در سال 1998 شرکت ال .
ام .
اریکسون علاقمند شد تا گوشی تلفنهای همراه تولیدی او بتوانند بصورت بی سیم به ابزارهای دیگر ( مثل PDA ) وصل شوند .
اریکسون و چهار شرکت دیگر (آی بی ام .اینتل.
نوکیا و توشیبا) یک (گروه SIG) تشکیل دادند تا استانداردی بی سیم برای اتصال ایزارهای مخابراتی / رایانهای و ابزارهای جانبی آنها طراحی کنند
بلوتوث (Bluetooth)
در سال 1998 شرکت ال .
نوکیا و توشیبا) یک <گروه sig=""> تشکیل دادند تا استانداردی بی سیم برای اتصال ایزارهای مخابراتی / رایانهای و ابزارهای جانبی آنها طراحی کنند که بردی کوتاه ، مصرف توان و پائین و قیمتی ارزان داشته باشد .
نام این پروپه ، بلوتوث انتخاب شد که برگرفته از نام < هوالدبلاتاند="" دوم=""> ( مشهور به Bluetooth ) ، یکی از پادشاهان وایکینگ است (981-940 ) که دانمارک و نروژ را با هم متحد کرد .
اگر چه تفکر اصلی ، رهایی از شر کابلهای مابین دستگاه های دیجیتالی بود ولی به سرعت در حوزه های دیگر نیز گسترش یافت و به تدریج در حیطه شبکه های محلی بی سیم نیز وارد شد.
اگر چه گسترش و رشد این استاندارد، روز بروز کاربرد آنرا بیشتر می کرد ولی در عوض چالشهائی بین این استاندارد و 802.11 پدید آورد .
نقطه شدت این چالش آنجاست که این دو سیستم از لحاظ الکتریکی با یکدیگر تداخل فرکانسی دارند.
اشاره به این نکته مهم است که شرکت هیولیت پاکارد چندین سال قبل از آن شبکه ای مبتنی بر نور مادون قرمز برای وصل بی سیم دستگاه های جانبی کامپیوتر عرضه کرده بود، ولی استقبال چندانی از آن نشد.
فارغ از همه اینها ، در ژولای 1999 گروه طراح بلوتوث ، مشخصات هزار و پانصد صفحه ای از نسخه 1 آن یعنی V1.0 را منتشر نمود .
به فاصله کوتاهی ، گروه استاندارد سازی IEEE که در اندیشه تدوین استاندارد 802.15 برای شبکه های شخصب بی سیم بودند مستندات استاندارد بلوتوص را به عنوان مبنای کار خود برگزیدند و شروع به پلایش و تکمیل آن نمودند .
اگر چه ایتاندارد سازی چیزی که مشخصات تفضیلی و مشروح آن در اختیاراست و پیاده سازی و هماهنگی داشته باشد) عجیب به نظر میرسد ولی تاریخ نشان داده که وجود یک استاندار باز که توسط سازمانی بی طرف مصل IEEE تدوین و مدیریت می شود عموماً کاربری یک تکنولوژی را ترویج و ترغیب خواهد کرد .
اگر بخواهیم اندکی دقیقتر سخن بگوئیم باید اشاره کنیم که توصیف استاندارد بلوتوث برای سیستمی کامل تدوین شده که از لایه فیزیکی تا لایه کاربرد را در بر می گیرد در حالیکه کمیته IEEE 802.15 فقط لایه های فیزیکی و پیوند داده را استاندارد سازی کرده و باقیمانده پشته پروتکلی خارج از برنامه این استاندارد است.
هر چند IEEE اولین استاندارد (PAN ) را در سال 2002 با عنوان 802.15.1 به تصویب رساند ولی هنوز کنسرسیوم بلوتوث فعال و سر گرم بهبود و توسعه آنست .
اگر چه نسخه استاندارد عرضه شده توسط کنسرسیوبلوتوث و IEEE ایمنی نیستند ولی انتظار می رود بزودی به یک استاندارد واحد همگرا شوند.
