные сразу нескольким компьютерам и прочему оборудованию.

Еще одним плюсом Bluetooth 5 станет возможность широковещательной рассылки данных, включая информацию о местоположении, URL-адреса и мультимедийные файлы. Датчики в магазине, к примеру, могли бы обеспечивать навигацию в стиле GPS к конкретным товарам. Интерфейс Bluetooth 5 будет полезен и для самодвижущихся автомобилей, которым необходимо поддерживать взаимодействие с множеством датчиков и внешних источников (в частности, со светофорами).

Устройства с последними версиями Bluetooth и Bluetooth Low-Energy можно будет обновить до стандарта Bluetooth 5, изменив их прошивку. Для всех остальных понадобятся новые чипы и контроллеры, которые уже начали разрабатываться. Спецификации Bluetooth 5 будет поддерживать, к примеру, беспроводной чип Texas Instruments CC2640.

Если в высоконагруженной беспроводной локальной сети несколько точек доступа осуществляют передачу одновременно по одной и той же частоте, они создают взаимные помехи. Этого можно избежать, если точки доступа будут передавать данные по очереди, но тогда снижается скорость передачи.

В Лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института разработали систему MegaMIMO, которая позволяет нескольким точкам доступа передавать данные одновременно по одной частоте без помех, что дает возможность поддерживать высокую пропускную способность даже в сильно загруженных сетях. Система работает, обеспечивая фазовую синхронизацию передач разных точек доступа и тем самым устраняя помехи. Кроме того, MegaMIMO непрерывно адаптируется к изменениям условий приемопередачи, в том числе вызванным изменениями местонахождения людей поблизости.

В ходе экспериментов скорость передачи по сети Wi-Fi при одновременной работе четырех точек доступа на основе MegaMIMO удавалось увеличить втрое по сравнению с обычными антеннами, а дистанцию приема — вдвое. По оценкам исследователей, те же преимущества можно получить при передаче по сети сотовой связи.