بلوتوث (Bluetooth)
یک استاندارد صنعتی برای شبکههای شخصی بیسیم می باشد که با عنوان استاندارد IEEE 802.15.1 نیز شناخته می شود. این شبکه در حوزه کامپیوتر های شخصی و لوازم الکترونیکی شخصی مانند گوشیهای تلفن همراه، دوربین های دیجیتال و PDA ها (Personal digital assistants) کاربرد دارد و راهی برای انتقال بیسیم اطلاعات بین دستگاه های دیجیتال از طریق فرکانس رادیویی برد کوتاه امن و ارزان قیمت و قابل دسترس برای عموم فراهم می کند.
تاریخچه
بلوتوث از نام پادشاه دانمارکی (Harold Bluetooth Blatant) در قرن 10 برگرفته شده او کسی بود که دیپلماسی را از جنگ به سمت گفتگو سوق داد مخترعان فناوری بلوتوث فکر میکردند این نام مناسب برای فناوری آنهاست که به وسایل مختلف اجازه میدهد نوعی گفتگو با هم داشته باشند.
استاندارد بلوتوث اولین بار توسط Ericsson توسعه و گسترش یافت و بعدها بهوسیله گروه SIG که در 20 می1999 تأسیس شد و اعضای آن شرکتهایی چون:Sony Ericsson, IBM,Intel,Toshiba,Nokia بودند که بعدها شرکتهای کامپیوتری دیگری هم به آنها پیوستند. بلوتوث تحت استاندارد IEEE 802.15.1 شناخته میشود.
کاربردها و مصارف بلوتوث
هدست بلوتوث
1- ایجاد یک شبکه بیسیم برای کامپیوترهای رومیزی با یک پهنای باند کوچک
2- استفاده در تجهیزاتی مثل printer ,mic,keyboard
3- بلوتوث فروش زیادی در تلفنهای سلولی داشته است که آنها را قادر ساخته که به کامپیوترها وPDAs و handsfree ها وبسیاری دیگر از دستگاهها متصل شوند و به این ترتیب یک شبکه بیسیم LAN را ایجاد میکنند
4- انتقال فایلها (مثل عکس و mp3 و غیره) بین گوشیهای موبایل و PDAs و کامپیوترها از طریق OBEX
5- handset بلوتوث برای گوشی موبایل و smart phone ها
6- دستگاههای اندازه گیری و Test
7- ابزارهای پزشکی
8- گیرندهای GPS
9- اتومبیل و استفاده بهعنوان handsfree تلفن در آن
10- کنترل از راه دور تلویزیون بجای اینفرارد
11- وسایل کمک شنوایی
12- playstation 3 و Nintendo Revolution از بلوتوث برای جوستیک خود استفاده خواهند کرد و...
مشخصات فنی
Bluetooth یک سیتم رادیویی برای مصارفی با توان پایین در یک برد کوتاه (10 سانتی متر 10 متر و 100 متر)که معمولا در یک ریزتراشه ارزان پیاده سازی می گردد.
بلوتوث به دستگاههای دیجیتال اجازه میدهد که با یکدیگر ارتباط داشته و اطلاعات را با نرخ مناسبی منتقل کنند به شرطی که در برد رادیویی هم قرار گرفته باشند. برد رادیویی این فناوری از مرتبه ابعاد یک اتاق بوده و در رده های پرتوان حداکثر به 100 متر می رسد، این برد به کلاس توان محصول بستگی دارد.
سه رده توان برای محصولات این فناوری وجود دارد :
رده 1: متر 100 20mW ~100dBm
رده 2: متر 2.5 4mW ~10dBm
رده 3: متر 1 0mW ~10dBm
یک دستگاه بلوتوث که نقش یک
master
را ایفا میکند میتواند با 7 دستگاه که نقش
slave
را بازی میکنند ارتباط برقرار کند این شبکه که یک گروه 8 تایی را تشکیل میدهد
piconet(خوشه
بلوتوث) نامیده میشود.
نسخه های مختلف استاندارد
Bluetooth 1.0 and 1.0B
ورژن 1.0 و 1.0B مشکلات متعددی داشت و سازندگان مختلف مشکلات بزرگی در برقراری ارتباط محصولاتشان با هم داشتند این ورژن مجبور بود آدرس سخت افزاری(BD-ADDR) وسیله بلوتوث را تحت پروسه handshaking ارسال کند و غیر ممکن بود که این کار به صورت بینام و گمنام انجام شود.