هر چند IEEE اولین استاندارد (PAN ) را در سال 2002 با عنوان 802.15.1 به تصویب رساند ولی هنوز کنسرسیوم بلوتوث فعال و سر گرم بهبود و توسعه آنست .
اگر چه نسخه استاندارد عرضه شده توسط کنسرسیوبلوتوث و IEEE ایمنی نیستند ولی انتظار می رود بزودی به یک استاندارد واحد همگرا شوند.
معماری بلوتوث اجازه بدهید بررسی سیستم بلوتوث را با مروری سریع بر دستاوردها و اهداف آ« آغاز نمائیم .
واحد پایه در سیستم بلوتوث یک پیکونت است که از یک گروه و حداکثر هفت گره پیرو فعال به فاصله حداکثر هفت گرو پیرو فعال (Active Slave Node) به فاصله حداکثر ده متر ، تشکیل شده است.در یک فضای بزرگ و واحد می توان چندین پیکونت داشت و حتی می توان آنها را از طریق یک گروه که نقش پل (Bride) ایفا می کند به هم متصل کرد(به شکل زیر نگاه کنید ) به مجموعه ای از پیکونتهای متصل بهم اصطلاحا شبکه متفرق / پراکنده گفته می شود .
در یک پیکونت علاوه بر هفت گروه فعال پثرو ، می تواند تا 255 گروه غیر فعال وجود داشته باشد .
اینها دستگاه هائی هستند که گروه اصلی آنها را در خالت استراحت و کم توان وارد کرده تا مصرف باطری آن کاهش باید.
یک ایستگاه در حالت غیر فعال هیچ کاری نمی توان انجام بدهد به جز آنکه به سیگنال فعال سازی خود یا سیگنال Beacon که از گروه اصلی می رسد ، پاسخ بدهد .
به غیر از این حالات ، دو حالت میانی در مصرف توان به نامهای حالت Hold و Sniff نیز وجود دارد که در اینجا بدان نخواهدیم پرداخت .
دلیل طراحی اصلی /پیرو آن بود که طراحان آن در نظر داشتند قیمت کل سیستم بلوتوث پیاده سازی شده بر روی تراشه ، زیر پنج دلار باشد.
نتیجه این تصمیم گیری آنست که گروه های پیرو {مثل صفحه کلیدها ، موس ، چابگر} تقریباً غیر همشمند و ساده هستند و اساسا آنچه را که گروه اصلی (Master ) به آنها دستور بدهد اجرا می کنند .
یک پیکونت سیستمی مینی بر TDM متمرکز است که در آن هسته مرکزی (یعنی گروه اصلی یا Master) بر سیگنال ساعت نظارت دارد و تعیین می کند که چه دستگاههی و در کدام برش زمانی (Slot) مخابره داشته باشد .
تبادل اطلاعات صرفاً بین گره مرکزی و گروه های پیرو انجام می شود و ارتباط مستقیم دو گره پیرو { مثلاً دو صفحه کلید یا دو چاپگر} ممکن نیست.
مزایای استاندارد Bluetooth: کاربردهای بلوتوث بیشتر پروتکلهای شبکه فقط کانالی را بین چند مولفه مخابراتی ، ساماندهی و ایجاد می کنند و اجازه می دهند طراحان برنامه های کاربردی به پیاده سازی هر آنچه که مورد نیاز است بپردازند .
به عنوان مثال 802.11 مشخص نکرده که کاربران باید صرفاً از کاربران باید صرفا از کامپیوتر کیفی خود برای خواندن ایمیل یا جستجو در وب یا هر چیز دیگری بهره بگیرند.
برعکس ، در تشریح بلوتوث نسخه V1.1 از 13 کاربرد مختلف که باید از آنها پشتیبانی شود، نام برده شده و برای هر یک ، پشته پروتکلی متفاوتی ارائه گردیده است .
متاسفانه این راهکار به پیچیدگی بسیار زیتد منتهی می شود و ما از آن صرف نظر خواهیم کرد .
این سیزده کاربرد که (پروفایل ) نام گرفته اند در زیر فهرست شده اند با نگاهی اجمالی به پروفایلها ممکن است به آنچه که کنسرسیوم بلوتوث در پی انجام بیشتر پی ببریم .
