استاندارد بلوتوث پروتکلهای متعددی دارد که به طور ناموزون در چند لایه گروهبندی شدهاند. ساختار لایهها از مدل OSI, TCP/IP، مدل ۸۰۲ یا هر مدل شناخته شدهٔ دیگر تبعیت نمیکند. با این وجود IEEE در حال اصلاح بلوتوث است تا با مدل ۸۰۲ سازگار تر شود. معماری پروتکل بلوتوث که توسط کمیتهٔ ۸۰۲ اصلاح شدهاست.[۲]
مشخصهٔ بلوتوث، پروتکلی است که بلوتوث را به سه گروه منطقی تقسیم میکند که عبارتند از:
گروه پروتکل انتقال
گروه پروتکل لایههای میانی
گروه کاربردها
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 ند میزبان که به صورت HCI نامیده میشود، در گروه پروتکلهای انتقال قرار دارند. این پروتکلها هردو انتقال همزمان و غیرزمان را پشتیبانی میکنند. تمام پروتکلها در این گروه برای پشتیبانی از ارتباط بین دستگاههای مجهز به بلوتوث لازمند.
پروتکل
محدودیت در انتقال داده(Data) از طریق سیم
دستگاههایی که با سیم کار میکنند از طریق رابطهای سریال یا موازی(parallel) و یا USB به کامپیوتر متصل میشوند. اگر از ارتباط سریال استفاده شود در هر سیکل زمانی یک بیت ارسال می-شود و ارتباط موازی در هر سیکل ۸ تا ۱۶ بیت را ارسال مینماید. این مقادیر در دنیای ارتباطات پرسرعت امروزی بسیار کم است؛ که این مشکل با امواج بلوتوث حل شدهاست.
قیمت ارزان فناوری بلوتوث
یکی دیگر از دلایل استفاده از تراشههای بلوتوث قیمت بسیار مناسب آن است. قیمت این تراشهها است. این تکنولوژی از محدوده فرکانس ۲٫۴۰ تا ۲٫۴۸ گیگا هرتز که محدودهای رایگان است استفاده میکند که ۷۹ کانال ارتباطی را شامل میشود.
سرعت انتقال اطلاعات در بلوتوث
از ارتباط همزمان استفاده شود نرخ انتقال اطلاعات ۴۲۳ کیلوبایت در ثانیه خواهد بود. در این نوع ارتباط دستگاه فرستنده و گیرنده به طور همزمان قادر به دریافت و ارسال اطلاعات هستند. در نوع دیگر ارتباط که ارتباط غیرهمزمان نام دارد نرخ انتقال اطلاعات ۷۲۰ کیلوبایت در ثانیه خواهد بود. البته با وجود سرعت بیشتر این ارتباط نسبت به ارتباط همزمان، قابلیت ارسال و دریافت در یک زمان را ندارد.
تداخل امواج
یکی 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 بهطورکلی 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. درمورد 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.
تاریخچه
هارالد دندانآبی (بلوتاند) اول (Harald I Blåtand) نام پادشاه دانمارک در سالهای ۹۴۰ تا ۹۸۵ میلادی بود. وی در سال ۹۱۰ میلادی بهدنیا آمد. مانند بسیاری دیگر از وایکینگها، دندانآبی نیز جنگ برای دستیابی به گنج در سرزمینهای دیگر را باارزش میدانست. زمانی که خواهر بلوتاند، همسرش اریک ــ پادشاه نروژ ــ را در جنگ سختی که نروژیان درگیر آن بودند از دست داد، به دانمارک آمد و از هارالد خواست تا زمام امور در نروژ را بهدست گیرد و آرامش و امنیت را در نروژ برقرار کند. هارالد نیز از این فرصت استفاده کرده و قلمرو حکومت خود را گسترش داد. تا قبل از این زمان، نروژ و دانمارک همیشه درحال جنگ با یکدیگر بودند و افراد زیادی در این جنگها کشته میشدند. در سال ۹۶۰ میلادی، هارالد که در اوج قدرت خود بود، اعلام صلح میان دو کشور نمود و با گسترش قلمرو پادشاهی خود، همزمان بر دو کشور دانمارک و نروژ فرمانروایی کرد. وی یکپارچگی بین کشورها را، که پدرش آغاز کردهبود، کامل نمود. هارالد بلوتاند، دانمارک و نروژ را به هم پیوند داد، همانگونه که امروزه «بلوتوث» دنیای کامپیوترها و ارتباطات را به هم پیوند دادهاست. به افتخار هارالد دندانآبی، که مردم دو کشور را با هم پیوند داده و با ایجاد ارتباط بین دو کشور، آنها را از جنگ و مصیبتی که دامنگیرشان بود نجات داد، نام فناوریی را که امروزه دنیای کامپیوتر و ارتباطات را به هم پیوند داده بلوتوث نهادهاند.
معماری
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
بلوتوث
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 هرجای دنیا قابل دسترس است.
مقدمه
بلوتوث یک رشته خصوصیت بیسیم است که ارتباطات کوتاهبرد بین وسایل مجهز به تراشههای کوچک و اختصاصی بلوتوث را تعریف میکند. بلوتوث یک استاندارد رادیویی و پروتکل ارتباطی برای مصارف با توان پایین و برد کوتاه میباشد که با نصب یک میکروچیپ ارزان قیمت در دستگاهها فعال میشود. بلوتوث در حقیقت نام تجاری برای شبکههای بیسیم شخصی است که با استاندارد IEEE ۸۰۲٫۱۵ هم شناخته میشود. این بلوتوث برای فاصلههای نزدیک و ارسال پیغام، عکس و یا هر اطلاعات دیگر استفاده میشود. اختراع تکنولوژی بلوتوث در سال ۱۹۹۴ تحول عظیمی در عرصهٔ ارتباطات بهویژه موبایلها بهوجود آورد. تنها یکی از ویژگیهای مفیدش حذف سیمهای بسیار از سازمانها، ادارات و منازل بود. مانند حذف سیم بین موس و کامپیوتر، حذف سیم بین صفحه کلید و کامپیوتر، حذف سیم بین موبایل و کامپیوتر و…
مخترع بلوتوث، یاپ هارتسن اهل هلند است. بلوتوث یا به عبارتی دندان آبی از نام پادشاه دانمارک بنام هارالد بلوتوث الهام گرفته شدهاست. این تکنولوژی یک استاندارد رادیویی و پروتکل ارتباطی برای ارتباط یا اتصال با فاصله کوتاه است.
زمانی که دو دستگاه الکترونیکی نیاز به ارتباط با یکدیگر دارند، باید دارای سیستمهای ارتباطی مشترک به روش بلوتوث باشند؛ یعنی هر دو دستگاه باید مجهز به تراشه یا میکروچیپ بلوتوث باشند.