บลูทูธทำงานที่ความถี่ใด วิธีการทำงานของบลูทูธบนอุปกรณ์ โปรไฟล์ Bluetooth ที่พบบ่อยที่สุด

Bluetooth: เทคโนโลยีและแอพพลิเคชั่น

... และเขาพูดว่า: "ขอให้ทุกคนกลับมารวมกันอีกครั้ง"

มีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่คำเหล่านี้ของกษัตริย์เดนมาร์ก Harald II Bluetooth ในยุคกลางมีการเชื่อมโยงชื่อเล่นอื่นของเขา - "unifier" ซึ่งหลังจาก 1,000 ปีกลายเป็นชื่อของอินเทอร์เฟซใหม่ การสื่อสารไร้สาย.

บลูทูธคืออะไร? นี่คือเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายที่สร้างขึ้นในปี 1998 โดยกลุ่มบริษัท: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba ปัจจุบัน Bluetooth กำลังได้รับการพัฒนาโดย Bluetooth SIG (กลุ่มความสนใจพิเศษ) ซึ่งรวมถึง Lucent, Microsoft และอื่น ๆ อีกมากมาย

วัตถุประสงค์หลักของ Bluetooth คือการประหยัด (ในแง่ของการใช้กระแสไฟ) และการสื่อสารทางวิทยุราคาถูกระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่างๆ และความสำคัญอย่างมากติดอยู่กับความกะทัดรัดของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งทำให้สามารถใช้ Bluetooth ในขนาดเล็กได้ อุปกรณ์ที่มีขนาดเท่ากับนาฬิกาข้อมือ

อินเทอร์เฟซ Bluetooth ช่วยให้คุณถ่ายโอนทั้งเสียง (ที่ความเร็ว 64 Kbps) และข้อมูล สำหรับการส่งข้อมูล สามารถใช้วิธีอสมมาตร (721 Kbps ในทิศทางเดียวและ 57.6 Kbps ในอีกทางหนึ่ง) และวิธีการสมมาตร (432.6 Kbps ในทั้งสองทิศทาง) ตัวรับส่งสัญญาณที่ทำงานที่ความถี่ 2.4 GHz ซึ่งเป็นชิปบลูทูธ อนุญาตให้สร้างการสื่อสารภายใน 10 หรือ 100 เมตร ขึ้นอยู่กับระดับพลังงาน ความแตกต่างของระยะทางนั้นใหญ่มาก แต่การเชื่อมต่อภายใน 10 ม. ช่วยให้คุณคงการใช้พลังงานต่ำ ขนาดกะทัดรัด และต้นทุนส่วนประกอบที่ค่อนข้างต่ำ ดังนั้น เครื่องส่งกำลังต่ำจึงกินไฟเพียง 0.3 mA ในโหมดสแตนด์บาย และเฉลี่ย 30 mA เมื่อทำการแลกเปลี่ยนข้อมูล

บลูทูธทำงานบนหลักการ FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum) โดยสรุป สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ดังนี้: ตัวส่งสัญญาณแบ่งข้อมูลออกเป็นแพ็กเก็ตและส่งโดยใช้อัลกอริธึมกระโดดข้ามความถี่หลอกเทียม (1600 ครั้งต่อวินาที) หรือรูปแบบที่ประกอบด้วย 79 ความถี่ย่อย เฉพาะอุปกรณ์ที่ปรับให้เป็นรูปแบบการส่งเดียวกันเท่านั้นที่สามารถ "เข้าใจ" ซึ่งกันและกัน - สำหรับอุปกรณ์ต่างประเทศ ข้อมูลที่ส่งจะเป็นสัญญาณรบกวนธรรมดา

องค์ประกอบโครงสร้างหลักของเครือข่าย Bluetooth คือสิ่งที่เรียกว่า "piconet" ซึ่งเป็นชุดอุปกรณ์ 2 ถึง 8 เครื่องที่ทำงานบนเทมเพลตเดียวกัน ในแต่ละ piconet อุปกรณ์หนึ่งเครื่องทำหน้าที่เป็นเครื่องหลักและส่วนที่เหลือเป็นทาส Master กำหนดเทมเพลตที่อุปกรณ์ทาสทั้งหมดของ piconet ของเขาจะทำงานและซิงโครไนซ์งานของมัน มาตรฐาน Bluetooth ให้การเชื่อมต่อของ piconets ที่เป็นอิสระและไม่ได้ซิงโครไนซ์ (มากถึง 10) ลงใน "scatternet" ที่เรียกว่า (ฉันยังไม่พบคำแปลภาษารัสเซียที่ถูกต้องของคำนี้ แต่หนึ่งในตัวแปรของการแปล ของกริยาจะกระจายเสียงเหมือน "กระจัดกระจาย") สำหรับสิ่งนี้ piconets แต่ละคู่ต้องมีอุปกรณ์ร่วมกันอย่างน้อยหนึ่งตัว ซึ่งจะเป็นหลักในอุปกรณ์หนึ่งและสเลฟในอีกอุปกรณ์หนึ่ง ดังนั้นภายใน scatternet เดียวที่มีอินเทอร์เฟซ Bluetooth สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้สูงสุด 71 เครื่องพร้อมกัน อย่างไรก็ตาม ไม่มีใครจำกัดการใช้อุปกรณ์เกตที่ใช้อินเทอร์เน็ตเดียวกันสำหรับการสื่อสารเพิ่มเติม

ช่วงความถี่บลูทูธไม่มีใบอนุญาตในประเทศส่วนใหญ่ แต่ในฝรั่งเศส สเปน และญี่ปุ่น เนื่องจากข้อจำกัดทางกฎหมาย จึงจำเป็นต้องใช้ความถี่อื่นนอกเหนือจากที่ระบุไว้ข้างต้น

เมื่อพูดถึงการสื่อสารแบบไร้สาย เราไม่สามารถพูดถึงปัญหาด้านความปลอดภัยของการเชื่อมต่อดังกล่าวได้ นอกจากการเน้นที่รูปแบบความถี่และความจำเป็นในการซิงโครไนซ์การส่งและรับแล้ว มาตรฐาน Bluetooth ยังให้การเข้ารหัสข้อมูลที่ส่งด้วยความยาวคีย์ที่มีประสิทธิภาพตั้งแต่ 8 ถึง 128 บิต และความสามารถในการเลือกการรับรองความถูกต้องแบบทางเดียวหรือสองทาง (แน่นอน คุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องรับรองความถูกต้องเลย) ซึ่งช่วยให้คุณตั้งค่าความแข็งแกร่งของการเข้ารหัสที่เป็นผลให้สอดคล้องกับกฎหมายของแต่ละประเทศ (ในบางประเทศ ห้ามใช้การเข้ารหัสที่รัดกุม :) นอกจากการเข้ารหัสที่ระดับโปรโตคอลแล้ว การเข้ารหัสที่ระดับแอปพลิเคชันยังสามารถใช้ได้ - ที่นี่ไม่มีใครจำกัดการใช้อัลกอริธึมที่แข็งแกร่งตามอำเภอใจ

มักคิดว่าภายในขอบเขตของอุปกรณ์ Bluetooth สามารถเชื่อมต่อและเริ่มแลกเปลี่ยนข้อมูลที่อาจไม่มีไว้สำหรับหูหรือตาของบุคคลที่สาม อันที่จริงแล้ว การแลกเปลี่ยนข้อมูลอัตโนมัติระหว่างอุปกรณ์ Bluetooth นั้นดำเนินการในระดับฮาร์ดแวร์เท่านั้น กล่าวคือ เพื่อตรวจสอบข้อเท็จจริงของการเชื่อมต่อเท่านั้น แต่ในระดับแอปพลิเคชัน ผู้ใช้ตัดสินใจด้วยตัวเองว่าจะเข้าหรือห้ามสร้างการเชื่อมต่ออัตโนมัติ ดังนั้น การใช้บลูทูธจึงไม่อันตรายมากไปกว่าการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ซึ่งโหนดทั้งหมดเชื่อมต่อด้วยระบบไฟฟ้าด้วย แต่ไม่ได้หมายความว่าจะสามารถเข้าถึงทรัพยากรใดๆ ได้โดยไม่มีเงื่อนไข

นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่ามาตรฐาน Bluetooth ได้รับการพัฒนาโดยคำนึงถึงพลังงานต่ำ ดังนั้นจึงลดผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ให้เหลือน้อยที่สุด

จุดเน้นหลัก ใช้บลูทูธควรเป็นการสร้างสิ่งที่เรียกว่า เครือข่ายส่วนตัว(PAN หรือเครือข่ายพื้นที่ส่วนตัว) ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ที่หลากหลายเช่น โทรศัพท์มือถือ, PDA, เครื่องเล่น MP3, คอมพิวเตอร์และแม้แต่เตาไมโครเวฟพร้อมตู้เย็น (ไม่ได้เชื่อมต่อกับเครือข่ายเป็นเวลานาน) ความสามารถด้านเสียงทำให้สามารถรวม Bluetooth เข้ากับโทรศัพท์ไร้สายหรือตัวอย่างเช่น ชุดหูฟังไร้สายสำหรับโทรศัพท์มือถือ การใช้งาน Bluetooth ที่ใช้งานได้จริงนั้นไม่มีที่สิ้นสุด: นอกเหนือจากการซิงโครไนซ์ PDA กับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปหรือการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงที่ค่อนข้างความเร็วต่ำ เช่น คีย์บอร์ดหรือเมาส์ อินเทอร์เฟซทำให้การจัดระเบียบเป็นเรื่องง่ายและคุ้มค่า เครือข่ายในบ้าน... นอกจากนี้ โหนดของเครือข่ายนี้สามารถเป็นอุปกรณ์ใดก็ได้ที่ต้องการข้อมูลหรือมีข้อมูลที่จำเป็น

มาเปรียบเทียบ Bluetooth กับอินเทอร์เฟซไร้สายอื่นที่รู้จักกันดี - IEEE 802.11 โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากโซลูชันทั้งสองมีวางจำหน่ายแล้วในตลาดทั่วไป ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพวกเขาสามารถสรุปได้ดังนี้:

อย่างที่คุณเห็นได้ง่าย อินเทอร์เฟซ Bluetooth เหมาะสมกว่ามากสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์สื่อสารไร้สายที่ต้องการราคาค่อนข้างต่ำ ไม่จำเป็นต้องใช้ความเร็วสูงและต้องการการใช้พลังงานต่ำ อย่างไรก็ตาม ตามที่ระบุไว้แล้ว เป็นไปได้ที่จะสร้างเครือข่ายแบบรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจาก IEEE 802.11 ทำงานบนหลักการที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงในการเข้ารหัสข้อมูลที่ส่ง ดังนั้นด้วยความถี่การทำงานเดียวกัน มาตรฐานทั้งสองจะได้ยินซึ่งกันและกันทางกายภาพ แต่ของผู้อื่น ทุกคนจะถือว่าสัญญาณเหล่านี้เป็นสัญญาณรบกวนจากภายนอก

สิ่งสำคัญในการพัฒนาบลูทูธคือความจริงที่ว่าเทคโนโลยีนี้ไม่ได้อยู่ภายใต้ใบอนุญาตและการใช้งานไม่จำเป็นต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์ใด ๆ (แม้ว่าจะต้องลงนามในข้อตกลงฟรีก็ตาม) นโยบายนี้อนุญาตให้บริษัทจำนวนมากมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการพัฒนาอุปกรณ์บลูทูธ ซึ่งได้แสดงให้เห็นเป็นจำนวนมากที่งาน CeBIT 2001

แน่นอนว่าสิ่งที่น่าสนใจที่สุดคืออุปกรณ์ที่รับประกันการเปลี่ยนจากอินเทอร์เฟซที่มีอยู่ไปเป็นบลูทูธ หนึ่งในนั้นคือ Industrial Bluetooth Serial Port Adapter ของ บริษัท สวีเดน connectBlue ตามชื่อที่บอกไว้ อุปกรณ์นี้มีไว้สำหรับใช้ในอุตสาหกรรม และอนุญาตให้คุณเชื่อมต่อกับ Bluetooth อุปกรณ์ใดๆ ที่มีพอร์ตอนุกรม:

การใช้งานทั่วไป เช่น การกำหนดค่าโรงงานอุตสาหกรรมโดยใช้แล็ปท็อป

ข้อมูลจำเพาะ:

• ช่วงของการกระทำ - สูงถึง 10 เมตร
• ความเร็วในการส่ง - 300-115200 Kbps,
• แรงดันไฟ - 9-30 โวลต์

Belkin ซึ่งมีชื่อเสียงในด้านผลิตภัณฑ์ USB โดยเฉพาะ ได้เปิดตัวอุปกรณ์ Bluetooth มากมาย:

การ์ด PCMCIA Type II นี้อนุญาตให้อุปกรณ์ทั้งหมดที่มีสล็อตดังกล่าวได้รับอินเทอร์เฟซ Bluetooth ที่ความเร็วสูงสุด 721 Kbps ระยะการทำงาน - 10 ม.

ที่นี่เราเห็นโซลูชัน USB ที่ยอดเยี่ยมสำหรับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป (และไม่เพียงเท่านั้น): ลักษณะเหมือนกับในกรณีก่อนหน้า นอกจากนี้ อุปกรณ์นี้ช่วยให้คุณแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านช่องสัญญาณเสียง

มีแม้กระทั่งอะแดปเตอร์สำหรับ Palm V: Palm ถูกใส่เข้าไปเช่นเดียวกับในเปลมาตรฐาน หลังจากนั้นคุณสามารถซิงโครไนซ์กับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปหรือเข้าถึงอินเทอร์เน็ตโดยใช้โทรศัพท์มือถือ ซึ่งติดตั้งอินเทอร์เฟซ Bluetooth ไว้ด้วย อะแดปเตอร์นี้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ของปาล์มเอง

แม้แต่อะแดปเตอร์ Bluetooth สำหรับ Compact Flash ก็สามารถพบได้ที่นิทรรศการ:

Troy XCD ได้แนะนำอะแดปเตอร์สำหรับเชื่อมต่อเครื่องพิมพ์ Centronics กับ Bluetooth:

บริษัท สัญญาว่าจะออกสู่ตลาดในช่วงต้นฤดูร้อนโดยมีราคาประมาณ 195 ดอลลาร์

ตัวเลือกที่น่าสนใจไม่แพ้กันสำหรับการใช้เทคโนโลยี Bluetooth คือองค์กรของการเข้าถึงแบบไร้สายไปยัง เครือข่ายท้องถิ่นและ/หรืออินเทอร์เน็ตสำหรับอุปกรณ์ในสำนักงานขนาดเล็กหรือที่บ้าน ผู้นำที่ไม่มีปัญหาในด้านนี้คือบริษัท Red-M ซึ่งนำเสนอโซลูชัน - เซิร์ฟเวอร์ Red-M 3000AS:

และนี่คือภาพถ่ายของต้นแบบขณะใช้งานจริง:

3000AS เป็นเซิร์ฟเวอร์ Linux ที่สามารถทำหน้าที่เป็นเกตเวย์ไปยังเครือข่ายท้องถิ่นหรืออินเทอร์เน็ต 3000AS ต่างจากอุปกรณ์บลูทูธอื่นๆ ส่วนใหญ่ 3000AS มีตัวรับส่งสัญญาณทรงพลังที่สามารถสื่อสารได้ภายใน 100 เมตร และมีเสาอากาศภายนอกรวมอยู่ด้วยเพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการสื่อสารเมื่อมีสัญญาณรบกวนจากภายนอก การเชื่อมต่อสามารถเป็นแบบ ISDN (มีตัวเลือก "ออนไลน์เสมอ" หรือ "เชื่อมต่อตามต้องการ") อีเธอร์เน็ต 10/100 Mbps และ RS-232 สำหรับแอปพลิเคชันบริการ เซิร์ฟเวอร์ยังสามารถขับเคลื่อนโดย UPS

สามารถใช้จุดเชื่อมต่อ Red-M 1000AP ขนาดเล็กเพื่อขยายการเข้าถึงเซิร์ฟเวอร์:

เซิร์ฟเวอร์จะตรวจหาและกำหนดค่าจุดเชื่อมต่อทั้งหมดภายในช่วงโดยอัตโนมัติ อุปกรณ์ภายนอกสามารถเชื่อมต่อกับจุดเชื่อมต่อผ่าน 10/100 Mbps Ethernet

MiTAC นำเสนอระบบที่คล้ายกัน: จุดเชื่อมต่อ Bluetooth ของพวกเขามีโปรเซสเซอร์ Transmeta Crusoe TM5400 750 MHz, เซิร์ฟเวอร์ NAT และ DHCP ในตัว และเช่นเดียวกับตัวอย่างก่อนหน้านี้ ตัวรับส่งสัญญาณทรงพลังที่มีช่วงสูงถึง 100 ม.:

การเพิ่มที่ยอดเยี่ยมของระบบดังกล่าวอาจเป็นอุปกรณ์จาก Canon - โมดูล Bluetooth สำหรับกล้องดิจิตอล:

ลองนึกภาพ - กล้องจะสามารถถ่ายโอนรูปภาพโดยอัตโนมัติผ่านประตู Bluetooth ไปยังของคุณ เวิร์กสเตชันหรือสมุดบันทึกย่อยเดียวกัน หรือแม้แต่ผ่านโทรศัพท์มือถือที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตด้วยบลูทูธ ... กล่าวโดยย่อ ความเป็นไปได้ไม่มีที่สิ้นสุด

ตัวเลือกทั่วไปคือการเชื่อมต่ออุปกรณ์อินพุตมาตรฐานผ่านบลูทูธ เช่น

Sony เปิดตัวโมดูล Memory Stick พิเศษที่เรียกว่า InfoStick ที่ CeBIT:

ไม่ใช่ความคิดที่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงความพร้อมใช้งานของอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกันสำหรับ Compact Flash

ยังคงมีเพียงการสังเกตว่าการออกใบอนุญาตสำหรับการสนับสนุน Bluetooth นั้นฟรีและจำเป็นต้องทำข้อตกลงเครื่องหมายการค้าเท่านั้น ดังนั้นในอนาคตอันใกล้นี้ เราสามารถคาดหวังได้ว่าบลูทูธจะปรากฎในหลอดไฟและเตารีด :) แต่อย่างจริงจัง เทคโนโลยี Bluetooth สามารถปฏิวัติโลกแห่งการสื่อสารส่วนบุคคลและในชีวิตมนุษย์โดยทั่วไปได้อย่างแท้จริง แต่เราต้องการการปฏิวัติอีกครั้งมากแค่ไหนนั้นยังต้องตัดสินใจกัน

มีอะไรใหม่ใน Bluetooth 5.0? ความเร็วสองเท่า ความสามารถในการเข้ารหัสการรับส่งข้อมูล เพิ่มช่วงโดย 400% และประโยชน์อื่นๆ อีกมากมาย

ข่าวการปรากฏตัวของ Bluetooth 5.0 ปรากฏบนหน้าของแหล่งข้อมูลสื่อในเดือนมิถุนายน 2559 แต่ประชาชนที่ยุ่งกับสิ่งที่สำคัญกว่าไม่ได้ให้ความสนใจเพียงพอกับการเกิดขึ้นของมาตรฐานเทคโนโลยีใหม่ในโลกของการสื่อสารไร้สาย อุปกรณ์ที่ใช้ Bluetooth 5.0 ยังไม่เปิดตัวในขณะนั้น ในเดือนพฤษภาคม 2560 หลังจากการปรากฏตัว ซัมซุงกาแล็กซี S8 และ Xiaomi Mi 6 พวกเขาเริ่มพูดถึงข้อกำหนดใหม่ในลักษณะที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ท้ายที่สุดแล้ว Bluetooth 5.0 ได้นำประโยชน์ที่รอคอยมามากมายให้กับผู้บริโภคในคราวเดียว ซึ่งเราจะพูดถึงในบทความนี้

ข่าวดีสำหรับนักพัฒนา

การอยู่ร่วมกันแบบไร้สาย - จำคำนี้ไว้ ในไม่ช้าเขาจะเปลี่ยนโครงสร้างทั้งหมดของการสื่อสารไร้สาย Bluetooth Special Interest Group ให้คำมั่นว่าจะมีความสามารถในการทำงานร่วมกันกับโปรโตคอลการสื่อสารอื่นๆ ในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน เรายังสัญญาว่าบลูทูธและ Wi-Fi จะอยู่ร่วมกันแบบคู่ขนานและปราศจากข้อขัดแย้ง

ข้อมูลจำเพาะ 5.0 ถือว่าดำเนินการในแพ็กเก็ต 255 ออคเต็ต (แทนที่จะเป็น 31 แพ็กเก็ต เช่นเดียวกับในเวอร์ชันก่อนหน้า) และเปลี่ยนไปใช้ความถี่ที่อยู่ติดกันโดยไม่สูญเสียไบต์ของการรับส่งข้อมูล ผู้บริโภค โปรแกรมเมอร์ และแม้แต่ระบบปฏิบัติการและชิปจะหายใจได้ง่ายขึ้นในย่านความถี่ 2.4 GHz ที่เต็มไปด้วยบิตและไบต์

นักพัฒนาซอฟต์แวร์จะสามารถปรับแต่งผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ได้ ผู้ผลิตจะเริ่มรวมโมดูล Bluetooth 5.0 เข้ากับเตารีดและเครื่องดูดฝุ่น NS OSหยุดโอเวอร์โหลดโปรเซสเซอร์พยายามจัดระเบียบงานสั่งการจราจรขยะ นักวิเคราะห์กล่าวว่านี่จะเป็นจุดเริ่มต้นของ "อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ" ซึ่งเป็นลักษณะที่นักอนาคตทุกคนพูดถึงมาเป็นเวลานาน

สิ่งที่คาดหวังสำหรับผู้บริโภค

สำหรับผู้ใช้อุปกรณ์ Bluetooth ทั่วไป ลักษณะที่ปรากฏของข้อกำหนด 5.0 นั้นน่าสนใจในสองวิธี ในตอนแรก, มาตรฐานใหม่เพิ่มความเร็วในการแลกเปลี่ยนไฟล์ 2 เท่า ประการที่สองรัศมีของการกระทำเพิ่มขึ้น 4 เท่า

ตัวเลขฟังดูดีขึ้น - ความเร็วของ Bluetooth 5.0 เพิ่มขึ้นเป็น 2 Mbps และช่วงเพิ่มขึ้นเป็น 100 เมตร ตอนนี้คุณสามารถฟังเพลงด้วยคุณภาพเสียงระดับสูงได้แม้ว่าสมาร์ทโฟนของคุณจะอยู่ในบ้าน และคุณอยู่ ลำโพงไร้สายหรือหูฟัง - บนถนน

