Skąd wziął się Bluetooth i co mają z tym wspólnego Wikingowie?

Telefon komórkowy to cud XXI wieku. To niewielkie urządzenie to nie tylko tani środek komunikacji z całym światem, ale także kieszonkowy komputer. Dzięki temu może być zarówno uniwersalnym narzędziem pracy, jak i doskonałym źródłem rozrywki. Wystarczy, że właściciel zechce i ma odrobinę wprawy.

Wielkość małego telefonu komórkowego polega również na tym, że zmienił on zarówno nasz charakter, jak i postrzeganie świata. Umawiając się na wizytę, możesz pozwolić sobie na odrobinę skrupulatności. I na odrobinę punktualności. Przecież zawsze możesz zadzwonić i zapytać: „Gdzie jesteś?”. Teraz to nie zadziała, jak w starej piosence z czasów dziadków:

Oboje tam byliśmy.
Jestem w aptece!
Szukałam cię w kinie!
Więc jutro
W tym samym miejscu, o tej samej godzinie!

Niecierpliwość i nuda oczekiwania gdzieś zniknęły. Nie ma czasu na nudę na przystanku komunikacji miejskiej czy w podróży. Nikt nie patrzy na współpasażerów. Wszyscy są czymś zajęci, wpatrują się w mały ekran: jedni czytają książkę, inni sprawdzają wiadomości na Facebooku, jeszcze inni oglądają film… Każdemu wedle potrzeb.

Telefon komórkowy zmienił naturę użytkowników, ale jeszcze bardziej zmienił urządzenia techniczne. Po zerwaniu kabla telefon wyruszył w swobodny lot i za jego pomocą nawiązał łączność ze wszystkimi urządzeniami domowymi. Precz z kablami! Dajcie nam swobodę ruchu!

Historia wynalazku rozpoczęła się od pomysłu stworzenia nowego standardu technologii bezprzewodowej, który umożliwiłby urządzeniom mobilnym wymianę informacji na krótkie odległości. Wynalazcy ze szwedzkiej firmy Ericsson rozpoczęli prace w tym kierunku w 1989 roku.

Firma produkowała telefony komórkowe i chciała produkować do nich słuchawki bezprzewodowe. Pomysł polegał na wykorzystaniu w tym celu pasma częstotliwości radiowych od 2,4 do 2,485 gigaherca. Ten zakres częstotliwości radiowych został określony w umowach międzynarodowych i przeznaczony do użytku poza nadawczego. Dlatego nazywa się go pasmem ISM (ISM to skrót od trzech angielskich słów: Industry (Przemysł), Science (Nauka), Medicine (Medycyna)).

Na przykład, mikrofalowe urządzenia grzewcze działają na tej częstotliwości – zarówno domowe, przemysłowe, jak i medyczne. Oczywiście, gdyby jakakolwiek stacja radiowa nadawała na tej fali, silne promieniowanie działającej kuchenki mikrofalowej z pewnością by ją zagłuszyło. Co więcej, żadna komercyjna stacja radiowa nie będzie nadawać na takiej częstotliwości. Jest to zakres fal centymetrowych, które rozprzestrzeniają się w zasięgu wzroku i łatwo zanikają, gdy na ich drodze pojawi się przeszkoda, na przykład tynk, cegła lub betonowa ściana. Jednak na krótkich dystansach, do 10 metrów, taka komunikacja radiowa byłaby idealna, choćby dlatego, że nie wymaga dużych nakładów energii.

Jeśli jednak kilka nadajników pracuje w pobliżu w tym dość wąskim zakresie częstotliwości, będą się one wzajemnie zakłócać. Właściciel jednego telefonu komórkowego nie usłyszy „swojej” transmisji, ale będzie mógł podsłuchać rozmowę osoby siedzącej obok. Jak temu zaradzić? I czy jest to możliwe?

Okazało się, że to możliwe. Pomysł polegał na podzieleniu wąskiego zakresu częstotliwości dostępnych do transmisji na kilka podczęstotliwości. Szerokość dozwolonego zakresu wynosi 2,485–2,4=0,085 gigaherca lub 85 megaherców. W tym przedziale przydzielono 79 częstotliwości roboczych, każda o szerokości 1 megaherca. Transmisja na każdej częstotliwości roboczej trwa 625 mikrosekund. Po tym czasie odbiornik i nadajnik jednocześnie przełączają się na inną częstotliwość. Częstotliwość ta jest wybierana losowo, zgodnie z określonym algorytmem.

Dzięki temu kilka odbiorników i nadajników pracujących w pobliżu nie będzie się wzajemnie zakłócać. Jednocześnie każda para „odbiornik-nadajnik” szyfruje przesyłany sygnał według własnego schematu. Dlatego nawet jeśli „obcy” odbiornik przechwyci sygnał z „obcego” nadajnika, nie będzie w stanie go odszyfrować.

Jeśli z jakiegoś powodu przesłane dane zostaną utracone, zostaną powtórzone podczas kolejnej sesji komunikacyjnej, ale z inną częstotliwością i innym kodowaniem. Próba odsłuchania transmisji nie przyniesie rezultatu: słyszalny będzie szum, którego częstotliwość będzie równomiernie „rozmyta” w całym zakresie częstotliwości 2,4–2,4835 GHz.

Przed rozpoczęciem transmisji odbiornik i nadajnik synchronizują swoją pracę. Uzgadniają algorytm, według którego będą zmieniać częstotliwości transmisji i schematy szyfrowania sygnału. Następnie pracują niezależnie, ale synchronicznie.