پروفایل عمومی دسترسی حقیقتاً یک برنامه کاربردی نیست بلکه بیشتر یک زیر بناست که بر اساس آن برنامه های کاربرهای حقیقس ساخته و پیاده می شوند .
وظیفه اصلی آن ارائه تمهیداتی اسست که بتوان بین گروه اصلی (Master) و گروه پیرو (Slave) یک کانال مطمئن برقرار و آنرا حفظ کرد.
پروفایل تشخیص خدمات که آنهم تقریباً عمومی و کلی است توسط دستگاههابرای آگاهی از خدماتی مه دیگر دستگاهها ارائه می دهند ، استفاده می شود.
تمام دستگاههای مبتنی بر بلوتوث موظف به پیاده سازی این دو پروفایل هستند .بقیه پروفایلها اختیاریند.
پروفایل درگاه سریال یک پروتکل انتقال است که بقیه پروفایلها از آن بهره می گیرند .
این پروفایل یک درگاه سریال را شبیه سازی می کند و ببطور خاص برای کاربردهای قدیمی که به خط سریال نیاز دارند، سودمند است.
پروفایل عمومی مبادله شی ء یک ارتباط مبتنی بر مدل مشتری/ سرویس دهنده ، برای انتقال داده ها اعریف کرده است .
اگر چه همیشه مشتری ، آغاز کننده عملیات لست ولیکن یک گره پیرو می توان هم سرویس دهنده و هم مشتری باشد .
همانند پروفایل درگاه سریال این پروفایل تیز زیر بنای دیگر پروفایلهاست .
گروه سه تائی پروفایلهای بعدی به منظور کاربردهای شبکه ای (Networking) تعریف شده اند .
پروفایل دسترسی به LAN اجازه می دهد که یک دستگاه مبتنی بر بلوتوث به یک شبکه ثابت متصل شود.
این پروفایل رقیب مستقیم 802.11 است پروفایل شبکه مبنب بر شماره گیری (Dialup) انگیزه اصلی کل این پروژه بوده است .
این پروفایل اجازه می دهد که یک کامپیوتر کیفی بتواند به یک تلفن همراه که دارای مودم داخلی بی سیم است متصل شود.پروفایل دورنگار (FAX) شبیه به پروفایل شماره گیری است با این تفاوت که اجازه می دهد ماشینهای دورنگار بی سیم از طریق یک دستگاه تلفن همراه و بدون نیاز به سیم ، اقدام به ارسال یا دریافت دورنگار کنند.
سه پروفایل بعدی در خصوص تلفن کاربرد دارند .
پروفایل تلفن بی سیم راهی را برای اتصال گوشی یک تلفن بی سیم به دستگاه ثابت است.
در حال حاضر تلفنهای بی سیم خانگی را نمی توان به عنوان تلفن همراه به کارگرفت ولی در آینده شاید تلفن بی سیم و تلفن همراه در هم ادغام شوند.
پروفایل Intercom این امکان را فراهم می کند تا دو تلفن ، شبیه به واکی تاکی بهم متصل گردند.
نهایتا (پروفایل گوشی –Headset-) امکان ارتباط بی سیم بین گوشی و ایستگاه ثابت (مثل هندزفری Hands Free) را فراهم می کند که به عنوان مثال برای صحبت با تلفن در حین رانندگی مفید است.
سه پروفایل باقیمانده برای مبادله اشیاء بین دو ابزار تعریف شده است .
اشیاء می توانند فایلهای داده ، تصویر یا کارتهای تجاری باشند پروفایل سنکرواسیون برای بار کردن داده در درون کامپیوتر کیفی یا PDA (کامپیوتر های دستی ) در حین ترک منزل و جمع آوری اطلاعات پس از برگشت ، مفید است.
آیا واقعاً نیاز بوده که تمام این کاربردها به تفصیل تحلیل شوند و برای هر کدام پشته پروتکلی متفاوتی تعریف گردد؟
شاید نه !
