يتمّ إدارة وتطوير معيار البلوتوث عبر مجموعة التطوير الخاصة البلوتوث (SIG)، والتي تضم أكثر من 30 ألف شركة عضو في مجالات الاتصالات البعادية والحوسبة والشبكات والإلكترونيات. أصدر معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات معياراً للبلوتوث تحت الاسم الرمزي (IEEE 802.15.1)، لكنّه توقف عن إدارة عملية التطوير، وهي الآن تحت إشراف مجموعة التطوير الخاصة البلوتوث، وهي تحدد المواصفات التي يجب على الشركات المصنعة الالتزام بها.
الأصل
بدأ تطوير تقنية الراديو "قصيرة الارتباط" ، والتي تم تسميتها لاحقًا باسم بلوتوث، في عام 1989 من قِبل نيلس ريدباك يوهان اولمان في شركة الاتصالات اريكسون في لوند بالسويد . كان الهدف هو تطوير سماعات رأس لاسلكية، وفقًا لاختراعين من تأليف يوهان أولمان، SE 8902098-6 ، الصادر في عامي 1989-06-12 و SE 9202239 ، الصادر في 1992-07-24 .كلف نيلز ريدبيك تورد وينجرن بتحديد المواصفات وجاب هارتسن وسفين ماتسون بالتطوير. كلاهما كانا يعملان لصالح إريكسون في مدينة لوند. ابتكرها المهندس الكهربائي الهولندي جاب هارتسن، الذي يعمل بشركة إريكسون للاتصالات في عام 1994
التسمية والشعار
التسمية
اسم البلوتوث هو نسخة أنجليكانية من الكنية الاسكندنافية للملك هارالد البلجيكي في القرن العاشر الذي وحد القبائل الدنماركية المتحاربة في مملكة واحدة. المعنى الضمني هو أن بلوتوث توحد بروتوكولات الاتصال.
تم اقتراح فكرة هذا الاسم في عام 1997 من قبل جيم كارداش من شركة إنتل التي طورت نظامًا يسمح للهواتف المحمولة بالاتصال بأجهزة الكمبيوتر. في وقت هذا الاقتراح كان يقرأ رواية فرانس جي بينجسون التاريخية السفن الطويلة عن الفايكنج والملك هارالد بلونوث.
الشعار
إن شعار البلوتوث ناتج من ارتباط الأحرف الرونية، حرف (ᚼ، Hagall) وحرف (ᛒ، Bjarkan) وهما ما يشكلان اسم هارالد بجاركان.
تعريف البلوتوث
يُمكّن نظام البلوتووث الأجهزة الموجودة في إطار تغطية الموجات من الاتصال مع بعضها بعضا، تستخدم هذه الأجهزة في الحقيقة موجات لاسلكية للاتصال في ما بينها لذلك لا يشترط بوجود الأجهزة في صف واحد أو على خط واحد بل يمكن ان تكون الأجهزة موجودة في غرف مختلفة ولكن يجب أن تكون إشارة البلوتوث قوية لتغطي هذه المساحة
بلوتوث هو معيار تم تطويره من قبل مجموعة من شركات الإلكترونيات للسماح لأي جهازين إلكترونيين - حواسيب وهواتف خلوية ولوحات المفاتيح... - بالقيام بعملية اتصال وحدها بدون أسلاك أو كابلات أو أي تدخل من قبل المستخدم.
الشركات التي تنتمي إلى مجموعة الاهتمام الخاص ببلوتوث، والتي يقدر عددها بحوالي 1000 شركة، تريد أن تحل اتصالات البلوتوث اللاسلكية محل الأسلاك لوصل خطوط الهاتف والحواسيب.
التنفيذ
تعمل البلوتوث على ترددات بين 2402 و 2480 ميغاهيرتز، أو 2400 و 2483.5 ميغاهيرتز، بما في ذلك نطاق الحماية بعرض 2 ميجاهرتز في النطاق السفلي وعرض 3.5 ميجا هرتز في العلوي. وهذا في نطاق الترددات الراديوية القصيرة المدى 2.4 جيجا هيرتز الغير مرخصة من قبل منظمة ISM. تستخدم تقنية بلوتوث تقنية لاسلكية تسمى القفز الترددي. تقوم تقنية بلوتوث بتقسيم البيانات إلى حزم، وتقوم بنقل كل حزمة على واحدة من 79 قناة من قنوات البلوتوث المحددة. كل قناة لديها عرض نطاق ترددي قدره 1 ميغاهرتز. وعادةً ما يتم إجراء 1600 قفزة في الثانية، مع إتاحة نظام ال AFH يستخدم بلوتوث ذو الطاقة القليلة تباعد قدره 2 ميجاهرتز، والذي يستوعب 40 قناة.
في الأصل، كان التشكيل الغاوسي لتغير نطاق التردد (GFSK) هو مخطط التشكيل الوحيد المتاح. منذ صدور البلوتوث اصبح من الممكن استخدام ال (2.0 + EDR ، π / 4-DQPSK) وأيضًا استخدام تضمين الطور الرقمي (8 DPSK) بين الأجهزة المتوافقة. ويقال إن الأجهزة التي تعمل على تحويل التردد الغاوسي تعمل في وضع المعدل الأساسي حيث يمكن الحصول على معدل تدفق قدره 1 ميغابت / ثانية. يُستخدم مصطلح "معدل البيانات المحسنة" لوصف أنظمة π / 4-DPSK و 8-DPSK ، كل منها يعطي 2 و 3 ميجا بت / ثانية على التوالي. يتم تصنيف اتحاد وضعي معدل البيانات المحسنة والمعدل الاساسي في تقنية راديو البلوتوث على أنها راديو من نوع BR / EDR.
البلوتوث هو بروتوكول قائم بشكل اساسي على حزم البيانات ضمن معمارية الفرعي/ الرئيسي (master/slave). قد يتواصل الرئيسي مع ما يصل إلى سبعة من الفرعيين في شبكة البيكونيت. تشترك جميع الأجهزة في نفس نظام توقيت الرئيسي لهذه الشبكة. يستند تبادل حزم البيانات على الساعة الأساسية، التي يحددها الرئيسي، والتي تقطع الفترات الزمنية 312.5 مايكرو ثانية. وتشكل تعليمتان من الساعة فصلاً مقداره 625 مايكرو ثانية، وكل اثنين يشكلان زوج من 1250 ميكرو ثانية. في الحالة البسيطة للحزم ذات الفصل الواحد، ينقل الرئيسي عند الفواصل ذات العدد الزوجي ويستقبل عند الاعداد فردية. وفي المقابل، يستلم الفرعي عند الفواصل ذات العدد الزوجي وينقل عند الفردية. الحزم قد تكون بطول 1، 3 أو 5 فواصل، ولكن في جميع الحالات يبدأ انتقال من الرئيسي عند الفواصل الزوجية والفرعي عند الفردية.
ما ورد أعلاه يستثنى منه البلوتوث منخفض الطاقة، الذي تم تقديمه في مواصفات 4.0، والذي يستخدم نفس الطيف ولكن بطريقة مختلفة نوعًا ما.
الاتصال والتواصل
يمكن لجهاز الرئيسي استخدام تقنية البلوتوث للاتصال مع سبعة أجهزة كحد أقصى في شبكة كمبيوتر مخصصة تستخدم تقنية البلوتوث، ولكن ليس كل الأجهزة تصل إلى هذا الحد الأقصى. يمكن للأجهزة تبديل الأدوار، بالاتفاق، ويمكن أن يصبح الفرعي هو الرئيسي (على سبيل المثال، تبدأ السماعة البادئة بالاتصال بالهاتف كقاعدة رئيسية - كمبادرة للاتصال - ولكنها قد تعمل لاحقاً كجزئية فرعية.
