همه چیز در مورد بلوتوث

بلوتوث یک خاصیت و مشخصه صنعتی برای شبکه‌های بیسیم محلی laptop‌ها و گوشیهای تلفن همراه و (Personal digital assistants:PDAs))ارائه می‌‌دهد.
 
 
 
 
 
راهی برای اتصال و رد و بدل کردن اطلاعات بین وسایلی مثل کامپیوترها و دوربین‌های دیجیتال از طریق فرکانس رادیویی برد کوتاه امن و ارزان قیمت و قابل دسترس برای تمامی جهانیان فراهم کرده.

بلوتوث از نام پادشاه دانمارکی (Harold Bluetooth Blatant) در قرن ۱۰ برگرفته شده او کسی بود که دیپلماسی را از جنگ به سمت گفتگو 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.

Bluetooth یک سیتم رادیویی برای مصارفی با توان پایین در یک برد کوتاه (۱۰ سانتی متر ۱۰ متر و ۱۰۰ متر)که توسط یک میکروچیپ ارزان طراحی شده است. بلوتوث برای گوشی موبایل Handset نمونه‌ای از بلوتوث به دستگاهها اجازه می‌دهد که با یکدیگر به گفتگو بپردازند به شرطی که هر دو در برد هم قرار گرفته باشند البته لازمم نیست که در یک اتاق باشند این برد حداکثر ۱۰۰ متر است که به کلاس توان محصول بستگی دارد سه کلاس توان وجود دارد :

کلاس ۱: متر ۱۰۰ ۲۰mW ~۱۰۰dBm
کلاس ۲: متر ۲.۵ ۴mW ~۱۰dBm
کلاس ۳: متر ۱ ۰mW ~۱۰dBm
کاربردها و مصارف bluetooth

۱- ایجاد یک شبکه بیسیم برای کامپیوترهای رومیزی با یک پهنای باند کوچک
۲- استفاده در تجهیزاتی مثل printer ,mic,keyboard
۳- 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
۴- انتقال فایلها (مثل عکس و mp۳ و غیره) بین گوشی‌های موبایل و PDAs و کامپیوترها از طریق OBEX
۵- handset بلوتوث برای گوشی موبایل و smart phone ها
۶- دستگاههای اندازه گیری و Test
۷- ابزارهای پزشکی
۸- گیرندهای GPS
۹- اتومبیل و استفاده به‌عنوان handsfree تلفن در آن ۱۰- کنترل از راه دور تلویزیون بجای اینفرارد
۱۱- وسایل کمک شنوایی
۱۲- playstation ۳ و Nintendo Revolution از بلوتوث برای جوستیک خود استفاده خواهند کرد و…

مشخصات و ساختار

خصوصیات و ویژگی‌های 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 که بعدها شرکتهای کامپیوتری دیگری هم به آنها پیوستند. بلوتوث تحت استاندارد IEEE ۸۰۲.۱۵.۱ شناخته می‌شود.

Bluetooth ۱.۰ and ۱.۰B

ورژن ۱.۰ و ۱.۰B 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 ۱.۱
در ورژن ۱.۱ خیلی از مشکلاتورژن B ۱.۰ آشکار و برطرف گردید کانالهای بدون رمزگذاری نیز به آن اضافه شد آشکارسازهای قوی تری نیز برای دریافت سیگنالهای به آن اضافه شد(RSSI)

Bluetooth ۱.۲
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 • بال بردن سرعت ارسال در عمل • اتصال گسترده هماهنگ extended Synchronous Connections (eSCO) که بهبود کیفیت صوت را با ارسال مجدد package ‌های خراب شده و آسیب دیده را سبب می‌گردد • Host Controller Interface (HCI) support for ۳-wire UART • HCI access to timing information for Bluetooth application

Bluetooth ۲.۰
این ورژن ورژن تکامل یافته ۱.x است تغیررات عمده شامل ایجادو ارائهEnhanced data rate (EDR) با نرخ ارسال و دریافت ۲.۱ 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 چند نمونه را ذکر میکنیم: • 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 ۳ تا ۱۰ 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 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 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 piconet(خوشه بلوتوث) نامیده 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 scatternet 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:

• نام دستگاه
• کلاس دستگاه
• لیستی از خدمات
• 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 دستگاه‌ای می‌تواند به این در خواست 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 ۴۸-بیتی منحصر بفرد برای خود دارد هرچند این آدرسها به طور کلی در برقراری ارتباط و درخواست برای ارتباط نشان داده نمی‌شود اما بجای آن نامی برای دستگاه بلوتوث که آن نام به‌وسیله کاربر مشخص شده به نمایش در میآید این نام هنگامی که کاربر دستگاه بلوتوثی را جستجو 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 laptop‌ها تنها نام بلوتوث و برنامه‌های ویژهای که لازم است به عنوان اطلاعات اضافی ارسال شود را نمایش می‌‌دهند آدرس بلوتوث در گوشی‌های نوکیا و siemens-sx۱ با وارد کردن کد *#۲۸۲۰# به نمایش در میآید. در کامپیوترهایی که تحت linux اجرا می‌شوند آدرس و کلاس پورت usb bluetooth با وارد کردن “hciconfig hci۰ class” نمایش داده خواهد شد BD Address:
۰۰:۱۰:۶۰:A۷:۹۳:۱۹ ACL MTU: ۱۹۲:۸ SCO MTU: ۶۴:۸ Class: ۰×۰۲۰۰۰۵ Service Classes: Networking Device Class: Miscellaneous

هر وسیله‌ای همچنین یک کلاس مشخصه ۲۴ بیتی دارد که مشخص می‌کند این دستگاه از چه نوعی است(Phone, Smartphone, Computer, Headset, etc) این اطلاعات در زمانی که دستگاههای دیگر بخواهند با هم ارتباط بر قرار نمایند ارسال می‌گردد 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 نمیدهند Air interface هوا 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 میکنیم 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 توانبالاتری دارند اما سرعتی بالغ بر ۳ برابر سریعتر سبب کاهش مدت زمان ارسال می‌گرددکه بطور موثر مصرف را به نصف در مقابل دستگاههای ورژن۱.۰ میرساند(ترافیک بار یکسان فرض شده) 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 میگیرند متفاوت است بلوتوث جایگزینی برای کابل برای کاربردهای متنوع است wi-fi جایگزینی برای کابل تنها برای دسترسی به یک شبکه LAN (شبکه محلی) است. خلاصه 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 .