اما بخشهای متفاوت این استاندارد را گروه ها بر روی نیازهای خاص خود متمرکز بودند ، درنتیجه هر یک پروفایل مورد نظر خود را پدید آوردند.
برای توجیه این موضوع به قانون کانوی بیندیشید.(در یکی از شماره های مجله Datamation در آوریل 1968، ملوین کانوی مشاهدات خود را بدین نحو منتشر کرد که اگر n شخص را به نوشتن یک کامپایلر بگمارید، آنچه که بدست خواهید آورد یک کامپایر n-pass است {یعنی کامپایلری که در آن تعداد مراحل ترجمه یک برنامه ،n گذر می باشد.} بعبارت عام ساهتار نهائی یک نرم افزار آیینه تمام نمای ترکیب گروهی است که آن را تولید کرده اند .
شاید می شد که جای سیزده پشته پروتکلی به دو پشته کلی بسنده کرد: یکی برای انتقال فایل و دیگری برای انتقال بی درنگ جریان اطلاعات.
پشته پروتکلی بلوتوث استاندارد بلوتوث پروتکلهای متعددی دارد که بطور ناموزون در چند لایه گروه بندی شده اند.
ساختار لایه ها از مدل OSI ، مدل TCP/IP ، مدل 802 یا هر مدل شناخته شده دیگر تبعیت نمی کند .
با این وجود IEEE در حال اصلاح بلوتوت است تا با مدل 802 سازگارتر شود .
معماری پروتکل بلوتوث که توسط کمیته 802 اصلاح شده در شکل زیر مشاهده می شود .
لایه زیرین (لایه رادیو فیزیکی) است که تقریبا متناظر با لایه فیزیکی از مدل OSI یا مدل 802 می باشد این لایه با انتقال رادیوئی و مدولاسیون سرکار دارد .
بسیاری از ملاحظاتی که در طراحی این لایه باید مورد توجه قرار می گرفت آن بود که سیستم ارزان قیمت باشد و بطور انبوه در بازار عرضه شود.
(لایه باند پایه ) از جهاتی شبیه به زیر لایه MAC است ولیکن مولفه هائی از لایه فیزیکی را نیز در بر می گیرد.
این لایه با مسائلی مثل چگونگی نظارت گروه اصلی (Master) بر برشهای زمانی و چگونگی گروه بندی این برشهای زمانی در قالب فریمها، سرکار دارد.
سپس لایه ای شامل یک گروه از پروتکلهای مرتبط با هم ، تعریف شده است.
مدیر لینک (Link Manager)عملیات ایجاد کانالهای منطقی بین دستگاهها ، شامل (مدیریت توان مصرفی) ، (احراز هویت) (Authentication) و کیفیت خدمات (QoS) را بر عهده دارد.
پروتکل تطبیق کنترل لینک منطقی (که اغلب L2CAP گفته می شود) وظیفه دارد لایه هایی را از درگیری با جزئیات ارسال ، راحت کند.این لایه مشابه با استاندارد زیر لایه 802LLC است ولی از لحاظ مسائلی فنی با آن متفاوت است.
دو پروتکل (کنترل) و (صدا) همانگونه که از نامشان بر می آید با مسائل انتقال صدا و عملیات کنترل سروکار دارند.
برنامه های کاربردی می توانند.بدون نیاز به L2CAP ، مستقیماً این دو پروتکل را به خدمت بگیرند.
لایه بعدی یک لایه میانی است و تلفیقی از پروتکلهای متفاوت را در می گیرد.
در این لایه از پروتکل IEEE 802 LLC ، بمنظور سازگاری با دیگر شبکه های سری 802 استفاده شده تست.
پروتکلهای RF comm.
, Telephony و Service Discovery صرفا مرتبط با بلوتوث هستندRF comm.
(Radio Frequency Communication) ، پروتکلی جهت شبیه سازی استاندارد درگاه سریال (Serial port) است که تمام pc ها از آن برای اتصال صفحه کلید ، موس و امثال آن استفاده می شود.
این پروتکل برای آن طراحی شده تا بتوان از دستگاههای قدیمی بسهولت استفاده کرد .
پروتکل تلفنی پروتکلی بی درنگ است