بلوتوث چیست و انواع بلوتوث

بلوتوث چیست و انواع بلوتوث :

فناوری بلوتوث یا Bluetooth یک راه ارتباطی بین دستگاه‌های مختلف برای انتقال فایل‌های کم‌حجم است. با ما همراه باشید تا با اینکه

این فناوری از کجا آمده است و چگونه کار می‌کند، آشنا شوید.

بلوتوث به معنی «آبی‌دندان» نام یک استاندارد فناوری بی‌سیم با برد کم برای فرستادن پیام، عکس یا هر اطلاعات دیگر است

که از لقب یک پادشاه منطقه اسکاندیناوی به نام هارالد بلاتند گرفته شده‌است

بلوتوث  دارای پیوند کوتاه برد، بهره‌بری انرژی کم، کم هزینه و بی‌سیم می‌باشد.

فناوری بلوتوث شامل چندین نکته کلیدی است که قبول آن را به‌طور گسترده آسان می‌کند

درمیان استانداردهای بی سیم مختلف به مانند وای فای، بلوتوث نیز به عنوان دیگر اتصال پایدار برای برقراری ارتباط در فاصله‌های کوتاه برای

انتقال فایل‌های کم حجم، شناخته می‌شود.

بلوتوث از تکنولوژی رادیویی بهره می‌برد، تکنولوژی کنونی استاندارد IEEE بنام WPAN‌های ۸۰۲٫۱۵ است..

Bluetooth از فرکانس غیر منظم استفاده می‌کند و در هرجای دنیا قابل دسترس است.

هیچ کسی صاحب بلوتوث نیست. اما توسعه و استفاده آن توسط یک سازمان مدیریت می‌شود.

درواقع برای اینکه این فناوری به طور استاندارد مورد استفاده قرار بگیرد، در سال 1998 شرکت اریکسون به همراه گروهی از دیگر شرکت‌ها

توافقنامه‌ای را امضا کردند و مطابق آن گروه SIG ایجاد شد.

حال امروزه گروه SIG توسعه استانداردهای جدید این فناوری، مانند استاندارد بلوتوث 5 را مدیریت و کنترل می‌کند.

در حال حاضر بیش از 3000 شرکت در دنیا عضو این گروه هستند.

یکی از نقاط قوت Bluetooth، سهولت در برقراری ارتباط با سایر دستگاه‌های موجود در مجاورت خود است.

 

ویژگی‌های بلوتوث

• کم هزینه بودن «Low Cost»

تکنولوژی بلوتوث کم هزینه‌ترین تکنولوژی ارتباطی برد کوتاه است.

یکی از دلایل پایین بودن هزینه، تولید انبوه آن است و دیگر اینکه در هر نسخه جدید، طراحی به گونه‌ای بهبود می‌یابد که سبب کاهش هزینه‌ها می‌گردد.

• کم مصرف بودن «Low Power»

تکنولوژی بلوتوث همیشه سعی می‌کند که تا حد امکان از توان برق مصرفی کمتری استفاده کند.

 

میزان مصرف باطری توسط دستگاه بلوتوث به سه دسته یا کلاس تقسیم بندی شده است.

این سه گروه عبارتند از:

 

• بی سیم بودن
• توانایی عبور سیگنال‌ها از دیوار‌ها
• بلوتوث یک تکنولوژی امن است
• انتشار امواج به همه جهات و توانایی ارسال داده‌ها به دستگاه‌های مختلف بطور همزمان
• تکنولوژی بلوتوث از استاندارد ISM یا industrial scientific medical پیروی می‌کندگه؛ در نتیجه در هر جایی قابل استفاده است
• برد کوتاه «Short Range»

تکنولوژی بلوتوث یک تکنولوژی ارتباطی برد کوتاه است

بلوتوث 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 داده‌ها به صورت سریع و بسیار راحت بپردازد.

•  جهانی شدن «World Wide»

تکنولوژی بلوتوث در هر کشوری قابل فروش و استفاده است.