توفر مواصفات بلوتوث الأساسية توصيل اثنين أو أكثر من شبكة كمبيوتر تستخدم تقنية البلوتوث مع بعضهما لتشكيل الشبكات المبعثرة scatternet، حيث تلعب بعض الأجهزة في نفس الوقت دور رئيسي في الشبكة ودور الفرعي في الشبكة الاخرى.
يمكن نقل البيانات بين الجهاز الرئيسي والجهاز الآخر (باستثناء وضع البث المستخدمة قليلا) يختار الرئيسي الجهاز الفرعي الذي يجب مخاطبته، عادة فإنه يتحول بسرعة من جهاز إلى آخر بطريقة راوند روبين. بما أن الرئيسي هو الذي يختار الفرعي الذي يخاطبه، في حين أن الفرعي (من الناحية النظرية) من المفترض أن يستمع في كل عملية استقبال، كون العبء أخف على الرئيسي منه على الفرعي. من الممكن أن تكون رئيسيًا بسبعة أفرع؛ ومن الممكن أن تكون فرعي لأكثر من رئيس واحد. هنا تكون المواصفات غامضة فيما يتعلق بالسلوك المطلوب في الشبكات المبعثرة
الاستخدامات
نطاقات أجهزة البلوتوث حسب الفئة
المدى (متر) القيمة العظمى للطاقة المسموح بها الفئة
(dBm) (mW)
~100 20 100 1
~10 4 2.5 2
~1 0 1 3
~0.5 -3 0.5 4
البلوتوث هو بروتوكول اتصالات قياسي لاستبدال الأسلاك مصمم بشكل أساسي من أجل استهلاك منخفض للطاقة، مع نطاق قصير يعتمد على رقائق صغيرة مستقبلة ذات تكلفة منخفضة في كل جهاز. نظرًا لأن الأجهزة تستخدم نظام اتصالات لاسلكي (إذاعي)، فلا يلزم أن تكون في نطاق الرؤية البصرية لبعضها البعض؛ ومع ذلك، يجب أن يكون مسار لاسلكي بصري شبه قابل للاستمرار. النطاق يعتمد على فئة الطاقة، ولكن النطاقات الفعالة تختلف في الممارسة. انظر الجدول "نطاقات أجهزة البلوتوث حسب الفئة".
تتمتع أجهزة الراديو من الفئة 3 رسميًا بمدى يصل إلى 1 متر (3 قدم) الفئة 2 الأكثر شيوعًا في الأجهزة المحمولة، 10 أمتار (33 قدمًا)، والفئة 1، في المقام الأول لحالات الاستخدام الصناعي، 100 متر (300 قدم) حدد تسويق البلوتوث أن نطاق الفئة 1 يكون في معظم الحالات 20-30 مترًا (66-98 قدمًا)، وأن تتراوح الفئة 2 من 5 إلى 10 أمتار (16–33 قدمًا). سيعتمد النطاق الفعلي الذي تم تحقيقه بواسطة رابط معين على صفات الأجهزة في كلا طرفي الوصلة، بالإضافة إلى ظروف الهواء فيما بينها، وعوامل أخرى.
ويتفاوت المدى الفعال تبعاً لظروف الانتشار، وتغطية المادة، وتغيرات عينات الإنتاج، وتشكيلات الهوائي، وظروف البطاريات. معظم تطبيقات البلوتوث مخصصة للظروف الداخلية حيث يجعل توهين الجدران وتضائل الإشارة بسبب انعكاسات الإشارة المدى أقل بكثير من المدى المحدد لنطاقات الرؤية في منتجات البلوتوث.
معظم تطبيقات البلوتوث هي أجهزة من الفئة 2 تعمل بالبطارية، مع اختلاف بسيط في النطاق سواء كان الطرف الآخر من الوصلة جهازًا من الفئة 1 أو الفئة 2 نظرًا لأن الجهاز الذي يعمل بالطاقة الأقل يميل إلى تعيين حد النطاق. في بعض الحالات، يمكن توسيع النطاق الفعال لوصلة البيانات عندما يتم توصيل جهاز من الفئة 2 بأجهزة الإرسال والاستقبال من الفئة 1 مع كل من حساسية أعلى وقوة إرسال أكثر من جهاز من الفئة 2. ولكن في الغالب، تتمتع أجهزة الفئة 1 بحساسية مشابهة لأجهزة الفئة 2. يمكن أن يتيح توصيل جهازي الأجهزة من الفئة الأولى اللذان يتصفان بالحساسية العالية والطاقة العالية نطاقات تفوق بكثير مسافة 100 متر المعتادة، وهذا يعتمد على الإنتاجية المطلوبة من قبل التطبيق. تسمح بعض هذه الأجهزة بمدى مجال مفتوح يصل إلى كيلومتر واحد ومن الجانب الاخر يجب عدم تجاوز حدود البث القانونية بين جهازين متشابهين.
تحدد مواصفات بلوتوث الأساسية نطاقًا لا يقل عن 10 أمتار (33 قدمًا)، ولكن لا يوجد حد أعلى للنطاق الفعلي. يمكن ضبط تطبيقات المصنَعين لتوفير النطاق المطلوب لكل حالة.
سمات البلوتوث
لاستخدام تقنية بلوتوث اللاسلكية، يجب أن يكون الجهاز قادرًا على تفسير ملفات تعريف بلوتوث معينة، وهي تعريفات للتطبيقات الممكنة وتحديد السلوكيات العامة التي تستخدمها الأجهزة التي تدعم تقنية بلوتوث للاتصال بأجهزة بلوتوث الأخرى. تتضمن ملفات التعريف هذه إعدادات للتحديد والتحكم في الاتصال من البداية. يؤدي الالتزام باستخدام الملفات الشخصية إلى توفير وقت إرسال البيانات من جديد قبل أن يصبح الارتباط ثنائي الاتجاه فعالاً. هناك مجموعة واسعة من ملفات تعريف البلوتوث التي تصف العديد من أنواع مختلفة من التطبيقات أو حالات الاستخدام للأجهزة.
قائمة التطبيقات
التحكم اللاسلكي والاتصال بين الهاتف المحمول وسماعة رأس حر. كان هذا واحدًا من أقدم التطبيقات لتصبح شعبية.
التحكم اللاسلكي والتواصل اللاسلكي بين الهاتف المحمول ونظام ستيريو سيارة متوافق مع بلوتوث.
التحكم اللاسلكي والتواصل مع هواتف آيفون وأندرويد، والأجهزة اللوحية، ومكبرات الصوت اللاسلكية المحمولة.
سماعه بلوتوث لاسلكية والاتصال الداخلي. وتسمى أحيانًا سماعات الرأس "بلوتوث".
بث صوتي لاسلكي إلى سماعات الرأس مع إمكانيات الاتصال أو بدونها.
تدفق بيانات لاسلكيا التي يتم جمعها بواسطة أجهزة الرياضة التي تدعم تقنية البلوتوث إلى الهاتف أو الكمبيوتر الشخصي.
الشبكات اللاسلكية بين أجهزة الكمبيوتر في مساحة محصورة حيث يكون النطاق الترددي المطلوب صغيرًا.
الاتصالات اللاسلكية بين أجهزة الكمبيوتر والمدخلات والمخرجات، والأكثر شيوعًا هو الماوس ولوحه المفاتيح والالطابعة.
نقل الملفات وتفاصيل الاتصال ومواعيد التقويم، والتذكير بين الأجهزة مع OBEX.
استبدال الاتصالات التسلسلية السلكية السابقة RS-232 في معدات الاختبار وأجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي والمعدات الطبية وأجهزة مسح الرمز الشريطي وأجهزة التحكم في حركة المرور.
