Bluetooth je technologie přítomná dnes doslova na každém kroku. Tento bezdrátový způsob komunikace využívají telefony, počítače, televize, chytré hodinky, fitness doplňky, automobily a celá řada dalších přístrojů. Odhaduje se, že jen za rok 2018 bylo celosvětově prodáno okolo 10 miliard přístrojů vybavených tímto rozhraním.
Jednotný a téměř všemi podporovaný standard bezdrátové komunikace ale nebyl vždy samozřejmostí. V dnešním článku ze série SMARTtech se podíváme na to, jak Bluetooth vznikal, čím se liší jednotlivé verze a jakým směrem lze očekávat jeho směřování.
Jako vždy se zaměřujeme zejména na uživatelské hledisko a neklademe si tak za cíl pokrýt dopodrobna všechny technické aspekty této problematiky.
Bluetooth: snaha předejít roztříštěnosti
Koncem osmdesátých let minulého století se začala projevovat tendence ve větší míře přecházet k bezdrátové formě komunikace. Na rozdíl od kabelových sériových linek však neexistoval žádný jednotný standard a přístroje různých výrobců spolu tak nemohly komunikovat. Již koncem roku 1988 tak vzniklo sdružení (později pojmenované) Bluetooth Special Interest Group, jehož cílem bylo vytvořit jednotný standard.
Sdružení se zpočátku skládalo ze společností Ericsson, IBM, Intel a Toshiba. Již po roce existence však členů bylo okolo čtyř tisíc. Specifikace pro Bluetooth 1.0 byla představena až v roce 1999. Představení však pochopitelně předcházel dlouhý vývoj a již v jeho průběhu se ukázala potřeba připravovanou technologii nějak pojmenovat.
Hledání názvu nebylo jednoduché
V prosinci roku 1996 bylo v jedné z továren Ericssonu ve Švédsku zahájeno setkání zástupců zúčastněných firem. Záhy došlo k rozhodnutí, že je třeba zvolit nějaký kódový název, jenž bude v průběhu vývojového procesu používán.
Úspěch měl název Bluetooth, s nímž přišel zástupce Intelu Jim Kardash. Ten v té době četl knihu, v níž vystupoval Harald I. „Modrozub“ Gromsson, který v desátém století sjednotil významnou část Skandinávie tím, že se stal králem dánským i norským. A protože cílem připravované bezdrátové technologie bylo sjednotit roztříštěné standardy, paralela byla zjevná.
Nelze se vyhnout krátké historické odbočce vysvětlující nezvyklý přídomek Modrozub. Ten vychází z norského Blåtand, což skutečně lze do angličtiny přeložit jako Bluetooth. Není zcela jasné, proč byl král takto nazýván. Zřejmě šlo o tmavé zbarvení jeho zubu, které bylo způsobeno pravděpodobně zraněním či nemocí. Existuje i teorie o tom, že si král liboval v pojídání borůvek, to ale není příliš pravděpodobné.
Bluetooth se měl jmenovat PAN
Jak již bylo řečeno, Bluetooth mělo být od počátku jen kódové označení při vývoji. S použitím pro název finálního produktu se nikdy ani na chvíli nepočítalo. Návrhů na oficiální název bylo hned několik. Do finále se dostaly dva: RadioWire propagovaný Intelem a PAN (Personal Area Networking), za nímž zase stálo IBM. O vítězi se hlasovalo a poměrně jednoznačně zvítězil PAN. Všichni tedy toto označení začali používat.
Necelé tři týdny před tiskovou konferencí však byla svolána nouzová schůzka, na níž několik členských společností zmínilo poměrně zásadní problém: název PAN už používala celá řada firem a produktů. Bylo navrženo přejít tedy k názvu RadioWire, nicméně ukázalo se, že vzhledem k předchozímu vyřazení nebyla pro tuto ochrannou známku vypracovaná patřičná právní analýza. Vzhledem ke kriticky se krátícímu času tak nakonec bylo rozhodnuto udělat z pracovního názvu Bluetooth oficiální značku. Formálně byla technologie pod tímto názvem registrována roku 1998.
Bluetooth: s runou ve znaku
Při pohledu na logo si asi spousta lidí pomyslí, že jde jen o trochu zvláštně stylizované písmeno „B“. To však není tak docela pravda.
Vzhledem k časové tísni vzniklé z důvodů popsaných výše nebyl čas přemýšlet dlouho a vhodném logu. Sdružení se rozhodlo použít jednoduše kombinaci písmen „H“ a „B“ (Harald Bluetooth), resp. jejich variantu v runách. Logo je tak prostou kombinací dvou znaků vikinského futhorku: „ᚼ“ a „ᛒ“.
Neustálá evoluce technologie Bluetooth
Bluetooth se od své první specifikace z konce 90. let výrazně měnil, „učil“ nové funkce a celkově zkrátka reagoval na aktuální potřeby zařízení, pro něž je určen. Ve většině případů si však během celého vývoje zachovával zpětnou kompatibilitu. Je tak dodržována základní myšlenka, která kdysi předznamenala vznik celé technologie, a to sice snaha o co největší sjednocení. Až na výjimky si tak spolu jednotlivé přístroje „rozumí“ nejen bez ohledu na značku, ale také verzi použité specifikace Bluetooth. Celá komunikace je pak ale pochopitelně vždy omezena zařízením se starší specifikací.
Jednotlivých verzí a podverzí vznikla za dvacet let existence celá řada a není cílem tohoto článku je všechny dopodrobna popsat. Podívejme se ale na několik nejvýznamnějších milníků v evoluci tohoto bezdrátového rozhraní.