به همین خاطر به سرعت همه گیر شده و افراد بسیاری از آن در حال استفاده می‌باشند.

•  انتقال هر نوع محتوی

شما می‌توانید هر نوع فایل و داده‌ای را توسط بلوتوث ارسال کنید. تصاویر، انیمیشن، برنامه‌های جاوا و … را می‌توانید از طریق بلوتوث انتقال دهید.

بلوتوث چگونه کار می‌کند؟

بلوتوث چگونه کار می‌کند؟ با ما همراه باشید

فناوری بلوتوث توسط امواج رادیویی، مخصوصا با فرکانس 2.4 گیگاهرتز کار می‌کند.

این فرکانس کوتاه معمولا توسط بسیاری از وسایل هوشمند که نیاز به اتصال به سایر دستگاه‌ها دارند، پشتیبانی می‌شود

چیزی که این تکنولوژی را از سایر فناوری‌های بی سیم متمایز می‌کند، استفاده از تکنیکی به نام Frequency Hopping است.

درواقع بلوتوث از 79 کانال امواج رادیویی با فرکانس 2.4 گیگاهرتز استفاده می‌کند.

روش کار به این صورت است که در ابتدا، داده‌ها به بسته‌های کوچک تقسیم می‌شوند. بعد از این مرحله، بسته‌های بیان شده به کانال‌های

ارسال داده فرستاده می‌شوند.

باتوجه به امکاناتی که در این فناوری گنجانده شده است، کانال‌های ارتباطی چک می‌شوند تا فرایند ارسال از کانال‌های اشغال شده با خبر

شده و کانالی آزاد برای ارسال بسته اختصاص داده شود.

درواقع کار اصلی بلوتوث، به همین روشی که بیان کردیم انجام خواهد شد.

با این انتقال هوشمندانه، این فناوری می‌تواند به صورت همزمان هشت دستگاه را به هم متصل نماید و اجازه دهد تا دستگاه‌های متصل

بتوانند داده‌ها را بین یکدیگر منتقل کنند.

بلوتوث چگونه کار می‌کند؟

 

بلوتوث در مقابل وای-فای

 

 

هرچند کاربرد اصلی Bluetooth و وای-فای انتقال اطلاعات به صورت بدون سیم است، اما در عمل این دو بسیار با هم متفاوت هستند.

باوجود 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 Bluetooth 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.

 

آیا بلوتوث، تکنولوژی امنی است؟ ( بلوتوث چگونه کار می‌کند؟ )

هیچ تکنولوژی نمی‌تواند امنیت را به طور کامل تضمین کند.

از طرفی وقتی صحبت از Bluetooth می‌شود، موضوع اندکی پیچیده‌تر خواهد بود.

از آنجایی که این تکنولوژی به راحتی دو دستگاه را به هم وصل می‌نماید، می‌تواند به عنوان یک شمشیر دو لبه عمل کند.

یعنی در صورت عدم رعایت نکات امنیتی، همان مقدار که مفید است، می‌تواند خطرناک نیز باشد.

این در حالی است که در طی سالیان مختلف کارشناسان امنیت، تهدیدات متعددی را برای این فناوری، کشف کردند. آخرین آسیب‌پذیری

بزرگ نیز به سال 2017 با نام BlueBorne برمی‌گردد.

با این حال سازمان بلوتوث، معتقد است که استفاده‌کنندگان از این تکنولوژی برای برخورداری از ارتباط امن لازم است که نکاتی را رعایت کنند.

• رمز 4 رقمی Bluetooth خود را تغییر دهید. تغییر این رمز بسیار ساده است. بسیاری از دستگاه‌های هوشمند به صورت پیش فرض با 0000 رمزنگاری شده‌اند که حدس زدن آن بسیار آسان خواهد بود. برخی دیگر نیز هیچ رمزی برای استفاده از آن ندارند.
• زمانی که از Bluetooth استفاده نمی‌کنید، آن را خاموش نمایید. درواقع این امن‌ترین و ساده‌ترین راه ممکن برای افزایش امنیت دستگاه شما خواهد بود.

