بلوتوث چیست

بلوتوث (به انگلیسی: Bluetooth) یک استاندارد برای پیوند کوتاه برد، بهره بری انرژی کم، کم هزینه و بی‌سیم می‌باشد، که از تکنولوژی رادیویی بهره می‌برد، تکنولوژی کنونی استاندارد IEEE بنام WPANهای ۸۰۲٫۱۵ می‌باشد. بلوتوث یا دندان آبی، نام بازرگانی بی‌سیمی با دوری کم برای فرستادن پیام، عکس یا هر اطلاعات دیگر است که از نام یک پادشاه منطقه اسکاندیناوی الهام گرفته شده است. فناوری بلوتوث شامل چندین نکته کلیدی، که قبول آن را به طور گسترده آسان می‌کند، می‌باشد. توانایی بی‌سیم و کوتاه برد آن به دستگاه‌های جانبی این اجازه را می‌دهد که توسط یک واسط هوایی ارتباط برقرار کنند، جایگزین شدن کابل‌ها که از اتصال دهنده‌ها با اشکال و سایزهای مختلف و چندین گیره، استفاده می‌کردند. – بلوتوث هردو نوع داده و صوت را پشتیبانی می‌کند که آن را به یک تکنولوژی ایده‌آل تبدیل نموده‌است که بسیاری از وسایل را قادر به ارتباط کرده‌است. – بلوتوث از فرکانس غیر منظم استفاده می‌کند و در هر جای دنیا قابل دسترس است.

ارتباط با فرکانس‌های رادیویی انجام می‌شود، هر وسیلهٔ بلوتوث حاوی یک تراشه فرستنده/گیرنده مربعی‌شکل به ضلع ۴ سانتیمتر است، که در باند فرکانسی GHz ۲٫۴ تا GHz ۲٫۴۸ کار می‌کند. این فرکانس از این لحاظ انتخاب شده، که در سراسر جهان به طور رایگان در دسترس است و محدودیت‌های داشتن مجوز را ندارد. این باند فرکانس طبق یک توافق نامه بین‌المللی برای استفاده توسط لوازم علمی، پزشکی و صنعتی کنار گذاشته شده و اصطلاحاً به آن ISM می‌گویند؛ باند ISM به ۷۹ کانال تقسیم می‌شود که هرکدام پهنای باند ۱MHzای دارند. بلوتوث از لحاظ نظری پهنای باند یک مگابایت در ثانیه را دارد، که سرعتی نزدیک به ۷۲۳ کیلوبیت در ثانیه است. این سرعت خیلی بالا نیست، اما برای انتقال داده‌ها بین وسایل دستی و دسترسی به اینترنت کاملاً کافی است.

تکنولوژی بلوتوث کم هزینه ترین تکنولوژی ارتباطی برد کوتاه می باشد. یکی از دلایل پایین بودن هزینه، تولید انبوه آن است و دیگر اینکه در هر نسخه جدید، طراحی به گونه ای بهبود می یابد که سبب کاهش هزینه ها می گردد.

تکنولوژی بلوتوث همیشه سعی می کند که تا حد امکان از توان برق مصرفی کمتری استفاده کند. به گونه ای که با ظهور هر نسخه جدیدی از این تکنولوژی مصرف برق آن کمتر و سرعت انتقال داده ها توسط آن بیشتر شده است.

تکنولوژی بلوتوث یک تکنولوژی ارتباطی برد کوتاه است که توانسته است به صورت موفقیت آمیزی اولین تکنولوژی adhoc را به درستی پیاده سازی کند. هر وسیله‌ای با وسیله دیگر می‌تواند ارتباط برقرار کند و یک ارتباط موقت یا یک ارتباط دائمی «Permanent Relationship» برقرار سازد و به ارسال داده ها به صورت سریع و بسیار راحت بپردازد.

کی از راه‌ها برای جلوگیری از تداخل امواج ارسال سیگنال‌های بسیار ضعیفی درحدود ۱ میلی‌وات است. استفاده از امواج کم قدرت، شعاع برد سیگنال‌های بلوتوث را به حدود ۱۰متر محدود می‌کند؛ و هم چنین استفاده از این گونه سیگنال‌های ضعیف ایجاد تداخل بین امواج بلوتوث با امواج تلفن همراه، کامپیوتر یا دستگاه تلویزیون به‌طور کلی منتفی می‌شود. بلوتوث از یک فناوری دیگر به نام «جهش فرکانس در طیف گسترده» یا(FHSS) بهره می‌گیرد، که احتمال استفاده از فرکانس برابر توسط دو دستگاه به طور همزمان را تقریباً به صفر می‌رساند. بر پایه این تکنولوژی هر وسیله این امکان را دارد که از ۷۹ فرکانس منحصربه‌فرد که به صورت اتفاقی از میان یک سری فرکانس‌های از پیش تعیین شده انتخاب می‌شوند، استفاده کند؛ و به طور منظم تغییر فرکانس می‌دهد. در مورد بلوتوث این عمل تغییر فرکانس در دستگاه فرستنده حدود ۱۶۰۰ بار در ثانیه اتفاق می‌افتد، بر پایه همین تکنولوژی از اختلال بین امواج بلوتوث با دستگاه‌هایی مثل کنترل درب پارکینگ یا تلفن‌های بی‌سیم جلوگیری می‌شود.

