همه چیز درباره بلوتوث

بلوتوث یک قابلت صنعتی برای شبکه‌های بیسیم محلی است که در جهت اتصال و مبادله اطلاعات بین وسایلی مانند  کامپیوترها و دوربین‌های دیجیتال از طریق فرکانس رادیویی برد کوتاه امن و ارزان قیمت و قابل دسترس برای تمامی جهانیان فراهم کرده است. همچنین راهی برای اتصال « پی دی ای»¹ و گوشیهای تلفن همراه و کامپیوترهای قابل حمل است.

بلوتوث از نام پادشاه دانمارکی (Harold Bluetooth Blatant) در قرن ۱۰ برگرفته شده او کسی بود که دیپلماسی را از جنگ به سمت گفت و گو سوق داد مخترعان تکنولوژی بلوتوث فکر می‌کردند این نام مناسب برای تکنولوژی آنهاست که به وسایل مختلف اجازه می‌دهد نوعی گفتگو با هم داشته باشند. این سیستم فرایند رادیویی برای مصارفی با توان پایین در یک برد کوتاه (۱۰ سانتی متر ۱۰ متر و ۱۰۰ متر)که توسط یک برد ارزان طراحی شده است.

بلوتوث برای گوشی تلفن همراه

بلوتوث به دستگاههای ارتباطی این امکان را می دهد که با یکدیگر به گفت و گو بپردازند به شرطی که هر دو در برد هم قرار گرفته باشند. این برد حداکثر ۱۰۰ متر است که به کلاس توان محصول بستگی دارد سه کلاس توان وجود دارد که عبارتند از:

کلاس یک با برد بیست تا صد متر

کلاس دو با برد دو و نیم تا چهار متر

کلاس سه با برد تقریبی  ده متر

کاربردها و مصارف  Bluetooth

 اول: ایجاد یک شبکه بیسیم برای کامپیوترهای رومیزی با یک پهنای باند کوچک

دوم: استفاده در تجهیزاتی مانند printer ,microphone ,keyboard

سوم: فروش زیادی در تلفنهای سلولی داشته است که آنها را قادر ساخته که به کامپیوترها و

 PDAs و hands freeوبسیاری دیگر از دستگاهها متصل شوند و به این ترتیب یک شبکه بیسیم و محلی را ایجاد می کند.

چهارم: انتقال فایلها مانند عکس موسیقی و… میان گوشیهای موبایل.

پنجم:  «هد ست و هند ست» برای گوشیهای موبایل

ششم: دستگاههای اندازه گیری و بسیاری از ابزارهای پزشکی

هفتم: مکان یابها و دستگاههای رهیاب

هشتم: وسایل کمک شنوایی

نهم: کنترل از راه دور تلویزیون بجای اینفرارد

مشخصات و ساختار

بلوتوث اولین بار توسط Ericsson توسعه و گسترش یافت و بعدها به‌وسیله گروه SIG که در ۲۰ می‌‌۱۹۹۹ تأسیس شد و اعضای آن شرکتهایی چون:Sony Ericsson, IBM, Intel, Toshiba , Nokia بودند؛ گسترش یافت. بعدها شرکتهای کامپیوتری دیگری هم به آنها پیوستند. متعاقب آن بلوتوث تحت استاندارد IEEE ۸۰۲.۱۵.۱ شناخته ‌شد.

Bluetooth ۱.۰ and ۱.۰B

نسخه  ۱.۰ و ۱.۰B  از مشکلات متعددی برخوردار بود و سازندگان آن مجبور بودند برای رفع این مشکلات  آدرس سخت افزاری(BD-ADDR)  وسیله بلوتوث را تحت پروتکل  handshaking  ارسال کند که این فرایند به صورت نا شناخته صورت نمی گرفت.

Bluetooth ۱.۱

در نسخه  ۱.۱ خیلی از مشکلات نسخه  B ۱.۰ شناسایی و برطرف شد. کانالهای بدون رمزگذاری نیز به آن اضافه شد و آشکارسازهای قوی تری نیز برای دریافت سیگنالهای به آن اضافه شد(RSSI)

Bluetooth ۱.۲

این نسخه همانند نسخه های قبلی است فقط با کمی تغییر در آن که عمده موارد اضافه شده شامل: «سیستم سازگار طیف وسیع پرش فرکانسی²  که پایداری در مقابل تداخل فرکانس رادیویی با استفاده از به کارگیری طیف وسیعی از پرش فرکانسها را ایجاد می‌کند » افزایش سرعت ارسال در عمل و اتصال گسترده هماهنگ³  که بهبود کیفیت صوت را با ارسال مجدد بسته های آسیب دیده را سبب می‌گردد، بود.