Ta metoda komunikacji radiowej nazywana jest metodą Frequency Hopping Spread Spectrum i w skrócie FHSS. Metoda FHSS umożliwiła zorganizowanie procesu transmisji informacji drogą radiową na krótkie odległości (do 10 metrów). Jednocześnie sam kanał transmisyjny jest zabezpieczony przed zakłóceniami i umożliwia jednoczesne korzystanie z niego wielu klientom. Ponadto, ta metoda bezprzewodowej transmisji informacji okazała się łatwa w implementacji i nie zużywała dużo energii.

Technologię FHSS, protokół transmisji i wymagania, jakie muszą spełniać tego typu urządzenia, opracowało pięciu szwedzkich inżynierów: Nils Rydbeck, Johan Ullman, Tord Wingren, Jaap Haartsen i Sven Mattisson .

Piękna nazwa tej technologii, Bluetooth, została wynaleziona w 1998 roku przez Amerykanina Jima Kardacha . Jak do tego doszło?

Minęło kilka lat od powstania technologii bezprzewodowych opartych na komunikacji radiowej, które udowodniły swoją wygodę i niezawodność. Stało się jasne, że ich integracja z laptopami znacznie zwiększy ich funkcjonalność. Teraz wydaje się to niemal oczywiste. Jednak w 1996 roku nawet eksperci musieli być o tym przekonani.

W celu realizacji wspólnych prac utworzono Grupę Specjalnych Zainteresowań (SIG). W jej skład weszli przedstawiciele firm Ericsson, Nokia, Toshiba i IBM. Firmy te kontrolowały wówczas ponad 60% światowej produkcji telefonów komórkowych i laptopów. SIG miała opracować wymagania dla tworzonego uniwersalnego, taniego i bezpiecznego bezprzewodowego systemu komunikacji radiowej. Grupą kierował pracownik Intela, Jim Kardach.

Wszyscy członkowie tej grupy mieli własne interesy i często ze sobą konkurowali. Dlatego Kardach znalazł się w roli arbitra. A jeszcze lepiej, króla, jednoczącego walczące klany i mediatora między nimi, aby powstały sojusz był owocny, gotowy do walki i skuteczny.

Ta metafora przyszła Jimowi Kardachowi do głowy, ponieważ czytał wówczas powieść historyczną o przygodach wikingów autorstwa słynnego szwedzkiego pisarza Fransa Gunnara Bengtssona (1894–1954) . Powieść została napisana w zabawny, humorystyczny sposób, bez większego szacunku dla bohaterskich i bandyckich czynów jego przodków.

Bohater powieści, rudowłosy wiking imieniem Orm, podróżował po świecie, niczym wikingowie w X wieku. Został schwytany i sprzedany muzułmanom. Był niewolnikiem władcy Kordoby, a następnie został wioślarzem na galerach, nawrócił się na chrześcijaństwo i ostatecznie został uwolniony. Co więcej, Orm poślubił córkę konunga (czyli króla) Haralda Sinozębego, co oznacza, że został – ni mniej, ni więcej – księciem. Pod koniec książki nawet się wzbogacił, ponieważ w świętym miejscu, na progu Dniepru, odnalazł ukryty skarb.

Ta powieść została przetłumaczona na język rosyjski i warto ją przeczytać, choćby dla przyjemności. No i żeby dowiedzieć się czegoś nowego o Wikingach.

Kardach, na przykład, dowiedział się o królu Haraldzie Sinozębie (Harald BlГҐtan d ; 930-986?) . Ten zaciekły wiking zjednoczył pod swoimi rządami kilka wcześniej niezależnych klanów i został pierwszym królem Danii i Norwegii. Co więcej, zaprowadził w swoim królestwie prawo i porządek, ponieważ przyjął chrześcijaństwo. Za tę zasługę został później nawet kanonizowany.

Jim Kardach, według własnej oceny, znalazł się w podobnej sytuacji. Musiał upokorzyć i zjednoczyć przedstawicieli niezależnych i wpływowych firm, a także zaprowadzić ład i porządek, opracowując wspólne specyfikacje dla przyszłego produktu. Nie cierpiąc na manię wielkości, traktował swoją „królewską” pozycję z humorem.

W tamtym momencie uczestnicy wspólnej grupy nie mogli wymyślić jednej nazwy dla wspólnego projektu. Każda z uczestniczących firm opracowała własny system komunikacji radiowej między telefonem komórkowym a laptopem, a rozwiązania te nazywano inaczej. Korzystając ze swoich uprawnień lidera, Jim Kardach zaproponował tymczasową nazwę projektu, pseudonim wojowniczego Haralda – Blue Tooth, po angielsku „Bluetooth”.

Nie ma nic trwalszego niż tymczasowość. Członkowie zespołu nigdy nie wymyślili nowej nazwy dla projektu, nad którym pracowali. Co więcej, gdy nadszedł czas na pisanie ostatecznej dokumentacji, okazało się, że wszyscy już przyzwyczaili się do głupiej nazwy „Blue Tooth” i postanowili jej nie zmieniać. Co więcej, logo połączenia międzykomputerowego składało się z dwóch run – Hagalaz (бљј) i Berkana (б›'), które stały się początkiem imienia i przydomku króla Wikingów. W ten sposób Harald Sinozęby wkroczył w XXI wiek.

Można by rzec, że został kanonizowany po raz drugi. Kto by go teraz pamiętał, tego z Bluetoothem? A przecież wszyscy znają Bluetootha!