تکنولوژی بلوتوث در هر کشوری قابل فروش و استفاده می باشد. به همین خاطر به سرعت همه گیر شده و افراد بسیاری از آن در حال استفاده می باشند.

به کمک گوشی تلفن همراه و تکنولوژی بلوتوث و یا تجهیزات خاص منظوره می توانید در زمان ارائه مطالب در جلسات یا کنفرانس ها، اسلاید های خود را از راه دور تعویض کنید.

واحد پایه در سیستم بلوتوث یک “پیکونت است که از یک گره اصلی و حداکثر هشت گره پیر و فعال به فاصله حداکثر ده متر، تشکیل شده‌است. در یک فضای بزرگ و واحد می‌توان چندین پیکونت داشت و حتی می‌توان آن‌ها را از طریق یک گره که نقش پل ایفاء می‌کند، به هم متصل کرد. به مجموعه‌ای از پیکونت‌های متصل بهم اصطلاحاً) شبکه متفرق/پراکنده) گفته می‌شود. در یک پیکونت علاوه بر هفت گره فعال پیرو، می‌تواند تا ۲۵۵ گره غیر فعال وجود داشته باشد. این‌ها دستگاه‌هایی هستند که گره اصلی آن‌ها را در حالت استراحت و کم توان وارد کرده تا مصرف باتری آن کاهش یابد. یک دستگاه در حالت غیر فعال هیچ کاری نمی‌تواند انجام دهد به جز آن که به سیگنال فعال سازی خود یا سیگنال Beacon که از گره اصلی می‌رسد، پاسخ بدهد.

هنگامی که دو دستگاه بلوتوث دار در محدوده ارتباط قرار می‌گیرند آن‌ها جهت برقراری ارتباط با یکدیگر تلاش می‌کنند. اگر در آن زمان هیچ پیکونتی موجود نباشد یک فرایند مبادله فعال می‌شود. یک دستگاه به عنوان گرهٔ اصلی در نظر گرفته می‌شود و بقیه به عنوان گره‌های پیرو انتخاب می‌شوند. گره اصلی فرکانس، ترتیب پرش‌های فرکانس، زمان‌بندی و ترتیب گره‌های پیرو را انتخاب می‌کند. گره اصلی هم چنین مسئول تعلیم دادن گره‌های پیرو برای تغییر وضعیت دادن به حالت‌های دیگر برای زمان‌های غیرفعال است.

گره اصلی و پیرو باید اطلاعات ساعت و آدرس را به منظور وارد شدن گره پیرو به پیکونت متعلق به آن گره اصلی، مبادله کنند. هر دستگاه بلوتوث یک مشخصه جهانی(Global ID) منحصربه‌فرد برای ایجاد مدل پرش (hopping pattern) دارد.

پروتکل‌های انتقال به دستگاه‌های مجهز به بلوتوث این امکان را می‌دهند که محل یکدیگر را تعیین کنند و لینک‌های فیزیکی و منطقی را توسط پروتکل‌های لایهٔ بالاتر و درخواست‌ها مدیریت نمایند. به این نکته باید توجه نمود که استفاده از واژهٔ Transport در اسم این پروتکل به این منظور نیست که این پروتکل منطبق با لایهٔ انتقال از مدل ارجاعی اتصال داخلی سیستم باز، نمی‌باشد. بلکه این پروتکل‌ها مطابق با لایهٔ Data link و لایهٔ فیزیکی از مدل OSI می‌باشند. لایه‌های رادیویی، باند پایه، مدیریت لینک، کنترل منطقی اتصال و انطباق و واسط کنترل نت میزبان که به صورت HCI نامیده می‌شود، در گروه پروتکل‌های انتقال قرار دارند. این پروتکل‌ها هردو انتقال هم‌زمان و غیر زمان را پشتیبانی می‌کنند. تمام پروتکل‌ها در این گروه برای پشتیبانی از ارتباط بین دستگاه‌های مجهز به بلوتوث لازمند.