بالنسبة إلى عناصر التحكم التي غالبًا ما تستخدم الأشعة تحت الحمراء.
بالنسبة إلى التطبيقات ذات النطاق الترددي المنخفض، حيث لا يلزم توفر عرض نطاق ترددي أعلى من نطاق ال USB ويرغب اتصال بدون كابل.
جسر لاسلكي بين إيثرنت لشبكتين صناعتين (على سبيل المثال، شبكات البروفاينت)
اما أجهزة ألعاب الجيل السابع والثامنة مثل نينتندو ووي، ، وبلاي ستيشن 3 من سوني، فتستخدم البلوتوث في التحكم اللاسلكي الخاص بها.
الاتصال الهاتفي بالإنترنت على أجهزة الكمبيوتر الشخصية أو pda باستخدام الهاتف المحمول قادر على استخدام البيانات كمودم لاسلكي.
إرسال قصير المدى لبيانات المستشعرات الصحية من الأجهزة الطبية إلى الهاتف المحمول أو جهاز فك التشفير أو أجهزة مخصصة للصحة عن بُعد.
السماح لهاتف DECT بإجراء رنين والرد على المكالمات نيابةً عن هاتف جوال قريب.
تُستخدم أنظمة الموقع في الوقت الفعلي لتتبع وتحديد مواقع الكائنات في الوقت الفعلي باستخدام "العقد" أو "العلامات" المرفقة مع الكائنات المتعقبة و"القراء" الذين يقومون بتلقي ومعالجة الإشارات اللاسلكية من هذه العلامات لتحديد مواقعها.
تطبيق الأمن الشخصي على الهواتف المحمولة لمنع السرقة أو فقدان العناصر. يحتوي العنصر المحمي على علامة بلوتوث (في اتصال دائم بالهاتف. إذا كان الاتصال مخترقًا (تكون العلامة خارج نطاق الهاتف)، فسيتم إرسال تنبيه. يتوفر منتج يستخدم هذه التكنولوجيا منذ عام 2009.
يستخدم قسم المرور في مدينة كالجاري في ألبرتا، في الطرق في كندا البيانات التي تم جمعها من أجهزة البلوتوث للمسافرين للتنبؤ بأوقات السفر واكتظاظ الطريق لسائقي السيارات.
الإرسال اللاسلكي للصوت (بديل أكثر موثوقية لأجهزة إرسال FM)
بث مباشر للفيديو على جهاز الزرع البصري من قبل نبيل فتاح في جامعة نيوكاسل عام 2017.
البلوتوث والواي فاي (معيار IEEE 802.11)
البلوتوث والواي فاي (الوايفاي هو اسم العلامة التجارية للمنتجات التي تستخدم معايير (IEEE 802.11) لديها بعض التطبيقات المشابهة: إعداد الشبكات أو الطباعة أو نقل الملفات. تم تصميم واي فاي كبديل للكابلات عالية السرعة للوصول إلى الشبكة المحلية العامة في مناطق العمل أو المنزل. تسمى أحيانًا فئة التطبيقات هذه الشبكات اللاسلكية المحلية (WLAN). كانت البلوتوث مخصصة للمعدات المحمولة وتطبيقاتها. تم توضيح فئة التطبيقات على أنها الشبكة الشخصية اللاسلكية (WPAN). بلوتوث هي بديل للكابلات في مجموعة متنوعة من التطبيقات التي يتم تحميلها شخصيًا في أي إعداد، وتعمل أيضًا لتطبيقات المواقع الثابتة مثل وظائف الطاقة الذكية في المنزل (منظمات الحرارة، إلخ).
تُعد كل من واي فاي وبلوتوث جزءًا لا يتجزأ من تطبيقات الأخرى واستخداماتها. عادةً ما تكون شبكة واي فاي موصلة بالتمركز، مع اتصال جهاز فرعي وجاهز فرعي آخر غير متماثلين مع كل حركة انتقال بيانات الموجهة عبر نقطة الوصول، بينما تكون تقنية بلوتوث متناظرة عادةً، بين جهازي بلوتوث. يعمل البلوتوث بشكل جيد في التطبيقات البسيطة حيث يحتاج جهازان للاتصال مع الحد الأدنى من التكوين مثل الضغط على الزر، كما هو الحال في سماعات الرأس وأجهزة التحكم عن بعد، بينما يتناسب الواي فاي بشكل أفضل في التطبيقات التي تتطلب درجة معينة من تهيئة العميل والسرعات العالية، خاصة للوصول إلى الشبكة. ومع ذلك، توجد نقاط وصول بلوتوث، ويمكن إجراء اتصالات مخصصة مع شبكة واي فاي على الرغم من أنها ليست بسيطة كما هو الحال مع بلوتوث. تم تطوير Wi-Fi Direct مؤخرًا لإضافة وظيفة إضافية تشبه تقنية بلوتوث إلى شبكة واي فاي.
الأجهزة
توجد البلوتوث في العديد من المنتجات مثل الهواتف والمكبرات الصوتية والأجهزة اللوحية ومشغلات الوسائط وأنظمة الروبوتات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ومعدات ألعاب الكبلات وكذلك بعض السماعات عالية الوضوح وأجهزة المودم وأجهزة السمع وحتى الساعات.
نظرًا لتنوع الأجهزة التي تستخدم البلوتوث، إلى جانب تطورات المستمر لسماعات الرأس من قبل شركة أبل، وجوجل، وغيرها من الشركات، وعدم وجود تنظيم من قِبل لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC)، فإن التكنولوجيا عرضة للتدخل. ومع ذلك، فإن بلوتوث مفيد عند نقل المعلومات بين جهازين أو أكثر قريبًا من بعضهما البعض في حالات عرض النطاق الترددي المنخفض. يستخدم بلوتوث عادة لنقل البيانات الصوتية مع الهواتف (على سبيل المثال، مع سماعة بلوتوث) أو بيانات بايت مع أجهزة الكمبيوتر المحمولة باليد (نقل الملفات)
بروتوكولات البلوتوث تسهل اكتشاف وإعداد الخدمات بين الأجهزة. يمكن لأجهزة بلوتوث الإعلان عن جميع الخدمات التي تقدمها. وهذا يجعل استخدام الخدمات أسهل، نظرًا لأنه يمكن إجراء المزيد من الأمان وعنوان الشبكة وتكوين الأذونات بشكل تلقائي أكثر من العديد من أنواع الشبكات الأخرى.
متطلبات الحاسوب
يمكن لجهاز الكمبيوتر الشخصي الذي لا يمتلك تقنية البلوتوث المضمنة في الجهاز استخدام محول بلوتوث الذي يمكّن الكمبيوتر من الاتصال بأجهزة البلوتوث. على الرغم من أن بعض أجهزة الكمبيوتر المكتبية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الحديثة تأتي مرفقة مع راديو بلوتوث، إلا أن البعض الآخر يتطلب محولًا خارجيًا، وعادةً ما يكون على شكل ناقل تسلسلي عالمي (USB) مشترك صغير
(وحدة حماية بلوتوث /دنغل).
بخلاف ما سبقها، الأشعة تحت الحمراء، تتطلب محولًا منفصلاً لكل جهة، حيث تسمح تقنية البلوتوث لأجهزة متعددة بالاتصال بالكمبيوتر عبر محول واحد.