นอกจากนี้ โปรโตคอลใหม่ไม่เพียงแต่เพิ่มช่วง - Bluetooth 5.0 พร้อมที่จะทำงานไม่ใช่แหล่งเดียว แต่มีหลายแหล่งพร้อมกัน และการใช้พลังงานของกระบวนการนี้จะต่ำกว่าโมดูลการสื่อสารไร้สายรุ่นก่อนหน้าอย่างมาก พูดง่ายๆ ก็คือ Bluetooth 5.0 จะช่วยประหยัดแบตเตอรี่ของทั้งสมาร์ทโฟนและลำโพงมือถือ

ข่าวดีอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการเข้ารหัสการรับส่งข้อมูลที่ส่งผ่านช่องสัญญาณ Bluetooth นักพัฒนาและผู้ผลิตกำลังพูดถึงการเปลี่ยนสายจูงแบบสั้น NFC ด้วยโปรโตคอลขั้นสูงที่ช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนสมาร์ทโฟนของคุณให้กลายเป็นบัตรธนาคารได้อย่างสมบูรณ์

จริงอยู่ ข้อดีทั้งหมดเหล่านี้ยังคงมีให้สำหรับเจ้าของเพียงไม่กี่รายเท่านั้น อุปกรณ์มือถือ.

สมาร์ทโฟนที่มี Bluetooth 5.0

ขณะนี้ คุณสามารถซื้ออุปกรณ์ที่มีโมดูลการสื่อสาร Bluetooth 5.0 ได้เพียง 3 เครื่องเท่านั้น เหล่านี้คือสมาร์ทโฟนและ จนถึงตอนนี้ ข้อมูลจำเพาะใหม่นี้ถูกใช้งานบนแฟล็กเท่านั้น ดังนั้นคุณจะต้องจ่ายตั้งแต่ 500 ถึง 1,000 ดอลลาร์สหรัฐ สำหรับสิทธิ์ในการใช้นวัตกรรมทั้งหมดของ Bluetooth 5.0

ในช่วงครึ่งหลังของเดือนพฤษภาคม สมาร์ทโฟนระดับพรีเมียมจะเข้าร่วมกลุ่มผลิตภัณฑ์เรือธงอย่าง Samsung และ Xiaomi ซึ่งเป็นข้อกำหนดอย่างเป็นทางการซึ่งเป็นมาตรฐานใหม่สำหรับการสื่อสารไร้สาย ในครั้งนี้ ประโยชน์ของ Bluetooth 5.0 จะมีราคาอยู่ระหว่าง 650 ถึง 750 ยูโร ขึ้นอยู่กับสถานที่จำหน่ายสมาร์ทโฟน HTC ใหม่

ภายในต้นฤดูร้อน ประมาณหนึ่งปีหลังจากการประกาศของ Bluetooth 5.0 เรือธงอีกรุ่นที่มีสเปคไร้สายใหม่จะปรากฏในตลาด ค่าใช้จ่ายโดยประมาณของอุปกรณ์ญี่ปุ่นคือ $ 800

ในอนาคตอันไกลโพ้น นักวิเคราะห์คาดการณ์ลักษณะที่ปรากฏของสเปคที่ห้าใน Samsung กาแลกซีโน้ต 8 และ Googlephone ใหม่จากสาย Pixel แต่ในมือถือราคาถูก Bluetooth 5.0 จะไม่ได้ลงทะเบียนเร็ว ๆ นี้ ประเด็นคือข้อกำหนดนี้ต้องได้รับการสนับสนุนโดยชิปเซ็ต ในบรรดาโซลูชั่นราคาถูก โชคไม่ดีที่โปรเซสเซอร์ยังไม่มีความสามารถดังกล่าว

บลูทูธ (แปลว่า "ฟันสีฟ้า" หรือที่นิยมเรียกว่า "ฟันสีฟ้า") เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีของเครือข่ายไร้สายที่ให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ได้แก่ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลแล็ปท็อป โทรศัพท์มือถือ เครื่องพิมพ์ กล้อง และผลิตภัณฑ์อื่นที่คล้ายคลึงกัน บลูทูธช่วยให้อุปกรณ์สื่อสารกันได้ - ระยะสูงสุดคือ 100 เมตร

วัตถุประสงค์หลักของเทคโนโลยี Bluetooth คือการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ แบบไร้สาย ให้การสื่อสารทางวิทยุที่คุ้มค่าและราคาถูกระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่างๆ

หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการใช้คลื่นวิทยุ และเทคโนโลยี Bluetooth เองก็เป็นชิปขนาดเล็กซึ่งเป็นตัวรับส่งสัญญาณความถี่สูง ดำเนินการในกลุ่ม ISM (อุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์และการแพทย์; อุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์) เนื่องจากความถี่เหล่านี้ไม่ต้องการใบอนุญาตในการใช้งาน - ใช้งานได้ฟรีทั่วโลก (ยกเว้น ฝรั่งเศสและสเปน)

หลักการพื้นฐานของการสร้างเครือข่ายที่ใช้ Bluetooth คือวิธี Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) วิธี FHSS นั้นใช้งานง่าย - ให้ภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณรบกวนบรอดแบนด์ และอุปกรณ์มีราคาไม่แพง

เครื่องส่งจะแยกข้อมูลออกเป็นแพ็กเก็ตและส่งไปตามอัลกอริธึมสุ่มหลอก ซึ่งความถี่พาหะ (รูปแบบ) จะเปลี่ยน 1600 ครั้งต่อวินาที และใช้ค่าหนึ่งใน 79 ความถี่ย่อย ลำดับของการสลับระหว่างความถี่สำหรับการเชื่อมต่อแต่ละครั้งเป็นแบบสุ่มหลอกและรู้จักเฉพาะตัวส่งและตัวรับเท่านั้น

อุปกรณ์หลายตัวที่เชื่อมต่อผ่าน Bluetooth จะสร้าง Piconet ที่เรียกว่า - ชุดอุปกรณ์สองถึงแปดเครื่องที่ทำงานบนเทมเพลตเดียวกัน ภายใน piconet อุปกรณ์เครื่องหนึ่งเป็นเครื่องหลักและอีกเครื่องหนึ่งเป็นเครื่องรอง อุปกรณ์ทาส Bluetooth สามารถรองรับอุปกรณ์ได้หลายเครื่อง สูงสุดเจ็ดเครื่อง ต้นแบบคืออุปกรณ์ของผู้ใช้ที่เริ่มต้นการสื่อสาร นอกจากนี้ยังควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ใน piconet

Bluetooth ให้ทั้งการรับส่งข้อมูลเสียงและข้อมูล เสียงจะถูกส่งผ่านสามช่องสัญญาณเสียงที่ 64 Kbps แต่ละช่อง อัตราการถ่ายโอนข้อมูลอยู่ที่ประมาณ 720 kbps ไม่สมมาตร และ 420 kbps ฟูลสมมาตรหรือฟูลดูเพล็กซ์ (สองทาง) งาน "ฟันสีฟ้า" ได้ค่อนข้างจะ ระยะทางสั้น ๆ... ตามข้อกำหนด (เวอร์ชัน 1.1 และ 1.2) มีอะแดปเตอร์สองคลาส: คลาส 1 (คลาส A) รองรับระยะทางสูงสุด 100 เมตร และคลาส 2 (คลาส B) ทำงานภายใน 10 เมตร (ยังคงเป็นคลาสทั่วไปที่สุดในบรรดาข้อกำหนด ) ...