Bluetooth 1.1
در نسخه 1.1 خیلی از مشکلات نسخه B 1.0 آشکار و برطرف گردید. کانال های بدون رمزگذاری نیز به آن اضافه شد و آشکارسازهای قوی تری نیز برای دریافت سیگنالها به آن اضافه گردید.(RSSI)
Bluetooth 1.2
این ورژن همانند ورژنهای قبلی است فقط با کمی تغییر در آن که عمده موارد اضافه شده شامل:
· سیستم سازگار طیف وسیع پرش فرکانسی(AFH:Adaptive Frequency-hopping spread spectrum) که پایداری در مقابل تداخل فرکانس رادیویی با استفاده از بکارگیری طیف وسیعی از پرش فرکانسها را ایجاد میکند
· بالا بردن سرعت ارسال در عمل
· اتصال گسترده هماهنگ (extended Synchronous Connections) که بهبود کیفیت صوت را با ارسال مجدد package های خراب شده و آسیب دیده را سبب میگردد
· Host Controller Interface (HCI) support for 3-wire UART
· HCI access to timing information for Bluetooth application
Bluetooth 2.0
این ورژن ورژن تکامل یافته 1.x است تغیررات عمده شامل ایجادو ارائهEnhanced data rate (EDR) با نرخ ارسال و دریافت 2.1 Mbit/s.
· سه برابر سریعتر در ارسال
· مصرف توان پایین تر بهوسیله کاهش Dutycucle
· مختصر کردن سناریو ارتباط چندگانه با استفاده از عرض باند قابل دسترس بیشتر
· اصلاح کردن (BER:bit error rate)
آینده بلوتوث
ورژن بعدی بلوتوث به عنوان LISBON نامیده شده که شامل یک تعداد مشخصههایی از جمله افزایش امنیت و قابلیت استفاده بیشتر از بلوتوث که ویژگی های اصلی آن به ترتیب زیر است:
· Atomic Encryption Change: 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
· Extended Inquiry Response: این توانایی سبب میشود در طول پروسه بازبینی و درخواست اطلاعات بیشتری جمع آوری شده و به دستگاهها امکان فیلترینگ بهتری را جهت ارتباط میدهد. این اطلاعات شامل نام وسیله و لیستس از خدمات ارائه شده و یکسری اطلاعات تکمیلی دیگری است.
· Sniff Subrating: سبب کاهش توان مصرفی وقتی که وسایل در وضعیت sniff low power هستند میگردد این توانایی بویژه در هنگام ارتباط و انتشار دادهای نامتقارن بکار میرود. این وضعیت در هنگام برقراری ارتباط با وسایلی چون mic و keyboard سبب افزایش طول عمر باتری از 3 تا 10 برابر میشود.
· QoS Improvements: سبب خواهد شد که وقتی ترافیک مخابراتی در یک خوشه piconet بالاست دادههای صوتی و تصویری با کیفیت بال ارسال شوند.
· Simple Pairing: به شکل اساسی وظیفه بهبود در جفت شدن وسایل بلوتوث را به عهده دارد.بطوریکه در یک زمان هم کاریی و هم امنیت افزایش میابد.انتظار میرود که این مورد به طور قابل توجهی در استفاده از بلوتوث افزایش یابد. ورژن بعد از LISBON " SEATTLE نامیده میشود که مشخصه و ویژگیهای بیشتری زا دارد که عمده آنها روی(UWB: ultra wide band) متمرکز شده است. این خصیصه امکان استفاده از بلوتوث را در عرض باند بسیار بالای رادیویی فراهم میکندکه بدنبال آن ارسال و انتقال اطلاعات دادهها را با سرعت بسیار بالا فراهم میکند.
راه حلی بنام بلوتوث!