Bluetooth ۲.۰

این نسخه بلو توث تکامل یافته ۱.x است.  تغییرات عمده شامل ایجاد و ارائه شاخصهای ارسال و دریافت ۲.۱ مگا بایت در ثانیه تا 3 برابر افزایش سرعت در مخابره و مصرف انرژی کمتر از طریق کاهش دور بسته فرکانسی و کاهش گردش برقراری ارتباط چندگانه با استفاده از عرض باند قابل دسترس بیشتر  که متعاقب آن سیستم شناسایی شاخصهای خطای بلوتوث کاهش می یابد.

چشم انداز بلوتوث

نسخه آینده بلوتوث به عنوان LISBON نامیده شده که شامل تعدادی  ویژگیهای افزایش امنیت و قابلیت استفاده بیشتر از آن است. مهمترین این موارد عبارت است از: تغییرات پیوسته ذره ای-  این توانایی به ارتباط رمزگذاری شده این امکان را می‌دهد که بطور تناوبی کدهای رمزی خود را تغییر دهد تا بدین وسیله امنیت افزایش یابد.

واکنشهای گسترده هسته های بلوتوث: این توانایی سبب می‌شود در طول فرایند بازبینی و درخواست اطلاعات بیشتری جمع آوری شده و به دستگاهها امکان فیلترینگ بهتری را جهت ارتباط می‌دهد این اطلاعات شامل نام وسیله و فهرستی از خدمات ارائه شده است.

کاهنده های مصرف انرژی: این حالت موجب کاهش توان مصرفی وانرژی رسانه می‌گردد به ویژه این قابلیت در هنگام ارتباط و انتشار دادهای نامتقارن می شود. در حالی که زمان برقراری ارتباط با وسایلی چون mic و keyboard  سبب افزایش طول عمر باتری از ۳ تا ۱۰ برابر خواهد بود.

مشخصه های بالا برنده کیفیت داده ها: در این حالت در شرایط ترافیک مخابراتی بسیار بالا هیچگونه کاهشی در کیفیت داده های صوتی و تصویری مشاهده نمی شود.

ارتباط و شناسایی رسانه: این حالت به سادگی وظیفه بهبود در برقراری ارتباط و جفت شدن رسانه حامل بلوتوث را بر عهده دارد. در این شرایط در یک زمان هم کارایی و هم امنیت سیستم و داده ها افزایش می یابد. کیفیت و کارایی این سیستم به حدی است که انتظار می‌رود که این شرایط به شدت در افزایش کارایی بلوتوث و بهبود تکنولوژیکی آن  افزایش یابد.

از ورژن بعد از LISBON  ورژن  SEATTLE نام برده می‌شود که مشخصه و ویژگی‌های بیشتری را دارد که عمده آنها روی(UWB: ultra wide band) متمرکز شده این خصیصه امکان استفاده از بلوتوث را در عرض باند بسیار بالای رادیویی فراهم می‌کند که به دنبال آن ارسال و انتقال اطلاعات داده ها را با سرعت بسیار بالا فراهم می‌کند.

Technical information Communication & Connection  یک دستگاه بلوتوث که نقش یک master را ایفا می‌کند می‌تواند با ۷ دستگاه که نقش slave را بازی می‌کنند ارتباط برقرار کند. این شبکه که یک گروه ۸ تایی را تشکیل می‌دهد، خوشه بلوتوث یا  piconetنامیده می‌شود.  در هر زمان داده‌ها می‌‌توانند بین master ویک slave انتقال یابد اما master از یک slave به slave دیگر به صورت سریع با یک گردش نوبتی سوئیچ می‌کند خصوصیت دیگر بلوتوث این است که اجازه می‌دهد ۲ یا چند piconet به هم متصل شده ویک scatter net را ایجاد می‌کند در این حالت بعضی دستگاهها به عنوان پلی که نقش یک master را در یک piconet و یک slave را در piconet دیگر بازی می‌کند برقراری ارتباط هر وسیله بلوتوث در هر برقراری ارتباط پارامترهای زیر را ارسال می‌کند:

1. نام دستگاه
2. کلاس دستگاه
3. لیستی از خدمات
4. یکسری اطلاعات تخصصی مثل:مشخصات دستگاه و کارخانه سازنده و مشخصات بلوتوث و ساعت راه اندازی.