 

تمام نسخه های بلوتوث ، تفاوت و ویژگی های آنها

تمام نسخه های Bluetooth را با هم برسی می کنیم با ما همراه باشید

ویژگی اساسی استاندارد بلوتوث این است که نسخه‌های جدید، با نسخه‌های قبلی سازگاری دارند.

به عنوان مثل ابزاری مجهز به بلوتوث ۴.۰، با محصولاتی که بلوتوث ۲ و ۳ دارند، سازگار است.

در این مطلب نگاهی داریم به تمام نسخه های بلوتوث ، تفاوت و ویژگی های آنها.با گجت نیوز همراه باشید

 

بلوتوث ۱.۰ و ۱.۰B و ۱.۱

اولین نسخه‌ی استاندارد بلوتوث، همراه با مشکلات فراوان معرفی شده و ارتباط وسایل مختلف، با سازگاری مطلوبی دنبال نمی‌شد.

نسخه‌ی ۱.۱ بسیاری از مشکلات موجود را حل کرد و ارتباط بی‌سیم با کانال‌های رمزگذاری نشده را ممکن کرد.

علاوه بر این نمایش قدرت سیگنال دریافتی یا به اختصار RSSI نیز به بلوتوث اضافه شد.

بلوتوث ۱.۲

تغییرات مهم این نسخه شامل افزایش سرعت اکتشاف و برقراری ارتباط بین وسایل مجهز به بلوتوث، استفاده از باندهای فرکانسی مختلف

برای مقابله با تداخل سیگنال، افزایش عملیاتی سرعت ارتباط تا ۷۲۱ کیلوبیت بر ثانیه نسبت به نسخه‌ی ۱.۱ و در نهایت بهبود استریم صدا

با ارسال مجدد بسته‌های داده‌ای که درست منتقل نشده‌اند، است.

برای دریافت اطلاعات بشتر بخش بلوتوث چگونه کار می‌کند؟ مطالعه بفرمایید

 

بلوتوث ۲.۰ و EDR

بلوتوث ۲ در سال ۲۰۰۴ معرفی شد. ویژگی مهم این نسخه معرفی EDR یا Enhanced Data Rate به معنی سرعت انتقال داده‌ی بهینه

شده است.

EDR  مشخصه‌های اصلی Bluetooth ۲.۰ نیست بلکه به عنوان یک قابلیت اضافی در نظر گرفته شده و لذا ممکن است تجهیزات مجهز به

بلوتوث ۲.۰، از EDR پشتیبانی نکنند.

سرعت نامی EDR معادل ۳ مگابیت بر ثانیه است

اما در آزمایش واقعی، سرعت آن چیزی در حد ۲.۱ مگابیت بر ثانیه است.

EDR از ترکیب دو روش مدولاسیون SFSK و PSK بهره می‌گیرد. EDR توان مصرفی را نیز به کمک کاهش سیکل کاری کاهش می‌دهد.

بلوتوث ۲.۰ تغییرات زیادی نسبت به نسخه‌ی ۱.۲ ندارد و حتی برخی سازندگان، محصولات مجهز به نسخه‌ی قبلی را با ذکر پشتیبانی از ب

لوتوث ۲.۰ معرفی می‌کنند، البته بدون سرعت بیشتر.

 

بلوتوث ۲.۱ و EDR

 

 

در این نسخه که سال ۲۰۰۷ مشخصه‌های آن اعلام شده، امنیت ارتباط بیشتر شده است. جفت شدن محصولات دارای Bluetooth با امنیت بیشتری صورت می‌گیرد.

Extended inquiry response یا به صورت مخفف EIR قبل از برقراری ارتباط با بررسی موارد امنیتی بیشتر و فیلتر کردن کامل‌تر، امنیت ارتباط را بهبود می‌بخشد.