التنفيذ في نظام التشغيل
بالنسبة لمنصات شركة مايكروسوفت، تتوافق إصدارات نظم التشغيل (windows XP service pack2 وSP3) بعملها بشكل اساسي مع بلوتوث من نوع v1.1 و v2.0 و v2.0 + EDR. كانت الإصدارات السابقة تتطلب من المستخدمين تثبيت برامج التشغيل الخاصة بمحول البلوتوث، والتي لم تكن مدعومة مباشرة من قبل شركة مايكروسوفت. لا تحتوي برامج البلوتوث الخاصة بشركة مايكروسوفت (المجهزة بأجهزة الكمبيوتر التي تعمل بتقنية البلوتوث) على برامج تشغيل خارجية، وبالتالي تتطلب نظام تشغيل Windows XP SP2 على الأقل. يعمل نظام التشغيل Windows Vista RTM / SP1 مع حزمة الميزات اللاسلكية ويعمل نظام التشغيل Windows Vista SP2 مع بلوتوث v2.1 + EDR. ويعمل Windows 7 مع بلوتوث
v2.1 + EDR ونظام استجابة الاستعلامات الموسع EIR.
تدعم حزم البلوتوث الخاصة بنظامي التشغيل Windows XP و Windows Vista / Windows 7 ملفات تعريف البلوتوث التالية PA و SPP و DUN و HID و HCRP. يمكن استبدال حزم نظام التشغيل Windows XP من خلال حزم طرف ثالث يدعم المزيد من الملفات الشخصية أو أحدث إصدارات البلوتوث. تدعم حزم البلوتوث الخاصة Windows Vista / Windows 7 ملفات التعريف الإضافية التي يوفرها البائع دون الحاجة إلى استبدال حزم Microsoft.
تعمل منتجات Apple مع اصدار بلوتوث Mac OS X v10.2 منذ اصداره في عام 2002.
يحتوي نظام التشغيل لينكس على مجموعتي حزم بلوتوث رائعتين، BlueZ و Affix. تحتوي معظم الاغلفة الأساسية للينكس على حزم BlueZ والتي تم تطويرها في الأصل بواسطة Qualcomm. تم تطوير Affix stack بواسطة شركة نوكيا.
يحتوي نظام التشغيل الFreeBSD على البلوتوث منذ إطلاق النسخة الخامسة منه (v5.0).
يحتوي نظام التشغيل ال NetBSD على تقنية البلوتوث منذ إصداره للنسخة الرابعة v4.0. تم نقل حزم البلوتوث الخاصة به إلى ال OpenBSD أيضًا، إلا أن OpenBSD استبعدته لاحقًا لأسباب أمنية.
الخصائص والميزات
تم وضع المواصفات من قبل المنظمة المعنية (SIG) الخاصة بالبلوتوث وتم اعلنها رسميا في 20 مايو 1998. اليوم لديها أكثر من 30.000 شركة حول العالم. تم تأسيسها من قبل شركة Ericsson و IBM و Intel و Toshiba و Nokia ثم انضمت إليها العديد من الشركات الأخرى.
تدعم جميع اصدارت معايير البلوتوث التوافق التنازلي. والتي تتيح للإصدار الاخير تغطية جميع الإصدارات الأقدم.
تنتج مجموعة عمل المواصفات الأساسية الخاصة بالبلوتوث (CSWG) أربع أنواع من المواصفات:
عادة ما تطرح المعاير من قبل منظمة مواصفات البلوتوث الأساسية ويكون بين الإصدار والاخر بضع سنوات
ملحق مواصفات أساسية (CSA)، يمكن أن يطرح بين دورات الإصدار بحيث ممكن ان تصدر بضع مرات في السنة احيانا.
يمكن إصدار الملاحق الأساسية (CSS)، بشكل كبير
Errata (متوفر مع حساب مستخدم: تسجيل الدخول باستخدام اسم Errata)
البلوتوث 1.0 و 1.0B
كان لدى الإصدارين 1.0, B1.0 العديد من المشكلات، وقد واجه المصنعون صعوبة في جعل منتجاتهم قابلة للتشغيل. كما تضمنت الإصدارات 1.0 و B1.0 الإرسال الإلزامي لعنوان جهاز البلوتوث (BD_ADDR) في عملية التوصيل (مما يجعل إخفاء الهوية مستحيلاً على مستوى البروتوكول)، وهو ما يمثل ثغرة رئيسية لخدمات معينة مخطط لها للاستخدام في المساحات الخاصة البلوتوث.
بلوتوث 1.1
تم التصديق عليه كمعيار IEEE 802.15.1-2002.
تم إصلاح العديد من الأخطاء التي تم العثور عليها في مواصفات v1.0B.
إضافة إمكانية القنوات غير المشفرة.
تمت إضافة مؤشر قوة الإشارة (RSSI).
بلوتوث 1.2
تشمل التحسينات الرئيسية ما يلي:
اتصال واكتشاف اسرع.
الطيف الترددي المتكيف القابل للقفز (AFH)، الذي يحسن مقاومة تداخل تردد الراديوعن طريق تجنب استخدام ترددات مزدحمة في تسلسل القفزة.
سرعات إرسال أعلى في الواقع من V1.1، تصل حتى 721 كيلوبت / ثانية.
اتصالات متزامنة (eSCO)، والتي تعمل على تحسين جودة الصوت من الروابط الصوتية من خلال السماح بإعادة إرسال الحزم التالفة، والتي قد تزيد بشكل اختياريً زمن انتقال الصوت لتوفير نقل بيانات أفضل بشكل متزامن.
واجهة جهاز تحكم المضيف (HCI) تعمل مع ثلاثة أسلاك من UART.
تم التصديق عليه كمعيار IEEE 802.15.1-2005.
تم تقديم وسائل التحكم في التدفق والتحرير ل L2CAP من خلاله.
بلوتوث 2.0 + EDR
تم إصدار هذا الإصدار من مواصفات البلوتوث الأساسية في عام 2004. والفرق الرئيسي هو إدخال معدل بيانات محسن Enhanced Data Rate) EDR) لنقل البيانات بشكل أسرع. معدل نقل البيانات في EDR هو 3 ميجابت / ثانية، على الرغم من أن الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات (السماح بالوقت بين الحزم والتأكيد منها) هو 2.1 ميجابت / ثانية.
تستخدم تكنولوجيا كشف نقطة النهاية والاستجابة (EDR) توليفة من التشكيل (نظام تعديل التردد GFSK) وتشكيل تبديل الطور (عملية تعديل رقمية PSK) مع اثنين من المتغيرات، π / 4-DQPSK و8-DPSK. يمكن أن توفر تكنولوجيا ال EDR استهلاك طاقة أقل من خلال دورة عمل مخفضة.
يتم نشر المواصفات كبلوتوث v2.0 + EDR، مما يعني أن ال EDR هي ميزة اختيارية. إلى جانب الEDR، تحتوي مواصفات ال v2.0 على تحسينات ثانوية أخرى، وقد تدعي المنتجات امتثالها لـ “البلوتوث “v2.0 دون دعم لمعدل البيانات الأعلى.
يجب على جهاز تجاري واحد على الأقل ان يتواجد "بلوتوث v2.0 بدون EDR" على ورقة الارشادات الخاصة به.
بلوتوث 2.1 + EDR
تم تبني المواصفات الأساسية لإصدار البلوتوث 2.1 +EDR بواسطة بلوتوث SIG في 26 يوليو 2007 .
الميزة الرئيسية في v2.1 هي الاقتران البسيط الآمن: (SSP) هذا يحسن تجربة الاقتران لأجهزة البلوتوث، مع زيادة استخدام وقوة الأمن.
يتيح الإصدار 2.1 العديد من التحسينات الأخرى، بما في ذلك استجابة الاستعلام الممتدة (EIR)، والتي توفر المزيد من المعلومات أثناء إجراء الاستفسار للسماح بترشيح أفضل للأجهزة قبل الاتصال؛ وتتبع التصنيف الفرعي، مما يقلل من استهلاك الطاقة في وضع منخفض الطاقة.
بلوتوث 3.0 + HS
تم تبني الإصدار 3.0 + HS من مواصفات البلوتوث الأساسية بواسطة بلوتوث SIG في 21 أبريل 2009.