گروه دوم از پروتکل‌ها به نام پروتکل‌های میانی شامل سه قسمت و پروتکل‌های استاندارد صنعتی می‌باشند. مانند پروتکل‌های ایجاد و توسعه یافته توسط SIG. این پروتکل‌ها به درخواست‌های موجود و جدید امکان می‌دهند که بر روی لینک‌های بلوتوث عمل کنند. پروتکل‌های استاندارد صنعتی شامل پروتکل نقطه به نقطه (PPP)، پروتکل اینترنت (IP)، پروتکل کنترل انتقال (TCP)، پروتکل‌های درخواست بی‌سیم(WAP) و پروتکل‌های تبادل شئ OBEX))می‌باشند که از تجمیع داده توسط اشعهٔ مادون قرمز (IrDA)نتیجه می‌شوند.

پروتکل‌های ایجاد شده توسط گروه SIG که صرفاً مرتبط با بلوتوث هستند، شامل:

۱) مقلد پورت سریال (RFCOMM) که درخواست‌های legacy را قادر می‌سازد، به صورت یکپارچه بر روی پروتکل‌های انتقال بلوتوث فعالیت کنند. پروتکلی جهت شبیه‌سازی استاندارد درگاه سریال (serial port) است که در تمام PC ها از آن برای اتصال صفحه کلید، موس، مودم و امثال آن استفاده می‌شود. این پروتکل برای آن طراحی شده تا بتوان از دستگاه‌های قدیمی به سهولت استفاده کرد.

۲) پروتکل TCS که مبتنی بر بسته‌است، برای مدیریت عملیات telephony که telephony پروتکلی بی درنگ است که برای سه پروفایل انتقال صدا به کار می آید. این پروتکل همچنین تنظیم و قطع ارتباط را برعهده دارد.

۳) پروتکل کشف خدمات (SDP) که به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد اطلاعاتی در مورد سرویس‌های موجود یکدیگر به دست آورند. به طور کلی برای کشف و تشخیص انواع خدماتی که درون شبکه عرضه می‌شود، کاربرد دارد. استفاده مجدد از پروتکل‌های موجود و خط اتصال یک پارچه بین درخواست‌های موجود یک اولویت بالا در توسعهٔ مشخصات بلوتوث بود.

گروه درخواست شامل درخواست‌های فعلی، که از لینک‌های بلوتوث استفاده می‌کنند، می‌باشد. آن‌ها می‌توانند شامل درخواست‌های legacy مانند درخواست‌های مطلع از بلوتوث باشند. این لایه محل قرارگرفتن انواع برنامه‌های کاربردی و پروفایل‌ها است. این لایه برای انجام کار از خدمات پروتکل‌های موجود در لایه‌های زیرین بهره می‌گیرد. هر برنامه کاربردی، زیرمجموعه‌ای از پروتکل‌های مختص به خود را به خدمت می‌گیرد. ابزارهای ویژه‌ای مثل گوشی بی‌سیم(Headset) بسته به نوع برنامهٔ کاربردی آنها، فقط به برخی از پروتکل‌ها نیازمندند.

هرچند کاربرد اصلی بلوتوث و وای-فای انتقال اطلاعات به صورت بدون سیم است، اما در عمل این دو بسیار با هم متفاوت هستند. با وجود تفاوت چشمگیر ماهیتی، هر از چند گاهی هر یک از این دو سعی می‌کنند به قلمرو دیگری وارد شوند. برای مثال بلوتوث و وای-فای هم اکنون در حال جنگی تمام عیار برای تبدیل شدن به استاندارد غالب در اینترنت اشیاء و دستگاه‌های مرتبط با خانه‌های هوشمند هستند.

بهترین کارایی بلوتوث در اتصال دو دستگاه به یکدیگر و ایجاد شبکه‌های اَدهاک است، در حالی که وای-فای برای ایجاد یک شبکه‌های وسیع پیرامون یک دستگاه مرکزی مانند روتر، مناسب‌تر است.

راه‌اندازی بلوتوث به مراتب از وای-فای آسان‌تر است و انرژی کمتری صرف می‌کند. در عوض برد بلوتوث از وای-فای کمتر است و اطلاعات را بسیار کندتر انتقال می‌دهد. ناگفته پیداست که با سرعت حداکثر ۲ مگابایتی، نمی‌توان از بلوتوث برای استریم ویدئوهای با کیفیت استفاده کرد.

هر دو استاندارد در حال تکامل هستند. استاندارد جدید Wi-Fi Direct طراحی شده است تا بعضی مزایای بلوتوث مانند احتیاج نداشتن به اکسس پویت مرکزی (روتر) و اتصال آسان و مستقیم دو دستگاه به یکدیگر را با خود به دنیای وای-فای بیاورد.