هر وسیله ممکن است که یک درخواست برای پیدا کردن وسایل دیگر برای ایجاد ارتباط انجام دهد وهر دستگاهی می‌تواند به این درخواست پاسخ دهد هر چند اگر وسیله‌ای که سعی در برقراری ارتباط دارد آدرس دستگاه مقابل را بداند در این صورت همیشه به شکل مستقیم به این درخواستها پاسخ خواهد داد و اطلاعات مذکور در بالا را در صورت نیاز ارسال خواهد کرد. هر چند برای استفاده از خدماتی که دستگاه ارائه می‌کند ممکن است جفت شدن دستگاهها و اجازه مالکین دستگاه را بطلبد اما اتصال می‌تواند به‌وسیله هر دستگاهی برقرار و تا زمانی که از برد یکدیگر خارج نشده‌اند این ارتباط سالم بماند بعضی از وسایل می‌‌توانند تنها با یک وسیله در یک زمان ارتباط داشته باشند و در این صورت از برقرای ارتباط با دیگر دستگاهها جلوگیری خواهد شد و درخواست ارتباط تا زمان قطع ارتباط برقرار خواهد ماند هر وسیله‌ای یک آدرس 48 بیتی منحصر به فرد برای خود دارد هرچند این آدرسها به طور کلی در برقراری ارتباط و درخواست برای ارتباط نشان داده نمی‌شود اما به جای آن نامی برای دستگاه بلوتوث که آن نام به‌وسیله کاربر مشخص شده به نمایش در می آید این نام هنگامی که کاربر دستگاه بلوتوثی را جست و جو می‌کند در لیستی که شامل نام دستگاههای بلوتوثی که قبلا با شما جفت شده‌اند به نمایش در می‌‌آید بسیاری از تلفنها نام بلوتوسشان توسط کارخانه سازنده بر حسب مدل و نوع گوشی موبایل به صورت پیش فرض انتخاب می‌گردد بسیاری از تلفنها و لپتاپها تنها نام بلوتوث و برنامه‌های ویژهای که لازم است به عنوان اطلاعات اضافی ارسال شود را نمایش می‌‌دهند. آدرس بلوتوث در گوشی‌های نوکیا با وارد کردن کد دستوری #2820#* به نمایش در می آید.

هر وسیله‌ای همچنین یک کلاس مشخصه ۲۴ بیتی دارد که مشخص می‌کند این دستگاه از چه نوعی است(Phone, Smart phone, Computer, Headset, etc.)  این اطلاعات در زمانی که دستگاههای دیگر بخواهند با هم ارتباط بر قرار نمایند ارسال می شود در بعضی دستگاهها این اطلاعات به صورت یک آیکون کوچکی در کنار نام دستگاه قرار می‌گردد دستگاه بلوتوث همچنین یک لیستی از خدمات را اگر برای دستگاه دیگر لازم باشد ارسال می‌کند که شامل اطلاعات اضافی مثل نام خدمات و کانال ارتباطی است این کانالها به صورت مجازی هستند و کاری روی فرکانس ارسال مثل بسیاری از پورتهای TCP انجام نمی دهند Air interface به عنوان یک رابط پروتکل بلوتوث تحت لیسانس رایگان باند ISM در فرکانس ۲.۴۵GHZ  کار می‌کند به علاوه از تداخل با دیگر پروتکل‌هایی که در باند ۲.۴ GHz اجتناب می‌کند پروتکل Bluetooth باند ۲.۴ گیگا را به ۷۹ کانال با عرض ۱ مگاهرتز تقسیم می‌کند که ۱۶۰۰ بار در ثانیه تغییر کانل می‌دهد با انجام این کار در بلوتوث‌های ورژن ۱.۱ و ۱.۲ به سرعتی بالغ بر ۷۲۳.۱ Kbit/s به عنوان نرخ تبادل داده‌ها دست پیدا می کنیم در بلوتوث ورژن ۲ با مشخصه (EDR)  به سرعتی تا ۲.۱ Mbit/s دست خواهیم یافت ولی از لحاظ فنی دستگاه بلوتوث با ورژن ۲ مصرف توان بالاتری دارند اما سرعتی بالغ بر ۳ برابر سریعتر سبب کاهش مدت زمان ارسال می‌گرددکه به طور موثر مصرف را به نصف در مقابل دستگاههای ورژن۱.۰ میرساند – ترافیک بار یکسان فرض شده است-  بلوتوث چیزی متفاوت با Wi-Fi است Wi-Fi توان مصرفی و کارایی بالاتر و فاصله تحت پوشش وسیعتری و در عوض سخت افزار گرانتری دارد آنها از یک رنج فرکانسی یکسان استفاده می‌کنند اما شکل مولتی پلکسی که بکار می گیرند متفاوت است بلوتوث جایگزینی برای کابل برای کاربردهای متنوع است Wi-Fi جایگزینی برای کابل تنها برای دسترسی به یک شبکه محلیست.

دست آخر اینکه  Bluetooth یک wireless USB است در حالی که Wi-Fi یک Ethernet بیسیم است هر دو در یک عرض باند خیلی کم در مقابل سیتم‌های کابلی که جایگزین آنها شده‌اند کار می‌کنند منهای اینکه سیتمهای ورژن جدیدتر پروتکل G که با سرعتی حداکثر ۱۰۸ Mbps کار می‌کند.

محمد حسن اسدی طاری

انتهای پیام/

1-      (Personal digital assistants:PDAs)

2- (AFH:Adaptive Frequency-hopping spread spectrum)

3- extended Synchronous Connections (eSCO)