يوفر بلوتوث v3.0 + HS سرعات نقل البيانات النظرية التي قد تصل إلى 24 ميغابت / ثانية، ولكن ليس عبر ناقل البلوتوث نفسه. وبدلاً من ذلك، يتم استخدام وصلة البلوتوث للتفاوض والتأسيس، ويتم نقل حركة معدل البيانات المرتفع عبر وصلة 802.11 المجمعة.
الميزة الجديدة الرئيسية هي AMP (بديل لل (media access control / physical layer، الذي تم تصنيفه في ملحق 802.11 كناقل عالي السرعة.
الجزء عالي السرعة من المواصفات ليس إلزاميًا، وبالتالي فإن الأجهزة التي تعرض شعار "+ HS" هي فقط التي تدعم خاصية البلوتوث عبر معيار 802.11 عالي السرعة لنقل البيانات.
جهاز بلوتوث v3.0 بدون ملحق "+ HS" يستخدم فقط لدعم الميزات المقدمة لالمواصفات الأساسية لاصدار3.0, أو سابقًا ملحق المواصفات الأساسية 1.
وسائط L2CAP المحسنة
يقوم وضع إعادة الإرسال المحسّن (ERTM) بتطبيق قناة L2CAP الموثوقة، بينما يقوم وضع البث (SM) بتطبيق قناة غير موثوقة بدون أي إعادة إرسال أو التحكم في التدفق. الذي تم تقديمه في ملحق المواصفات الأساسية الأول.
بديل الMAC / PHY
يقوم بتمكينك من استخدام نظام بديل ال MAC و PHYs لنقل بيانات ملف تعريف البلوتوث. لا يزال يتم استخدام راديو البلوتوث لاكتشاف الجهاز وانشاء الاتصال واعداد الملف الشخصي. ومع ذلك، عند إرسال كميات كبيرة من البيانات، يقوم البديل MAC عالي السرعة 802.11 (الذي يرتبط عادةً بشبكة واي فاي) بنقل البيانات. هذا يعني أن البلوتوث يستخدم نماذج اتصال طاقة منخفضة مثبتة عندما يكون النظام غير مستخدم، ويعتبر الراديو أسرع عندما يجب عليه إرسال كميات كبيرة من البيانات. تتطلب روابط AMP أوضاع L2CAP مطورة.
بيانات الأحادية الغير متصلة
يسمح بإرسال بيانات الخدمة دون إنشاء قناة L2CAP. الغرض منه هو استخدامه عن طريق التطبيقات التي تتطلب زمن انتقال منخفض بين عمل المستخدم و(إعادة الاتصال / إرسال البيانات). فهو مناسب فقط لكميات صغيرة من البيانات.
التحكم المطور في الطاقة
تقوم بتحديث ميزة التحكم في الطاقة لإزالة التحكم في طاقة الحلقة المفتوحة، وكذلك لتوضيح الغموض في التحكم في الطاقة المقدم بواسطة مخططات التشكيل الجديدة المضافة من أجل ال EDR.
يعمل التحكم المطور في الطاقة على إزالة الغموض عن طريق تحديد السلوك المتوقع للبيانات. تضيف هذه الميزة أيضًا التحكم في طاقة الحلقة المغلقة، مما يعني أن تصفية RSSI يمكن أن تبدأ عند تلقي الاستجابة. بالإضافة إلى ذلك، تم تقديم طلب "اذهب مباشرة إلى الطاقة القصوى". ومن المتوقع أن يتعامل هذا مع مشكلة فقدان الاتصال بسماعة الرأس التي تتم ملاحظتها عادة عندما يضع المستخدم هاتفه في جيب على الجانب الآخر إلى سماعة الرأس.
النطاق العريض الفائق
كانت ميزة السرعة العالية (AMP) انها في البلوتوث v3.0 مخصصة أصلاً لـ UWB، ولكن تحالف WiMedia السبب الرئيسي في تخصيصها للبلوتوث، تم اعلان حلها في مارس 2009 وفي النهاية تم حذف UWB من مواصفات الأساسية ل v3.0.
في 16 مارس 2009، أعلن تحالف WiMedia عن دخوله في اتفاقات نقل التكنولوجيا الخاصة بمواصفات النطاق فائق العرض(UWB) الخاص بويكي-ميديا. لقد نقلت ويكي-ميديا جميع المواصفات الحالية والمستقبلية، بما في ذلك العمل على تطبيقات مستقبلية عالية السرعة ومحسنة للطاقة، لمجموعة SIG المهتمة بالبلوتوث. ومجموعة Promoted USB اللاسلكية منظمة ال USB Implementers.
بعد الانتهاء بنجاح من نقل التكنولوجيا، والتسويق، والبنود الإدارية ذات الصلة، توقف WiMedia Alliance عن العمل.
في أكتوبر 2009، علقت مجموعة الاهتمامات الخاصة بتقنية البلوتوث تطوير UWB كجزء من الحل البديل MAC / PHY ، Bluetooth v3.0 + HS. لم يكن عددًا صغيرًا ولكن هامًا من أعضاء WiMedia سابقًا لم ولن يوقعوا على الاتفاقيات الضرورية لنقل ال IP.
تعمل شركة SIG الخاصة بتقنية البلوتوث حاليًا على تقييم خيارات أخرى لخارطة الطريق طويلة المدى.
بلوتوث 4.0
المقال الرئيسي: البلوتوث منخفض الطاقة
أكملت تقنية البلوتوث SIG إصدار رقم 4.0 مواصفات البلوتوث الأساسية (يسمى البلوتوث الذكي) وتم اعتمادها اعتبارًا من 30 يونيو 2010. وتتضمن هذه التقنية بروتوكولات بلوتوث وتقنية بلوتوث عالية السرعة وبروتوكولات بلوتوث منخفضة الطاقة. (BLE) تعتمد سرعة البلوتوث العالية على ال Wi-Fi ، ويتكون البلوتوث التقليدي من بروتوكولات البلوتوث القديمة.
البلوتوث منخفض الطاقة، التي كانت تُعرف سابقًا باسم Wibree ، هي مجموعة فرعية من بلوتوث v4.0 مع مجموعة حزم من البروتوكولات الجديدة تمامًا للإنشاء السريع للاتصالات البسيطة. كبديل لبروتوكولات البلوتوث الأساسية التي تم تقديمها في البلوتوث v1.0 إلى v3.0، حيث إنها تستهدف تطبيقات طاقة منخفضة جداً مدعومة بخلية ذات شكل دائري. تسمح تصميمات الشرائح بنوعين من أنماط التنفيذ ، الوضع المزدوج، الوضع الأحادي والإصدارات القديمة المطورة. تم التخلي عن الأسماء المؤقتة Wibree و (ULP)Ultra Low Power وتم استخدام اسم BLE لفترة طويلة، في أواخر عام 2011، تم تقديم شعارات جديدة "البلوتوث المستعد الذكي" للمضيفين و"البلوتوث الذكي" لأجهزة الاستشعار كوجه عام لل BLE.
إذا قمنا بالمقارنة بتقنية البلوتوث الكلاسيكية، فإن البلوتوث منخفض الطاقة يهدف إلى توفير استهلاك للطاقة وتكلفة أقل بشكل كبير مع الحفاظ على نطاق اتصالات مشابه. من حيث إطالة عمر البطارية لأجهزة البلوتوث، تمثل الBLE تقدمًا كبيرًا.
في وضع أحادي التطبيق، يتم تنفيذ حزمة بروتوكولات الطاقة المنخفضة فقط. Dialog Semiconductor, STMicroelectronics, AMICCOM, CSR, Nordic Semiconductor, Texas Instruments قاموا بإصدار حلول بلوتوث منخفضة الطاقة أحادية الوضع.