در ادامه تمام نسخه های بلوتوث با ما همراه باشید

بلوتوث ۳.۰ و HS

 

این نسخه در سال ۲۰۰۹ معرفی شد.

سرعت تئوری بلوتوث ۳.۰ به همراه HS به ۲۴ مگابیت بر ثانیه (۳ مگابایت بر ثانیه) می‌رسد ولیکن انتقال داده توسط بلوتوث صورت نمی‌گیرد

بلکه از لینک ارتباطی ۸۰۲.۱۱ استفاده می‌شود. HS هم مثل EDR یک قابلیت اضافی است و اگر لوگوی HS روی محصولی درج نشده باشد،

سرعت لینک بلوتوث به مراتب کمتر خواهد بود. زمانی که ارسال داده با سرعت کمی صورت می‌گیرد، صرفاً بلوتوث فعال است و زمانی که

بسته‌های بزرگ داده ارسال می‌شود، ۸۰۲.۱۱ که معمولاً در وای-فای استفاده می‌شود، وارد عمل شده و انتقال داده با سرعت بسیار

بالاتری صورت می‌گیرد.

 

 

بهینه‌سازی توان مصرفی با اضافه کردن سیستم کنترلی حلقه بسته برای بررسی و کنترل توان مصرفی، اضافه شدن دو حالت ERTM و SM

برای برقراری ارتباطی با قابلیت اطمینان بالا و یا بدون قابلیت اطمینان بالا (بدون ارسال مجدد داده و کنترل جریان داده) از ویژگی‌ها مهم این

نسخه است.

تمام نسخه های بلوتوث V3.0

بلوتوث ۴.۰ و بلوتوث کم‌مصرف یا BLE

در سال ۲۰۱۰ مشخصه‌های بلوتوث ۴.۰ که با نام بلوتوث اسمارت (هوشمند) شناخته می‌شود، اعلام شد

البته سه حالت بلوتوث کلاسیک (قدیمی)، بلوتوث بسیار سریع (High Speed) و بلوتوث کم‌مصرف (Blutooth Low Energy) به عنوان سه

پروتکل ارتباطی تعریف شد.

بلوتوث بسیار سریع مبتنی بر وای-فای است و بلوتوث کلاسیک مثل نسخه‌های قدیمی‌تر بلوتوث است و حالت کم‌مصرف مشابه Wibree

سابق است.

بلوتوث ۴.۰ شامل تغییراتی مثل کاربرد ساده‌تر BLE، افزایش امنیت و   رمزگذاری   AES    است.

بلوتوث کم‌مصرف با نام بلوتوث اسمارت هم به کار می‌رود.

BLE یا مخفف بلوتوث کم‌مصرف از زیرمجموعه‌های بسیار مهم بلوتوث ۴.۰ است

پروتکلی برای برقراری سریع لینک ارتباطی ساده و البته کم‌مصرف.

بلوتوث کم‌مصرف از نظر توان مصرفی، بهینه‌تر از بلوتوث ۱.۰ تا بلوتوث ۳.۰ است و در محصولاتی مثل اینترنت اشیا کاربرد دارد.

BLE در سال ۲۰۱۱ با تغییر نام به راه خود ادامه داد.

در واقع به جای ذکر پشتیبانی از BLE، لوگوی Bluetooth Smart Ready برای محصولات و لوگوی Bluetooth Smart برای حسگرها مورد

استفاده قرار گرفت.

البته هنوز هم پشتیبانی از BLE در جدول مشخصات محصولات مختلف دیده می‌شود.

بلوتوث چگونه کار می‌کند؟ مطالعه بفرمایید

 

در تصویر زیر محصولاتی با بلوتوث کم‌مصرف در سمت راست دیده می‌شود،

دسته‌ی دیگر محصولاتی با بلوتوث معمولی در سمت چپ است.