ปัจจุบันข้อกำหนด Bluetooth ใหม่ล่าสุดคือ 4.0 Bluetooth SIG อนุมัติข้อกำหนดในวันที่ 30 มิถุนายน 2010 โปรโตคอลบลูทูธพลังงานต่ำรองรับการส่งข้อมูล เช่น เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น ความเร็วในการเดินทาง และอื่นๆ ตามมาตรฐานนี้สามารถส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ต่างๆ: โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล สมาร์ทโฟน และผลิตภัณฑ์มือถืออื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน

อีกทั้งเทคโนโลยีบลูทูธยังใช้งานได้มากที่สุด พื้นที่ต่างๆชีวิตมือถือ คุณสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่อไปนี้ได้อย่างง่ายดาย:

• สำหรับการซิงโครไนซ์อัตโนมัติระหว่างอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น ทันทีที่คุณป้อนข้อมูลใหม่ใน สมุดที่อยู่ในแล็ปท็อป รายการที่เกี่ยวข้องใน คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ, และในทางกลับกัน
• สำหรับการซิงโครไนซ์การสำรองข้อมูลอัตโนมัติ ตัวอย่างจะเป็นสถานการณ์นี้: ผู้จัดการเปลี่ยนแผนปฏิบัติการของคุณในขณะที่คุณอยู่ในวันหยุด พีซีในสำนักงานจะส่งการเปลี่ยนแปลงไปยังอุปกรณ์มือถือของคุณ ซึ่งจะเชื่อมต่อกับแล็ปท็อปโดยอัตโนมัติและส่งกำหนดการที่แก้ไขแล้ว
• สำหรับการใช้แล็ปท็อปของคุณเป็นสปีกเกอร์โฟน โดยการจับคู่ชุดหูฟังแบบไร้สายกับแล็ปท็อป คุณจะสามารถใช้งานได้ในสำนักงาน ในรถยนต์ หรือที่บ้าน
• เพื่อเชื่อมโยงผู้เข้าร่วมทั้งหมดในการแลกเปลี่ยนข้อมูล ในขณะที่ใดๆ เหตุการณ์ทางธุรกิจคุณสามารถพูดคุยเกี่ยวกับประเด็นที่น่าสนใจกับผู้เข้าร่วมทั้งหมดได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ คุณยังสามารถใช้ฟังก์ชันควบคุมจากระยะไกลได้อีกด้วย เช่น เปิดโปรเจคเตอร์
• เพื่อถ่ายโอนเนื้อหามัลติมีเดียต่างๆ ได้จากทุกที่ กล้องเชื่อมต่อกับโทรศัพท์ของคุณ (แบบไร้สาย) และคุณเพิ่มความคิดเห็นโดยใช้แป้นพิมพ์บนโทรศัพท์หรือแล็ปท็อปของคุณ ภาพถ่ายและข้อความจะถูกส่งไปยังผู้รับ

จากทั้งหมดที่กล่าวมาเป็นเพียงส่วนที่เล็กที่สุดเท่านั้นที่สามารถใช้ได้ เทคโนโลยีไร้สายบลูทู ธ. มีตัวเลือกที่แปลกใหม่อยู่แล้ว เช่น การฝังโมดูลที่ทำงานบนเทคโนโลยีนี้ในเครื่องพิมพ์ การ์ดหน่วยความจำ และอุปกรณ์อื่นๆ

ในอนาคตอันใกล้นี้ เทคโนโลยี Bluetooth นอกเหนือจากโทรศัพท์มือถือ สมาร์ทโฟน และอุปกรณ์เชื่อมต่ออื่น ๆ จะถูกฝังอยู่ใน เครื่องใช้ในครัวเรือน... มีเพียงจินตนาการเท่านั้น: ทีวี เครื่องดูดฝุ่น ตู้เย็น เตาอบไมโครเวฟ และเครื่องใช้ในบ้านอื่นๆ สามารถควบคุมได้โดยใช้สมาร์ทโฟน เช่นเดียวกับ การควบคุมระยะไกลสากลการจัดการ. นอกจากนี้ ขณะนี้กำลังพัฒนาโซลูชันทางเลือก ซึ่งควรแข่งขันกับสิ่งที่เรียกว่า "ฟันสีฟ้า" อย่างจริงจัง และอาจเหนือกว่าเทคโนโลยีนี้ด้วยซ้ำ

หนึ่งในแนวโน้มที่มั่นคงในการพัฒนาอุปกรณ์พกพาคือการปรับปรุงการสื่อสารไร้สาย ซึ่งให้ความสามารถในการเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต เครือข่ายท้องถิ่น ตลอดจนอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ (หูฟัง ชุดหูฟัง ลำโพง เครื่องพิมพ์ ฯลฯ) และอุปกรณ์ใกล้เคียงอื่นๆ เทคโนโลยีไร้สาย เช่นเดียวกับส่วนประกอบอื่นๆ ของอุปกรณ์พกพา มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ข้อกำหนดเวอร์ชันใหม่ปรากฏขึ้น แบนด์วิดท์เพิ่มขึ้น ชุดคุณลักษณะถูกขยาย และอื่นๆ ด้วยเหตุนี้ จึงมั่นใจได้ถึงการพัฒนาคุณภาพสูง โดยปราศจากความก้าวหน้าทางเทคนิคที่คิดไม่ถึง อย่างไรก็ตาม ความคืบหน้ามีด้านลบ: ทุกๆ ปี ผู้ใช้จะเข้าใจความแตกต่างระหว่างรุ่นต่างๆ ได้ยากขึ้นทุกปี

โดยปกติ จากคำอธิบายสั้น ๆ ของอุปกรณ์มือถือ คุณสามารถรวบรวมชื่อของอินเทอร์เฟซไร้สายที่ติดตั้งไว้เท่านั้น ในข้อกำหนดโดยละเอียดมีข้อมูลเพิ่มเติมโดยเฉพาะอย่างยิ่งรุ่นของอินเทอร์เฟซไร้สาย (เช่น Wi-Fi 802.11b / g / n และ Bluetooth 2.1) อย่างไรก็ตาม การประเมินความสามารถของการสื่อสารไร้สายของอุปกรณ์ดังกล่าวยังไม่เพียงพอเสมอไป ตัวอย่างเช่น เพื่อทำความเข้าใจว่าอุปกรณ์ต่อพ่วงเฉพาะที่เชื่อมต่อผ่าน Bluetooth จะทำงานร่วมกับสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตตามต้องการหรือไม่

ในบทความนี้ เราจะบอกคุณเกี่ยวกับความแตกต่างต่าง ๆ ที่คุณต้องให้ความสนใจเมื่อประเมินความสามารถของอุปกรณ์ที่ติดตั้งอินเทอร์เฟซ Bluetooth

ขอบเขตการใช้งาน

อินเทอร์เฟซไร้สายระยะสั้นที่เรียกว่า Bluetooth ได้รับการพัฒนาในปี 1994 โดยวิศวกรของบริษัท Ericsson ของสวีเดน ตั้งแต่ปี 1998 เทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาและส่งเสริมโดย Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG) ซึ่งก่อตั้งโดย Ericsson, IBM, Intel, Nokia และ Toshiba จนถึงปัจจุบัน รายชื่อสมาชิกของ Bluetooth SIG มีบริษัทมากกว่า 13,000 แห่ง

การเปิดตัวบลูทูธในอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคสำหรับตลาดมวลชนเริ่มขึ้นในช่วงครึ่งแรกของทศวรรษที่ผ่านมา ฝังอยู่ในปัจจุบัน อะแดปเตอร์บลูทูธมีแล็ปท็อปพีซีและอุปกรณ์พกพาหลายรุ่น นอกจากนี้ ยังมีอุปกรณ์ต่อพ่วงอีกมากมาย (เช่น ชุดหูฟังไร้สาย ปุ่มกด คีย์บอร์ด ระบบลำโพง ฯลฯ) ที่ติดตั้งอินเทอร์เฟซนี้

ขั้นพื้นฐาน ฟังก์ชั่นบลูทูธคือการสร้างเครือข่ายส่วนบุคคลที่เรียกว่า (Private Area Networks, PAN) ซึ่งให้ความสามารถในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างบริเวณใกล้เคียง (ภายในบ้าน ห้อง ยานพาหนะ ฯลฯ) คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปและแล็ปท็อป อุปกรณ์ต่อพ่วงและอุปกรณ์เคลื่อนที่ เป็นต้น .