في تطبيق الوضع الثنائي، تتكامل وظيفة البلوتوث الذكي مع وحدة تحكم بلوتوث تقليدية موجودة. اعتبارًا من مارس 2011، أعلنت شركات أشباه الموصلات التالية عن توفر رقائق تفي بالمعيار: Qualcomm-Atheros و CSR و Broadcom و Texas Instruments. تشترك البنية المتوافقة مع كل من الوظائف وتواجد جميع الإذاعات والوظائف القائمة في البلوتوث التقليدي مما يؤدي إلى زيادة تكلفتها بالمقارنة مع تقنية البلوتوث التقليدية.
الشرائح أحادية الوضع منخفضة التكلفة، تمكّن الأجهزة المدمجة والمضغوطة للغاية، من الحصول على طبقة ارتباط خفيفة الوزن توفر عملية وضع الخمول للطاقة المنخفضة للغاية، والاكتشاف البسيط للأجهزة، ونقل موثوق لنقل البيانات من نقطة إلى عدة نقاط مع توفير وحماية أمان متطور اتصالات مشفرة بأقل تكلفة ممكنة.
تتضمن التحسينات العامة في الإصدار 4.0 التغييرات الضرورية لتسهيل أوضاع BLE، بالإضافة إلى خصائص (Generic Attribute Profile GATT) و(Security Manager SM مع تشفير AES).
تم الكشف عن ملحق المواصفات الأساسية 2 في ديسمبر 2011؛ الذي يحتوي على تحسينات على واجهة وحدة تحكم المضيف الصوتي وإلى بروتوكول طبقة التكيف (802.11) ذا السرعة العالية. (802.11)
ملحق المواصفات الأساسية رقم 3، المراجعة 2 لها تاريخ تبني في 24 يوليو 2012.
ملحق المواصفات الأساسية رقم 4 يتضمن تاريخ اعتماد بتاريخ 12 فبراير 2013.
بلوتوث 4.1
أعلنت المنظمة المختصة بالبلوتوث عن اعتماد رسمي لمواصفات البلوتوث v4.1 في 4 ديسمبر 2013. هذه المواصفات عبارة عن تحديث متزايد للبرمجية إلى مواصفات البلوتوث v4.0، وليس تحديثًا للأجهزة. يشتمل التحديث على مواصفات البلوتوث الأساسية CSA 1 و 2 و 3 و 4 ويضيف ميزات جديدة تعمل على تحسين قدرة المستهلك على الاستخدام. وتشمل هذه زيادة دعم التوافق مع LTE، وأسعار تبادل البيانات السائبة - وابتكار مساعد ثوري من خلال السماح للأجهزة بدعم أدوار متعددة في نفس الوقت.
الميزات الجديدة لهذه المواصفات ما يلي:
الخدمة اللاسلكية المتنقلة للتوافق في التواصل.
تدريب الوهن والمسح الضوئي المتشابك العام.
الدورة منخفضه العمل ذات الإعلان المباشر.
L2CAP ذات الاتصال الموجه وقنوات مخصصة مع التحكم في التدفق المبنية على الرصيد.
الوضع المزدوج والبنية.
بروتوكول ال LE في طبقة الاتصال (Link Layer).
طبقة تكيف البروتوكول نوع 802.11n PAL.
تحديثات على تصميم الصوت لخط واسع النطاق.
فاصل إعلانات البيانات السريعة.
زمن الاكتشاف المحدود.
لاحظ أن بعض الميزات كانت متوفرة بالفعل في ملحق المواصفات الأساسية (CSA) قبل إصدار الإصدار 4.
بلوتوث 4.2
صدر في 2 ديسمبر 2014، ويقدم مميزات لإنترنت الأشياء.
المجالات الرئيسية التي تم تحسينها هي:
اتصال آمن منخفض الطاقة مع امتداد طول حزم البيانات.
خصوصية طبقة الارتباط مع سياسات مصفاة الماسح الضوئي الموسعة.
ملف تعريف بروتوكول دعم الإنترنت (IPSP) الإصدار 6 الذي تم تجهيزه لأشياء البلوتوث الذكية لدعم المنزل المترابط.
تتلقى أجهزة البلوتوث القديمة ميزات 4.2 مثل امتداد طول حزم البيانات وتحسين الخصوصية عبر تحديثات البرامج الثابتة.
بلوتوث 5
صدر بلوتوث SIG 5 في 16 يونيو 2016. وتركز ميزاته الجديدة بشكل رئيسي على تكنولوجيا إنترنت الأشياء. تم إطلاق Samsung Galaxy S8 بدعم البلوتوث 5 في أبريل 2017. وفي سبتمبر 2017 ، تم إطلاق iPhone 8 و 8 Plus و iPhone X بدعم Bluetooth 5 أيضًا. كما قامت Apple أيضاً بدمج البلوتوث 5 في عرض HomePod الجديد الذي تم إصداره في 9 فبراير ، 2018. التسويق يسقط الرقم العشري. بحيث يكون مجرد "بلوتوث 5" (وليس 5.0 مثل بلوتوث 4.0). التغيير هو من أجل "تبسيط التسويق لدينا ، والتواصل بين مزايا المستخدمين بشكل أكثر فاعلية وتسهيل توجيه تحديثات التكنولوجيا الهامة إلى السوق."
توفر تقنية البلوتوث 5، من أجل BLE، خيارات يمكن أن تضاعف السرعة تدفق بمقدار (2 ميجابيت\ثانية) وهذا يعتمد على المدى المتاح، أو ما يصل إلى أربعة أضعاف النطاق على حساب معدل البيانات، وثمانية أضعاف قدرة بث إرسال البيانات، بزيادة أطوال الحزمة. يمكن أن تكون الزيادة في الإرسال هامة لأجهزة إنترنت الأشياء، حيث تتصل العديد من العقد في جميع أنحاء المنزل بأكمله. تضيف تقنية البلوتوث 5 وظائف للخدمات البلا الاتصال مثل الملاحة الملائمة للموقع من اتصالات البلوتوث منخفضة الطاقة.
المجالات الرئيسية التي تم تطويرها هي:
توافر المنفذ (SAM).
2 ميغابت / ثانية منPHY لبروتكول ال LE.
بروتوكول LE طويل المدى.
دورة العمل عالية الدعاية غير قابل للاتصال.
الامتدادات الإعلانية. LE
قناة اختيار الخوارزمية الثانية الخاصة ببروتوكول ال LE.
الميزات المضافة في CSA5 - مدمجة في الإصدار v5.0
ارتفاع انتاج الطاقة.
تمت إزالة الميزات التالية في هذا الإصدار من المواصفات:
بارك ستيت.
معلومات تقنية
المعمارية
البرمجيات
هدفها السعي لتوسيع توافق أجهزة البلوتوث التي تلتزم بالاستخدام الطبيعي لهذه التكنلوجيا كواجهة تعرف باسم HCI تربط الجهاز المضيف مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف وغيرها مع أجهزة البلوتوث الأخرى مثل شريحة البلوتوث. ان البروتوكولات عالية المستوى مثل بروتوكول SDP (بروتوكول يُستخدم للعثور على أجهزة بلوتوث أخرى ضمن نطاق الاتصال، وهو مسؤول أيضًا عن اكتشاف وظيفة الأجهزة في النطاق)، RFCOMM (البروتوكول المستخدم لمحاكاة اتصالات المنفذ التسلسلي) و TCS (بروتوكول التحكم الهاتفي) جميعهم يتفاعلون مع وحدة تحكم النطاق الأساسي من خلال بروتوكول L2CAP (التحكم المنطقي للارتباط وبروتوكول التكيف). بروتوكول L2CAP مسؤول عن تجزئة حزم البيانات وإعادة تجميعها.