وسایل مجهز به بلوتوث ممکن است از بلوتوث کم‌مصرف پشتیبانی کنند و در این صورت به هر دو نوع متصل می‌شوند و اصطلاحاً می‌گوییم که

بلوتوث کم‌مصرف دوگانه دارند.

 

 

ادامه تمام نسخه های بلوتوث :

بلوتوث کم‌مصرف به دو شکل پیاده‌سازی شده، یک حالته که در حقیقت شامل همین پروتکل بدون پروتکل‌های دیگر است

حالت دوگانه که بلوتوث کم‌مصرف را در کنار بلوتوث کلاسیک در قالب یک کنترلر بلوتوث پشتیبانی می‌کند.

حالت دوگانه از نظر هزینه‌ی تراشه چندان تفاوتی با حالت یگانه ندارد و به همین علت کمپانی‌های بزرگی مثل کوآلکام، تگزاس اینسترومنت و

برودکام از آن استقبال کرده‌اند.

 

 

بلوتوث دوگانه در اندروید استودیوی ۱۸ به بعد پشتیبانی شده و در حقیقت اندروید ۴.۳ و نسخه‌های بعدی، از این کنترلر دوگانه پشتیبانی

می‌کنند.

ادامه تمام نسخه های بلوتوث

بلوتوث ۴.۱

این نسخه در سال ۲۰۱۳ بعد از بلوتوث ۴.۰ معرفی شد که در حقیقت یک بروزرسانی نرم‌افزاری برای سخت‌افزار بلوتوث ۴.۰ است

نیازی به سخت‌افزار جدید وجود ندارد. ویژگی‌های این نسخه اضافه شدن چند قابلیت جدید و بهبود کاربری در بلوتوث ۴.۰ است.

پشتیبانی هم‌زمان از LTE و ۸۰۲.۱۱n PAL و بهبود معماری صوتی برای پشتیبانی از مکالمه با پوشش باند عریض از جمله قابلیت‌های بلوتوث

۴.۱ است.

برای دریافت اطلاعات کامل بخش بلوتوث چگونه کار می‌کند؟ مطالعه بفرمایید

بلوتوث ۴.۲

این نسخه در سال ۲۰۱۴ معرفی شده و در آن برخی ویژگی‌های اساسی برای اینترنت اشیاء اضافه شده است.

شاید مهم‌ترین مورد پشتیبانی از IPv6 برای آدرس‌دهی محصولات در شبکه بسیار عظیم اینترنت اشیاء باشد

چرا که بنابر تخمین‌های اولیه، در سال ۲۰۲۰ بیش از ۲۸ میلیارد محصول پوشیدنی و وسایل منزل و محیط کار، به اینترنت متصل هستند

به این ترتیب تعداد IPها بیش از چیزی است که IPv4 توانایی ارایه‌ی آن را دارد.

 

 

سرعت بلوتوث ۴.۲ نسبت به نسخه‌ی قبلی بلوتوث ۴.۰ و بلوتوث ۴.۱ حدود ۲.۵ برابر است.

با افزایش حجم بسته‌های داده تا حداکثر ۱۰ برابر، سرعت اشاره شده حاصل می‌شود.

امنیت محصولات بهینه شده و در عین حال توان مصرفی کمتر است.

آدرس‌دهی بر عهده‌ی پردازنده‌ی اصلی نیست بلکه کنترلر بلوتوث با مصرف انرژی کمتر این کار را انجام می‌دهد

از طرفی اگر سایر محصولات به عنوان محصول مورد اعتماد تعریف نشده باشند، بلوتوث اسمارت فعال نشده و به آنها متصل نمی‌شود.