ข้อได้เปรียบหลักของ Bluetooth เมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชันคู่แข่งคือการใช้พลังงานต่ำและตัวรับส่งสัญญาณราคาต่ำ ซึ่งช่วยให้สามารถฝังตัวได้แม้ในอุปกรณ์ขนาดเล็กที่มีแบตเตอรี่ขนาดเล็ก นอกจากนี้ OEM ยังได้รับการยกเว้นไม่ต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์สำหรับการติดตั้งตัวรับส่งสัญญาณ Bluetooth ในผลิตภัณฑ์ของตน

อุปกรณ์เชื่อมต่อ

ผ่านอินเทอร์เฟซ Bluetooth คุณสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์สองเครื่องหรือหลายเครื่องพร้อมกันได้ ในกรณีแรก การเชื่อมต่อจะดำเนินการตามรูปแบบ "จุดต่อจุด" ในครั้งที่สอง - ตามรูปแบบ "จุดต่อหลายจุด" โดยไม่คำนึงถึงรูปแบบการเชื่อมต่อ อุปกรณ์ตัวใดตัวหนึ่งเป็นเครื่องหลัก ส่วนที่เหลือเป็นทาส ต้นแบบกำหนดเทมเพลตที่จะใช้โดยทาสทั้งหมดและซิงโครไนซ์งานของพวกเขาด้วย อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อในลักษณะนี้จะสร้างไพโคเน็ต ภายในหนึ่ง piconet สามารถรวมเจ้านายหนึ่งคนและทาสได้มากถึงเจ็ดคน (รูปที่ 1 และ 2) นอกจากนี้การปรากฏตัวของทาสเพิ่มเติมใน piconet (เกินเจ็ด) ซึ่งมีสถานะจอดอยู่ (จอด): พวกเขาไม่ได้มีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนข้อมูล แต่อยู่ในการประสานกับอาจารย์

ข้าว. 1. ไดอะแกรมของ piconet
รวมสองอุปกรณ์

ข้าว. 2. ไดอะแกรมของ piconet
รวมหลายอุปกรณ์

สามารถรวม piconets หลายตัวเป็นเครือข่ายแบบกระจาย (scatternet) สำหรับสิ่งนี้ อุปกรณ์ที่ทำงานเป็นทาสใน piconet หนึ่งจะต้องทำหน้าที่ของต้นแบบในอีกอันหนึ่ง (รูปที่ 3) Piconets ที่เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายแบบกระจายหนึ่งเครือข่ายจะไม่ซิงโครไนซ์ซึ่งกันและกันและใช้เทมเพลตต่างกัน

ข้าว. 3. ไดอะแกรมของเครือข่ายแบบกระจายรวมถึงสาม piconet

จำนวนสูงสุดของ piconet ในเครือข่ายแบบกระจายต้องไม่เกินสิบ ดังนั้นเครือข่ายแบบกระจายจึงอนุญาตให้มีอุปกรณ์ทั้งหมด 71 เครื่อง

โปรดทราบว่าในทางปฏิบัติ ความจำเป็นในการสร้างเครือข่ายแบบกระจายนั้นไม่ค่อยเกิดขึ้น ด้วยระดับของการรวมส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ในปัจจุบัน เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงสถานการณ์ที่เจ้าของสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตจะต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์มากกว่าสองหรือสามเครื่องผ่าน Bluetooth ในเวลาเดียวกัน

รัศมีของการกระทำ

ข้อมูลจำเพาะของ Bluetooth มีให้สำหรับตัวรับส่งสัญญาณสามคลาส (ดูตาราง) ซึ่งมีกำลังต่างกันและอยู่ในช่วงที่มีประสิทธิภาพ ตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดซึ่งใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาและพีซีส่วนใหญ่ในปัจจุบันคือตัวรับส่งสัญญาณ Bluetooth Class 2 ระบบ Class 3 ที่ใช้พลังงานต่ำใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์และการใช้งานหลักของโมดูล Class 1 "ระยะยาว" ส่วนใหญ่ อยู่ในระบบตรวจสอบและควบคุมอุปกรณ์อุตสาหกรรม

แน่นอน คุณสามารถวางใจในการเชื่อมต่อไร้สายที่เสถียรระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ห่างไกลจากระยะสูงสุด (เช่น 10 ม. ในกรณีของตัวรับส่งสัญญาณคลาส 2) ได้ก็ต่อเมื่อไม่มีสิ่งกีดขวางขนาดใหญ่ระหว่างอุปกรณ์เหล่านั้น (ผนัง พาร์ติชั่น ประตู เป็นต้น) พิสัยจริงอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของห้อง เช่นเดียวกับการรบกวนของคลื่นวิทยุและแหล่งที่มาของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่แรงในอากาศ

รุ่นบลูทูธและความแตกต่าง

รุ่นแรกของข้อกำหนด (Bluetooth 1.0) ได้รับการอนุมัติในปี 2542 ไม่นานหลังจากข้อกำหนดชั่วคราว (Bluetooth 1.0B) บลูทูธ 1.1 ได้รับการอนุมัติ - แก้ไขข้อผิดพลาดและขจัดข้อบกพร่องหลายประการของเวอร์ชันแรก

ในปี พ.ศ. 2546 ได้มีการอนุมัติข้อกำหนดพื้นฐานของ Bluetooth 1.2 หนึ่งในนวัตกรรมที่สำคัญคือการแนะนำวิธีการกำหนดค่าใหม่แบบปรับได้ ความถี่ในการทำงาน(Adaptive frequency-hopping spread spectrum, AFH) ซึ่งทำให้การเชื่อมต่อไร้สายมีความทนทานต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้ามากขึ้น และยังช่วยลดเวลาในการค้นหาและเชื่อมต่ออุปกรณ์อีกด้วย

การปรับปรุงที่สำคัญอีกประการหนึ่งในเวอร์ชัน 1.2 คืออัตราการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่เพิ่มขึ้นถึง 433.9 Kbps ในแต่ละทิศทางเมื่อใช้การสื่อสารแบบอะซิงโครนัสผ่านช่องทางสมมาตร ในกรณีของช่องสัญญาณที่ไม่สมมาตร ปริมาณงานคือ 723.2 kbps ทางเดียวและ 57.6 kbps อีกทางหนึ่ง

นอกจากนี้ ยังมีการเพิ่ม Extended Synchronous Connections (eSCO) เวอร์ชันปรับปรุงเพื่อปรับปรุงคุณภาพของการสตรีมเสียงโดยใช้กลไกในการส่งแพ็กเก็ตที่เสียหายอีกครั้งในระหว่างการส่ง

ในตอนท้ายของปี 2004 ข้อมูลจำเพาะ Bluetooth 2.0 + EDR พื้นฐานได้รับการอนุมัติ นวัตกรรมที่สำคัญที่สุดของรุ่นที่สองคือเทคโนโลยี Enhanced Data Rate (EDR) ซึ่งต้องขอบคุณการแนะนำที่ทำให้สามารถเพิ่มแบนด์วิดธ์ของอินเทอร์เฟซได้อย่างมาก (หลายครั้ง) ตามทฤษฎีแล้ว การใช้ EDR ช่วยให้คุณได้รับอัตราการถ่ายโอนข้อมูล 3 Mbps แต่ในทางปฏิบัติ ตัวเลขนี้มักจะไม่เกิน 2 Mbps