الأجزاء
يتكون الجهاز الذي يستخدم تقنية البلوتوث، من جزئيين؛ اللذان قد يكونا أو لا يكونا منفصلان ماديا. جهاز راديو، مسؤول عن تعديل وإرسال الإشارة؛ وجهاز تحكم رقمي. واحدة من وظائف وحدة التحكم الرقمي هي تشغيل وحدة تحكم الارتباط؛ واجهات مع الجهاز المضيف ولكن قد يتم تفويض بعض الوظائف إلى الأجهزة. وتتحكم وحدة تحكم الارتباط في معالجة النطاق الأساسي وإدارة الطلب الأوتوماتيكي للتكرار (ARQ) وبروتوكولات الطبقة المادية FEC. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يعالج وظائف النقل (غير المتزامنة والمتزامنة)، وتشفير الصوت وتشفير البيانات. وحدة المعالجة المركزية للجهاز مسؤولة عن حضور الإرشادات المتعلقة ببلوتوث الجهاز المضيف، من أجل تبسيط عملها. للقيام بذلك، تقوم وحدة المعالجة المركزية بتشغيل برنامج يسمى مدير الاتصال الذي يتميز بوظيفة الاتصال بالأجهزة الأخرى من خلال بروتوكول LMP.
حزمة بروتوكول البلوتوث
حزمة بروتوكول البلوتوث
تعرف البلوتوث بأنها بنية بروتوكولات طبقية تتكون من بروتوكولات أساسية وبروتوكولات استبدال الأسلاك وبروتوكولات التحكم الهاتفية والبروتوكولات المعتمدة. البروتوكولات الإلزامية لجميع صفوف البلوتوث هي LMP و L2CAP و SDP. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للأجهزة التي تستخدم الإتصال عبر البلوتوث عالميا ان تستخدم هذه البروتوكولات: HCI و RFCOMM.
مدير الاتصال
مدير الاتصال هو النظام الذي يدير الربط والاتصال بين الأجهزة. وهو مسؤول عن إنشاء الاتصال وتوثيقه وتكوينه. يحدد مدير الاتصال مديرين آخرين ويتواصل معهم بفضل بروتوكول إدارة ارتباط LMP. من أجل أداء وظيفته كمزود خدمة ، يقوم باستخدام الخدمات المضمنة في وحدة تحكم الوصلة (LC). يتألف بروتوكول مدير الاتصال بشكل اساسي من عدد من وحدات PDU (وحدات بيانات البروتوكول) التي يتم إرسالها من جهاز إلى آخر. فيما يلي قائمة الخدمات المدعومة:
نقل واستقبال البيانات.
طلب الاسم
طلب عناوين الوصلات.
تأسيس الاتصال.
المصادقة.
التفاوض على وضع الارتباط وإنشاء الاتصال.
واجهة تحكم المستخدم
تقوم واجهة تحكم المستخدم بتوفير واجهة أوامر لوحدة التحكم ومدير الاتصال، مما يسمح بالوصول إلى حالة الأجهزة وسجلات التحكم. توفر هذه الواجهة طبقة وصول لجميع أجهزة البلوتوث. تقوم طبقة HCI للأجهزة بتبادل الأوامر والبيانات باستخدام برنامج HCI الموجود في جهاز البلوتوث. واحدة من أهم مهام HCI التي يتم إجراؤها هي الإكتشاف التلقائي لأجهزة البلوتوث الأخرى التي تقع داخل دائرة نصف قطر التغطية.
بروتوكول التحكم المنطقي والتكيف
الرابط المنطقي يستخدم بروتوكول التحكم والتكيف (L2CAP) لإرسال اتصالات منطقية متعددة بين جهازين يستخدمان بروتوكولات مختلفة عالية المستوى. يوفر تجزئة وإعادة تجميع الحزم على الهواء. في الوضع الأساسي، يوفر L2CAP حزم ذات حمولة قابلة للتهيئة تصل إلى 64 كيلوبايت، مع 672 بايت كحد أقصى لوحدة الإرسال القصوى، و 48 بايت كحد أدنى إلزامي مدعوم. في أوضاع إعادة الإرسال والتحكم في التدفق، يمكن تكوين L2CAP إما للبيانات المتزامنة أو للبيانات الموثوقة لكل قناة من خلال إجراء عمليات إعادة الإرسال وفحص تكرار دوري. اضاف ملحق مواصفات البلوتوث الأساسي وضعين إضافيين من L2CAP إلى المواصفات الأساسية.
وضع محسن من إعادة الإرسال (ERTM)
هذا الوضع هو نسخة محسنة من وضع إعادة الإرسال الأصلي. يوفر هذا الوضع قناة L2CAP موثوقة.
وضع البث (SM)
هذا هو وضع بسيط جدا، مع عدم إعادة الإرسال أو التحكم في التدفق. يوفر هذا الوضع قناة L2CAP غير موثوقة.
الاعتمادية في أي من هذه الأوضاع هي اختيارية و/أو مضمونة إضافياً بواسطة الوسط الهوائي BDR / EDR لطبقة البلوتوث السفلية عن طريق تكوين عمليات إعادة الإرسال ونفاذ وقت المسح (الوقت الذي يتم بعده مسح حزم البيانات الراديوية). يتم ضمان التسلسل في الترتيب بواسطة الطبقة السفلى. يمكن تشغيل قنوات L2CAP فقط التي تم تكوينها في وضعية النسخة المحسنة من وضع إعادة الإرسال أو وضعية التدفق عبر الارتباطات المنطقية لـ AMP.
بروتوكول اكتشاف الخدمة
يسمح بروتوكول اكتشاف الخدمة للجهاز باكتشاف الخدمات التي تقدمها الأجهزة الأخرى المرتبطة بها. على سبيل المثال، عندما تستخدم هاتفًا محمولًا مزودًا بسماعة رأس البلوتوث، يستخدم الهاتف بروتوكول SDP لتحديد ملفات تعريف البلوتوث التي يمكن أن تستخدمها سماعة الرأس (ملف تعريف سماعة الرأس وملف توزيع الصوت المتقدم (A2DP, الخ..) وإعدادات مُضاعف البروتوكول اللازمة للهاتف للاتصال بسماعة الرأس باستخدام كل منها. يتم تحديد كل خدمة بواسطة معرف فريد عالميًا (UUID)، مع الخدمات الرسمية (ملفات تعريف البلوتوث) التي يتم ترميزها بمُعرّف فريد عالمي قصير (16 بت بدلاً من 128 كاملًا).
اتصالات التردد الراديوي
اتصالات التردد الراديوي (RFCOMM) هو بروتوكول بديل للأسلاك يستخدم لإنشاء دفق بيانات تسلسلي ظاهري. يتم توفير اتصال التردد الراديوي لنقل البيانات الثنائية ومحاكاة إشارات التحكم (EIA-232) سابقاً (RS-232)عبر طبقة النطاق الأساسي البلوتوث، أي أنها محاكاة للمنفذ التسلسلي. يوفر بروتوكول اتصال التردد الراديوي دفق بيانات موثوقة بسيطة للمستخدم، شبيه ببروتوكول التحكم في الإرسال. يتم استخدامه مباشرة من قبل العديد من المعايير الهاتفية ذات الصلة كحامل لأوامر AT، فضلا عن كونه طبقة نقل لبروتوكول OBEX عبر البلوتوث. تستخدم العديد من تطبيقات البلوتوث اتصالات التردد الراديوي بسبب دعمها الواسع وواجهة برمجة التطبيقات (API) المتوفرة بشكل عام في معظم أنظمة التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن نقل التطبيقات التي تستخدم منفذ تسلسلي للاتصال بسرعة لاستخدام اتصالات التردد الراديوي.