فناوری بلوتوث با حذف دخالت کاربر در سیستم و همچنین احتیاج به انرژی بسیار کم برای برقراری ارتباط با وسایل دیگر که موجب صرفه جویی زیادی در مصرف باطری می شود تکنولوژی شبکه های کوچک را وارد مرحله جدیدی کرد. این را تصور کنید: شما درحالی که پشت در خانه خود ایستاده اید به وسیله تلفن همراه خود که به فناوری بلوتوث مجهز است مشغول صحبت کردن با شخصی هستید. از آن شخص می خواهید که 5 دقیقه بعد مجددا با شما تماس بگیرد چون شما می خواهید وارد خانه شده و لباسهای مخصوص خانه را بپوشید. به محظ اینکه شما وارد خانه می شوید نقشه ای که از دستگاه GPS اتومبیلتان که به فناوری بلوتوث مجهز است به تلفن همراهتان منتقل شده بود به کامپیوتر شخصی شما منتقل می شود زیرا دستگاه تلفن همراه شما یک سیگنال بلوتوث از کامپیوتر شخصی شما دریافت کرده مبنی بر اینکه اطلاعاتی که شما قبلا مشخص کرده اید را به کامپیوتر شخصیتان منتقل کند. 5 دقیقه بعد هنگامی که دوست شما مجددا تماس می گیرد بجای اینکه تلفن همراه شما زنگ بزند گوشی تلفن خانگی شما که آن هم به سیستم بلوتوث مجهز است زنگ می زند. دوست شما همان شماره قبلی را گرفته اما تلفن ثابت شما یک سیگنال بلوتوث از گوشی تلفن همراه شما دریافت کرده و بطور اتوماتیک تلفن همراه شما روی تلفن خانگیتان دایورت شده است زیرا متوجه شده که شما در خانه هستید! هر سیگنال بلوتوثی که گوشی تلفن همراه شما ارسال یا دریافت می کند فقط 1 میلی وات از باطری آن را مصرف می کند . یعنی در واقع می توان گفت که این فعالیت در واقع تاثیری روی باطری تلفن شما ندارد!
بلوتوث در واقع یک استاندارد شبکه است که دارای 2 سطح است :
●سطح اول که به عنوان سطح فیزیکی شناخته می شود و بیانگر این است که بلوتوث یک فرکانس رادیویی استاندارد است .
●سطح دوم که به عنوان سطح پروتکل شناخته می شود و دربرگیرنده قوانین و دستوراتی همچون مکان و زمان ارسال اطلاعات، تعداد بیت های ارسالی در آن واحد و همچنین شمار وسایلی که بطور همزمان می توانند در عملیات ارسال و دریافت اطلاعات شرکت داشته باشند می باشد.
مزایای بلوتوث
مهمترین امتیارات بلوتوث بدون سیم بودن، کم هزینه و ارزان بودن و اتوماتیک بودن آن است. راههای دیگری مانند ارتباط از طریق اشعه مادون قرمز(اینفرارد) هم برای ارتباط بدون سیم وجود دارد. اینفرارد عبارت است از امواج نوری که فرکانس آنها از فرکانس قابل دیده شدن و فهم توسط چشم انسان پایین تر است. اکثر دستگاه های کنترل از راه دوری که همراه وسایل صوتی و تصویری عرضه می شوند برای ارسال اطلاعات از اینفرارد استفاده می کنند. ارتباط و انتقال اطلاعات بر پایه اینفرارد یک روش قابل اعتماد و امن است و در ضمن استفاده از آن هزینه زیادی ندارد. اما دو محدودیت در استفاده از آن وجود دارد: اول اینکه : اشعه اینفرارد فقط در مسیر مستقیم منتشر می شود، حتما شما در هنگام استفاده از دستگاه ریموت کنترل این را تجربه کرده اید که حتما باید دستگاه را مستقیما به سمت وسیله مورد نظرتان بگیرید تا آن وسیله بتواند دستور مورد نظر شما را دریافت و اجرا کند.
محدودیت دیگری که وجود دارد اینست که تکنولوژی اینفرارد یک تکنولوژی یک به یک است. یعنی اینکه در آن واحد فقط بین دو وسیله می تواند ارتباط برقرارکند. مثلا شما می توانید توسط آن اطلاعاتی را از لپ تاپتان به تلفن همراه دوستتان منتقل کنید اما نمی توانید همزمان آن اطلاعات را به PDA دوست دیگرتان هم منتقل کنید.
البته این دو خصوصیت اینفرارد در بعضی موارد امتیاز محسوب می گردند زیرا عملیات انتقال اطلاعات فقط بین دو وسیله مورد نظربرقرار می شود و امکان به وجود آمدن تداخل با وسایل دیگر وجود ندارد وغیر ممکن است . این خاصیت باعث می شود که اطلاعات ارسالی شما فقط به همان وسیله ای برسد که مورد نظر شماست حتی اگر شما درجایی باشید که پر از گیرنده های اینفرارد باشد.
فناوری بلوتوث ابداع گردید تا محدودیتهای اینفرارد را پوشش دهد. حداکثر سرعت انتقال اطلاعات در دستگاه های بلوتوثی که با استاندارد قدیمی تر بلوتوث 1.0 کار می کنند 1 مگابایت در ثانیه است اما در استاندارد بلوتوث 2.0 اطلاعات می توانند با سرعت 3 مگابایت در ثانیه منتقل شوند. دستگاه های بلوتوثی که از استاندارد جدید استفاده می کنند با دستگاه های دارای استاندارد قدیمی تر هم سازگارند.
با تشکر
گروه آموزشی کامپیوتر شهر تهران