ควรสังเกตว่า EDR ไม่ใช่คุณสมบัติบังคับสำหรับตัวรับส่งสัญญาณที่สอดคล้องกับข้อกำหนด Bluetooth 2.0

อุปกรณ์ที่ติดตั้งตัวรับส่งสัญญาณ Bluetooth 2.0 สามารถใช้งานร่วมกับโมดูลรุ่นก่อนหน้า (1.x) ได้ โดยปกติ อัตราการถ่ายโอนข้อมูลจะถูกจำกัดโดยความสามารถของอุปกรณ์ที่ช้ากว่า

ในปี 2550 ข้อมูลจำเพาะ Bluetooth พื้นฐาน 2.1 + EDR ได้รับการอนุมัติ หนึ่งในนวัตกรรมที่นำมาใช้คือ เทคโนโลยีประหยัดพลังงาน Sniff Subrating ซึ่งทำให้สามารถเพิ่มระยะเวลาได้อย่างมีนัยสำคัญ (จากสามถึงสิบครั้ง) งานอิสระอุปกรณ์เคลื่อนที่ นอกจากนี้ ขั้นตอนสำหรับการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์สองเครื่องนั้นง่ายขึ้นอย่างมาก

ในเดือนสิงหาคม 2008 Core Specification Addendum (CSA) ได้รับการอนุมัติสำหรับข้อกำหนด Bluetooth 2.0 + EDR และ Bluetooth 2.1 + EDR การเปลี่ยนแปลงที่ทำขึ้นมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดระดับการใช้พลังงาน เพิ่มระดับการป้องกันข้อมูลที่ส่ง และเพิ่มประสิทธิภาพขั้นตอนในการระบุและเชื่อมต่ออุปกรณ์บลูทูธ

ในเดือนเมษายน 2552 ข้อกำหนดพื้นฐานของ Bluetooth 3.0 + HS ได้รับการอนุมัติ ตัวย่อ HS ในกรณีนี้หมายถึงความเร็วสูง นวัตกรรมหลักคือการใช้เทคโนโลยี Generic Alternate MAC / PHY ซึ่งให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงถึง 24 Mbps นอกจากนี้ยังคาดว่าจะใช้โมดูลตัวรับส่งสัญญาณสองโมดูล: ความเร็วต่ำ (ใช้พลังงานต่ำ) และความเร็วสูง ขึ้นอยู่กับความกว้างของสตรีมข้อมูลที่ส่ง (หรือขนาดของไฟล์ที่ส่ง) จะใช้ตัวรับส่งสัญญาณความเร็วต่ำ (สูงสุด 3 Mbps) หรือตัวรับส่งสัญญาณความเร็วสูง ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานในสถานการณ์ที่ไม่ต้องการอัตราข้อมูลสูง

ข้อมูลจำเพาะ Bluetooth 4.0 พื้นฐานได้รับการอนุมัติในเดือนมิถุนายน 2010 คุณสมบัติที่สำคัญรุ่นนี้ใช้เทคโนโลยีพลังงานต่ำ การลดการใช้พลังงานทำได้โดยการจำกัดอัตราการถ่ายโอนข้อมูล (ไม่เกิน 1 Mbit / s) และโดยข้อเท็จจริงที่ว่าตัวรับส่งสัญญาณไม่ทำงานอย่างต่อเนื่อง แต่เปิดเฉพาะในช่วงเวลาของการแลกเปลี่ยนข้อมูลเท่านั้น ตรงกันข้ามกับความเข้าใจผิดที่เป็นที่นิยม Bluetooth 4.0 ไม่ได้ให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วกว่า Bluetooth 3.0 + HS

โปรไฟล์บลูทูธ

ความสามารถในการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์เมื่อเชื่อมต่อผ่านบลูทูธนั้นส่วนใหญ่จะกำหนดโดยชุดของโปรไฟล์ที่แต่ละอุปกรณ์รองรับ โปรไฟล์รองรับฟังก์ชันบางอย่าง เช่น การถ่ายโอนไฟล์หรือสื่อสตรีมมิ่ง การเชื่อมต่อเครือข่าย ฯลฯ สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับโปรไฟล์ Bluetooth บางส่วน โปรดดูที่แถบด้านข้าง

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการใช้การเชื่อมต่อ Bluetooth เพื่อทำงานนั้นทำได้ก็ต่อเมื่อทั้งอุปกรณ์หลักและอุปกรณ์ทาสรองรับโปรไฟล์ที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะโอน "นามบัตร" หรือผู้ติดต่อจากโทรศัพท์มือถือเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งผ่านการเชื่อมต่อ Bluetooth เฉพาะเมื่ออุปกรณ์ทั้งสองรองรับโปรไฟล์ OPP (Object Push Profile) ตัวอย่างเช่น ในการใช้โทรศัพท์มือถือเป็นโมเด็มเซลลูลาร์แบบไร้สาย อุปกรณ์นี้และคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อจะต้องสนับสนุนโปรไฟล์เครือข่ายการเรียกผ่านสายโทรศัพท์ (DUN)

สถานการณ์มักเกิดขึ้นเมื่อสร้างการเชื่อมต่อ Bluetooth ระหว่างอุปกรณ์สองเครื่อง แต่ไม่สามารถดำเนินการ (เช่น การถ่ายโอนไฟล์) ได้ สาเหตุที่เป็นไปได้ประการหนึ่งสำหรับปัญหาดังกล่าวอาจเป็นเพราะขาดการสนับสนุนโปรไฟล์ที่เกี่ยวข้องในอุปกรณ์เครื่องใดเครื่องหนึ่ง

ดังนั้นชุดของโปรไฟล์ที่รองรับจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องนำมาพิจารณาเมื่อประเมินความสามารถของอุปกรณ์เฉพาะ ขออภัย อุปกรณ์มือถือบางรุ่นรองรับชุดโปรไฟล์ขั้นต่ำ (เช่น เฉพาะ A2DP และ HSP) ซึ่งจำกัดความเป็นไปได้อย่างมาก การเชื่อมต่อแบบไร้สายให้กับอุปกรณ์อื่นๆ

โปรดทราบว่าชุดของโปรไฟล์ที่รองรับไม่ได้พิจารณาจากคุณสมบัติเฉพาะและการออกแบบของอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังกำหนดโดยนโยบายของผู้ผลิตด้วย ตัวอย่างเช่น ในอุปกรณ์บางเครื่อง ความสามารถในการถ่ายโอนไฟล์บางรูปแบบ (รูปภาพ, วิดีโอ, e-book, แอปพลิเคชั่น ฯลฯ) ถูกบล็อกภายใต้ข้ออ้างในการต่อสู้กับการละเมิดลิขสิทธิ์ จริงอยู่ไม่ใช่คนรักเนื้อหาสื่อปลอมที่ต้องทนทุกข์ทรมานจากข้อจำกัดดังกล่าวและ ซอฟต์แวร์และผู้ใช้ที่ซื่อสัตย์ถึงกับถูกบังคับให้โอนภาพถ่ายที่ถ่ายด้วยกล้องในตัวด้วยมือของตัวเองไปยังพีซีแบบอ้อมๆ (เช่น โดยการส่งไฟล์ที่จำเป็นไปยังที่อยู่ของตนเอง อีเมล).