Bluetooth 1.X
Úplně první verze 1.0 byla do značné míry navržena jako bezdrátová obdoba sériového rozhraní RS-232. Oproti tomuto rozhraní se sice povedlo docílit relativně značné úspory energie, avšak standard měl celou řadu problémů.
Byl problém s interoperabilitou, párováním a také tím, že specifikace vyžadovala povinné vysílání hardwarové adresy zařízení. Absence anonymity byla považována za problematickou pro některá zamýšlená použití a v některých oblastech tak technologie byla přijata poněkud vlažně.
Relativně brzy však následovaly revize 1.1 a 1.2, které vyřešily celou řadu problémů i vyložených chyb první verze. Došlo zejména ke zvýšení odolnosti proti rušení, zrychlení párování, a především pak tolik potřebnému zvýšení reálné přenosové rychlosti na 721 kbit/s.
Již první specifikace počítala s přenosem zvuku. Šlo však pouze o bezdrátové telefonní hovory, nikoliv přenos kvalitního (nebo alespoň tolerovatelně nekvalitního) zvuku vhodného pro poslech hudby.
Bluetooth 2.X
Verze 2.0 a její revize přinesly především významný nárůst přenosové rychlosti na 2,1 Mbit/s, resp. až 3 Mbit/s při použití Enhanced Data Rate (EDR). Velkým přínosem byla také funkce jednoduchého bezpečného párování (SSP), která přinesla povinné šifrování při párování, což omezilo útoky typu man in the middle.
U verze 2.0 EDR také došlo ke zvýšení maximálního možného dosahu až na přibližně 30 m. V praxi nicméně často dosah těchto hodnot nedosahoval.
Bluetooth 3.X
Největší zajímavostí třetí verze Bluetooth byla nepovinná možnost obsáhnout část specifikace označovanou v praxi logem HS (High Speed). Při použití této funkce mohlo spojení dosahovat do té doby pro Bluetooth netušené rychlosti 24 mbit/s, nicméně má to háček. Bluetooth se použil ke spárování přístrojů, ovšem samotný přenos pak byl realizován přes Wi-Fi.
Bluetooth 4.X
Bluetooth 4.0 je z hlediska dnešního směřování vývoje možná nejdůležitější verzí. Bluetooth byl v této verzi v podstatě rozdělen na tři varianty. Jde o Bluetooth Classic (běžný zpětně kompatibilní), Bluetooth High Speed (viz výše) a Bluetooth Low Energy (BLE).
Zatímco první dva protokoly jsou zpětně kompatibilní a jsou jen evolucí předchozích verzí, BLE je novinkou. Není sice zpětně kompatibilní s předchozími protokoly, ale umožňuje výměnou za nižší datový tok komunikaci s poměrně zanedbatelnou spotřebou energie. Jedná se tak o technologii, která do značné míry umožnila rozvoj všemožných chytrých doplňků a nositelností. Bluetooth Low Energy se používá v nejrůznějších fitness zařízeních, senzorech, lékařských přístrojích, chytré domácnosti a všude tam, kde je třeba co nejvíce šetřit akumulátor přístroje.
Bluetooth 5
Bluetooth 5 je aktuální generací této technologie. Na první pohled si lze všimnout estetické změny – již se nepoužívají podverze a zůstává se pouze u číslice pět. Jde zejména o marketingové rozhodnutí, které by mělo po mnoha letech různých revizí vše opět sjednotit „pod jednou střechou“.
Mnohem zásadnější změny však nastaly takříkajíc pod pokličkou. Výrazně se zlepšil dosah. Bluetooth 4.0 měl ve volném prostoru ideální dosah až 50 m, v reálném interiérovém prostředí však spíše okolo 10 m. Bluetooth 5 tyto hodnoty vynásobil čtyřmi. Ve volném prostoru tak dosah může činit až 200 m, zatímco uvnitř se lze reálně dostat na hodnoty okolo 40 m. Rostla i maximální možná přenosová rychlost, která se zdvojnásobila.
Ještě důležitější je však možnost udržovat větší množství „linek“ komunikace zároveň, což v praxi znamená například možnost přehrávat hudbu z jednoho zdroje ve dvou samostatných Bluetooth reproduktorech zároveň. Tato schopnost přichází vhod samozřejmě také v prostředí internetu věcí, kde umožňuje lepší propojení jednotlivých prvků dané sítě.
Podotýkáme, že Bluetooth 5 umožňuje několik režimů použití, v závislosti na nichž se mění spotřeba energie i výkon. Uvádíme maximální možné hodnoty.
Bluetooth: rozdvojená budoucnost
Od čtvrté verze je patrná stále se zvětšující propast mezi dvěma hlavními požadavky, které dnešní svět na Bluetooth klade. Proto také došlo k rozdělení na Bluetooth Classic a Bluetooth Low Energy.
V budoucnosti tak lze očekávat, že se tyto varianty budou od sebe stále vzdalovat a sdružovat je bude především stejné jméno. V klasické verzi totiž roste zejména požadavek na kvalitnější přenos zvuku, vyšší datový tok a co nejlepší dosah. Nízkoenergetická varianta naopak musí stále snižovat svou energetickou náročnost, aby mohla spolehlivě fungovat i v opravdu miniaturních přístrojích, jako jsou nejrůznější senzory a čidla.
Bluetooth je tak sice dnes možná „dvojjediný“, ale i tak mu vděčíme za téměř absolutní sjednocení tohoto typu bezdrátové komunikace. Kdyby se totiž téměř před 30 lety několik společností nerozhodlo vytvořit jednotný standard, reálně by nám hrozil podobný chaos, jako tomu kdysi bylo s proprietárními nabíjecími konektory jednotlivých výrobců.