بروتوكول تغليف شبكة البلوتوث
يُستخدم بروتوكول تغليف شبكة البلوتوث لنقل بيانات حزمة بروتوكول أخرى عبر قناة L2CAP. هدفه الرئيسي هو نقل حزم بروتكولات الانترنت في ملف تعريف الشبكة الشخصية. يقوم بروتوكول تغليف شبكة البلوتوث بأداء وظيفة مشابهة لبروتوكول الوصول للشبكة الفرعية SNAP في الشبكة المحلية اللاسلكية.
استخدام بروتوكول نقل التحكم في الصوت / الفيديو
يتم استخدام بروتوكول نقل التحكم في الصوت / الفيديو بواسطة ملف تعريف وحدة التحكم عن بعد لنقل أوامر التحكم في الصوت / الفيديو عبر قناة L2CAP. تستخدم أزرار التحكم بالموسيقى الموجودة في سماعة رأس ستريو هذا البروتوكول للتحكم في مشغل الموسيقى. استخدام بروتوكول نقل التوزيع الصوتي / المرئي يتم استخدام بروتوكول نقل التوزيع الصوتي / المرئي من خلال الملف الشخصي لتوزيع الصوت المتطور لتدفق الموسيقى إلى سماعات الستريو عبر قناة L2CAP مخصصة لملف توزيع الفيديو في الإرسال عبر البلوتوث.
بروتوكول التحكم الهاتفي
بروتوكول التحكم الهاتفي - الثنائي هو بروتوكول يستخدم نظام "بت" الذي يحدد إشارة التحكم في المكالمة لإنشاء المكالمات الصوتية والبيانات بين أجهزة البلوتوث. بالإضافة إلى ذلك، "يحدد بروتوكول التحكم الهاتفي إجراءات إدارة التنقل للتعامل مع مجموعات أجهزة التحكم في الاتصال الهاتفي البلوتوث". يُستخدم بروتوكول التحكم الهاتفي فقط من خلال الملف الهاتفي اللاسلكي ، والذي فشل في جذب المنفذين. ولهذا السبب، هو ذو أهمية تاريخية فقط.
البروتكولات المعتمدة
يتم تعريف البروتوكولات المعتمدة من قبل المؤسسات الأخرى التي تصنع المعايير وتدرج في حزمة بروتوكول البلوتوث، مما يسمح للبلوتوث بتشفير البروتوكولات فقط عند الضرورة. تشمل البروتوكولات المعتمدة:
برتوكول الربط بين نقطتين
بروتوكول إنترنت قياسي لنقل حزم بروتوكولات الإنترنت عبر الارتباط من نقطة إلى نقطة.
TCP/IP/UDP
البروتوكولات الأساسية لمجموعة بروتوكولات TCP / IP
بروتوكول تبادل البيانات (OBEX)
بروتوكول ال session layer لتبادل البيانات، يوفر نموذجًا لتمثيل البيانات والعمليات.
بيئة التطبيقات اللاسلكية / بروتوكول التطبيق اللاسلكي (WAE / WAP)
تحدد بيئة التطبيقات اللاسلكية /بروتوكول التطبيقات اللاسلكية إطار عمل التطبيقات للأجهزة اللاسلكية ويعتبر البروتوكول معيارًا مفتوحًا يتيح للمستخدمين المتنقلين الوصول إلى الخدمات الهاتفية وخدمات المعلومات.
تصحيح الأخطاء على النطاق القاعدي (Baseband)
اعتمادًا على نوع الرزمة، يمكن حماية الرزم الفردية عن طريق تصحيح الخطأ، إما تصحيح الخطأ الأمامي بمعدل 1/3 (FEC) أو معدل 2/3. بالإضافة إلى ذلك، ستتم إعادة إرسال الحزم ذات التحقق من التكرار الدوري حتى يتم الإقرار بها بواسطة طلب التكرار التلقائي (ARQ).
بناء الاتصالات
ينقل أي جهاز بلوتوث في وضع قابل للاكتشاف المعلومات التالية عند الطلب:
اسم الجهاز
فئة الجهاز
قائمة الخدمات
المعلومات التقنية (على سبيل المثال: ميزات الجهاز، الشركة المصنعة، مواصفات البلوتوث المستخدمة، معلومات التوقيت).
قد يقوم أي جهاز بإجراء استعلام للعثور على أجهزة أخرى للاتصال بها، ويمكن تكوين أي جهاز للرد على هذه الاستفسارات. ومع ذلك، إذا كان الجهاز الذي يحاول الاتصال يعرف عنوان الجهاز، فإنه يستجيب دائمًا لطلبات الاتصال المباشر ويرسل المعلومات الموضحة في القائمة أعلاه إذا طلب ذلك. قد يتطلب استخدام خدمات الجهاز الاقتران أو القبول من قبل مالكه، ولكن يمكن بدء الاتصال بنفسه بواسطة أي جهاز ويحتفظ به حتى يخرج من النطاق. يمكن توصيل بعض الأجهزة بجهاز واحد فقط في كل مرة، والاتصال بها يمنعها من الاتصال بأجهزة أخرى والظهور في الاستعلامات حتى يتم قطع الاتصال من الجهاز الآخر. يحتوي كل جهاز على عنوان 48 بت فريد. ومع ذلك، لا يتم عرض هذه العناوين بشكل عام في الاستعلامات. بدلا من ذلك ، يتم استخدام أسماء البلوتوث الودية، والتي يمكن وضعها من قبل المستخدم. يظهر هذا الاسم عند فحص مستخدم آخر للأجهزة وفي قوائم الأجهزة المقترنة. معظم الهواتف الخلوية لديها اسم البلوتوث لتعيين الشركة المصنعة وطراز الهاتف بشكل افتراضي. تعرض معظم الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة أسماء البلوتوث فقط وتحتاج البرامج الخاصة للحصول على معلومات إضافية حول الأجهزة البعيدة. من الممكن ان يكون هذا مربكًا، على سبيل المثال، قد يكون هناك العديد من الهواتف الخلوية في النطاق تحت اسم T610 (راجع Bluejacking).
المزاوجة والارتباط
الدوافع
يمكن أن تعرض العديد من الخدمات المقدمة عبر البلوتوث البيانات الخاصة أو تسمح لجهة الاتصال بالتحكم في جهاز البلوتوث. لأسباب أمنية، من الضروري التعرف على أجهزة معينة، وبالتالي تمكين التحكم في الأجهزة التي يمكن توصيلها بجهاز بلوتوث معين. في نفس الوقت، من المفيد لأجهزة البلوتوث أن تكون قادرة على إنشاء اتصال دون تدخل المستخدم (على سبيل المثال، بمجرد وجوده في النطاق).
لحل هذا التعارض، يستخدم البلوتوث عملية تسمى الترابط، ويتم إنشاء الرابطة من خلال عملية تسمى الاقتران. يتم تشغيل عملية الاقتران إما بطلب معين من مستخدم لإنشاء رابطة (على سبيل المثال، يطلب المستخدم بشكل صريح "إضافة جهاز بلوتوث")، أو يتم تشغيله تلقائيًا عند الاتصال بالخدمة حيث (لأول مرة) يطلب هوية الجهاز لأغراض أمنية. ويشار إلى هاتين الحالتين على أنهما رباط مخصص وترابط عام على التوالي.
غالبًا ما يشتمل الاقتران على مستوى معين من تفاعل المستخدم. يؤكد تفاعل المستخدم هذا على هوية الأجهزة. عند اكتمال الاقتران بنجاح، يتم تكوين رابط بين الجهازين، مما يتيح لهذين الجهازين الاتصال ببعضهما البعض في المستقبل دون تكرار عملية الاقتران لتأكيد هوية الجهاز. عند الرغبة، يمكن للمستخدم إزالة علاقة الترابط.
0 تعليقات