 

 

قابلیت‌ها و ویژگی‌های مهم بلوتوث ۴.۲ شامل موارد زیر است:

• افزایش حجم بسته‌های داده در محصولات کم‌مصرف از ۲۷ بایت به ۲۵۱ بایت و افزایش سرعت تبادل داده به بیش از ۸۰۰ کیلوبیت بر ثانیه که در مقال اینترنت اشیاء بسیار مفید است.
• محدوده‌ی ارتباطی با مصرف انرژی پایین، بهینه‌تر از بلوتوث ۴.۰ و بلوتوث ۴.۱ است.
• امنیت با جلوگیری از ردیابی محصولاتی با بلوتوث کم‌مصرف، بیشتر شده است.
• توان مصرفی با تغییرات جزئی‌تر تنظیمات توان مصرفی نسبت بلوتوث ۴.۰ بهبود پیدا کرده است.
• رمزگذاری مبتنی بر FIPS امنیت ارتباط محصولاتی با بلوتوث کم‌مصرف را بیشتر می‌کند. این الگوریتم رمزگذاری، مثل AES در بلوتوث کلاسیک، بسیار امن است و لازمه‌ای برای گسترش اینترنت اشیاء به حساب می‌آید.

بلوتوث 5

تابستان گذشته گروه Bluetooth SIG، فناوری بلوتوث ۵ را معرفی کرد.

از آن زمان، مشخصات جدید به‌صورت رسمی منتشر شدند و این فناوری در بوردهای توسعه و گجت‌هایی مثل گلکسی اس ۸ ظاهر شد.

قبل از هر چیز بخش بلوتوث چگونه کار می‌کند؟ را مطالعه بفرمایید

مشخصات	BLE 4.2	BLE 5	(BLE 5 Long Range (S=2	(BLE 5 Long Range (S=8
سرعت اتصال	۱ Mbps	۲ Mbps	۱ Mbps	۱ Mbps
نرخ داده ای شبکه	۱ Mbps	۲ Mbps	۵۰۰ Kbps	۱۲۵ Kbps
بازدهی داده	۸۰۰ Kbps	۱۴۰۰ Kbps	۳۸۰ Kbps	۱۰۹ Kbps
تصحیح خطا	–	–	FEC	FEC
پیش‌نیاز بلوتوث ۵	اجباری	اختیاری	اختیاری	اختیاری

 

دوبرابر سازی سرعت

بلوتوث ۵ با دوبرابر کردن سرعت انتقال، پهنای باند را دوبرابر می‌کند.

بنابراین یک بسته داده (۲۵۱ بایت ) در یک فریم زمانی (۲۱۲۰ میکروثانیه) ارسال می‌شود.

حالا با بلوتوث ۵ همین حجم از داده در ۱۰۶۰ میکروثانیه ارسال می‌شود.

با این حال سرعت انتقال داده در بلوتوث 5 کاملا دوبرابر نمی‌شود؛ زیرا فضای داخل فریم – که بازه‌ی زمانی بین دو بسته‌ی متوالی است – با

بلوتوث ۴ثابت باقی می‌ماند.

این یعنی ارسال داده‌ها سریع‌تر می‌شود اما شکاف بین بسته‌ها کم نمی‌شود.

با انجام محاسباتی متوجه می‌شوید که بلوتوث ۵ به اندازه ۱.۷ برابر سریع‌تر از BLE 4.2 است

اگر به بلوتوث 5 و هدفون‌های بلوتوث 5 اندروید دسترسی دارید، تجربه‌ی صوتی بهتری را درمقایسه‌با بلوتوث استاندارد خواهید داشت.

. اگر روی آیفون از هدفون‌های بلوتوث 5 غیراز هدفون‌های اپل (با تراشه‌ی W1) استفاده کنید، کیفیت صوت بازهم به‌لطف بلوتوث 5 ارتقا پیدا

می‌کند.

فعلا ارتقای تمام دستگاه‌ها به بلوتوث 5 توصیه نمی‌شود

برای مثال، حتی اگر لپ‌تاپ مجهز به بلوتوث 5 دارید، ارتقا به ماوس مجهز به بلوتوث 5 پیشرفت بزرگی نخواهد بود

 

پایان قسمت تمام نسخه های بلوتوث امیدوارم لذت برده باشید

 

 

 

جمع آوری گروه wetat.ir