ผู้ผลิตสร้างแรงบันดาลใจให้ผู้บริโภคอย่างต่อเนื่องว่าโซลูชันใหม่ดีกว่าโซลูชันเก่าอย่างแน่นอน โปรเซสเซอร์ใหม่ให้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและสิ้นเปลืองพลังงานน้อยกว่ารุ่นก่อน จอแสดงผลใหม่มีมากขึ้น ความละเอียดสูงและช่วงสีที่กว้าง เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ไม่ค่อยแนะนำให้ใช้วิธีการดังกล่าวเพื่อประเมินความสามารถของอินเทอร์เฟซ Bluetooth

ขั้นแรก คุณต้องพิจารณาเฉพาะกลุ่มอุปกรณ์บลูทูธที่มีอยู่ของคุณ ตามที่กล่าวมาแล้วอัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดจะถูกกำหนดโดยอุปกรณ์ที่ติดตั้งมากที่สุด เวอร์ชั่นเก่าอินเตอร์เฟซ. นอกจากนี้ ไม่ใช่งานทั้งหมดที่ต้องการอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูง หากสำหรับการคัดลอกไฟล์มีเดีย (การบันทึกเสียง, ภาพ) หรือการเผยแพร่สตรีมเสียงที่มีอัตราการบีบอัดต่ำ นี่เป็นปัจจัยที่สำคัญจริงๆ สำหรับการโต้ตอบปกติของโทรศัพท์กับชุดหูฟังไร้สายหรือเพื่อแลกเปลี่ยนรายชื่อกับอุปกรณ์อื่น Bluetooth 2.0 ความสามารถจะเพียงพอ

ประการที่สอง ในหลายกรณี ปัจจัยที่สำคัญมากกว่าความเร็วไร้สายสูงสุดคือชุดโปรไฟล์ Bluetooth ที่รองรับ ท้ายที่สุดเขาเป็นคนที่กำหนดช่วงของอุปกรณ์ที่อุปกรณ์ที่มีอยู่สามารถโต้ตอบได้ น่าเสียดายที่ข้อมูลนี้ไม่ค่อยได้รับแม้แต่ในข้อกำหนดที่สมบูรณ์ของอุปกรณ์ และมักจะจำเป็นต้องค้นหาในข้อความของคู่มือผู้ใช้หรือในฟอรัมผู้ใช้

ในปี 1998 Ericsson ร่วมกับบริษัทอื่นๆ - IBM, Nokia, Intel, Toshiba ได้เข้าร่วมกองกำลังภายในกลุ่ม SIG - Special Interest Group เพื่อทำงานเกี่ยวกับการพัฒนามาตรฐานสำหรับการเชื่อมต่อไร้สายของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สื่อสาร และอุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐานนี้ . มาตรฐานนี้ได้รับชื่อ Bluetooth ("Blue Tooth") เพื่อเป็นเกียรติแก่ Viking king Harald Blue Tooth 2

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2542 ได้มีการเปิดตัวมาตรฐาน Bluetooth 1.0 เป็นครั้งแรก ซึ่งพบว่ามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เช่น โทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป และอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น หูฟัง เมาส์ คีย์บอร์ด โปรโตคอลมาตรฐาน Bluetooth อนุญาตให้อุปกรณ์ต่าง ๆ สื่อสารกันโดยใช้ขั้นตอนการจับคู่ - และถ่ายโอนข้อมูลระหว่างกัน

การพัฒนามาตรฐานเพิ่มเติมไปสู่ความเชื่อถือได้ ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล และลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์

หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการใช้คลื่นวิทยุ การสื่อสารทางวิทยุ Bluetooth ดำเนินการในแถบความถี่ ISM (อังกฤษ อุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์ ) ซึ่งใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนต่างๆ และ เครือข่ายไร้สาย(แบนด์ 2.4-2.4835 GHz ที่ไม่มีใบอนุญาต) Bluetooth ใช้คลื่นความถี่กระโดดข้ามสเปกตรัม (อังกฤษ. ความถี่ Hopping Spread Spectrum, FHSS ). วิธี FHSS นั้นใช้งานง่าย ให้ความทนทานต่อการรบกวนบรอดแบนด์ และอุปกรณ์มีราคาไม่แพง

ตามอัลกอริธึม FHSS ในบลูทูธ ความถี่ของผู้ให้บริการสัญญาณจะกระโดด 1600 ครั้งต่อวินาที (มีการจัดสรรความถี่ปฏิบัติการทั้งหมด 79 ความถี่กว้าง 1 MHz และในญี่ปุ่น ฝรั่งเศส และสเปน แบนด์นั้นมี 23 ช่องความถี่อยู่แล้ว) ลำดับของการสลับระหว่างความถี่สำหรับการเชื่อมต่อแต่ละครั้งเป็นแบบสุ่มหลอกและเป็นที่รู้จักเฉพาะกับตัวส่งและตัวรับเท่านั้น ซึ่งทุกๆ 625 μs (ช่วงเวลาเดียว) จะปรับจูนจากความถี่พาหะหนึ่งไปยังอีกความถี่หนึ่งแบบซิงโครนัส ดังนั้นหากตัวรับ-ส่งสัญญาณหลายคู่ทำงานใกล้เคียงกัน พวกมันจะไม่รบกวนซึ่งกันและกัน อัลกอริธึมนี้ก็เช่นกัน เป็นส่วนหนึ่งของระบบปกป้องความลับของข้อมูลที่ส่ง: การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นตามอัลกอริทึมสุ่มหลอกและถูกกำหนดแยกกันสำหรับการเชื่อมต่อแต่ละครั้ง เมื่อส่งข้อมูลดิจิตอลและสัญญาณเสียง (64 kbit / s ในทั้งสองทิศทาง) จะใช้รูปแบบการเข้ารหัสที่แตกต่างกัน: สัญญาณเสียงจะไม่ซ้ำ (ตามกฎ) และข้อมูลดิจิทัลจะถูกส่งอีกครั้งในกรณีที่ข้อมูลสูญหาย แพ็คเก็ต

2 สถาปัตยกรรมบลูทูธ

หัวใจของสถาปัตยกรรมบลูทูธคือปิโคเน็ต มันแสดงถึงเครือข่ายส่วนกลางของโหนดหลักหนึ่งโหนดและโหนดรองสูงสุดเจ็ดโหนดภายในรัศมี 10 เมตร Piconet สามารถเชื่อมต่อกันได้โดยใช้โหนดพิเศษ - สะพาน เครือข่ายที่เชื่อมต่อกันดังกล่าวเป็นเครือข่ายกระจัดกระจาย (scatternet)

a - piconet พร้อมอุปกรณ์ทาสหนึ่งตัว; b - อุปกรณ์หลายตัว c - เครือข่ายแบบกระจาย

นอกจากโหนดทาสที่ทำงานอยู่เจ็ดโหนดแล้ว โหนดหลักยังสามารถรองรับโหนดพักได้มากถึง 255 โหนด ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานในโหมดพลังงานต่ำ ในโหมดนี้ เวลาทำงานของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก - โหนดจะรอสัญญาณเปิดใช้งานจากโหนดหลักเท่านั้นและรับสัญญาณตามลำดับ นอกจากนี้ ยังมีโหมดระดับกลางสำหรับการใช้พลังงานของโหนด 2 โหมด ได้แก่ ระงับและวิเคราะห์

มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาถูกนำมาใช้ในสถาปัตยกรรมบลูทูธ - โหนดหลักจะควบคุมและกระจายช่วงเวลาระหว่างโหนดรอง โหนดรองไม่ได้เชื่อมโยงโดยตรง - การสื่อสารดำเนินการผ่านโหนดหลัก

3 สแต็คโปรโตคอลบลูทูธ

ชุดโปรโตคอล Bluetooth ไม่สอดคล้องกับอย่างใดอย่างหนึ่ง แบบจำลองอ้างอิง OSI ไม่มี TCP / IP ไม่มีรุ่น 802 ฟังก์ชันเลเยอร์ค่อนข้างคลุมเครือเมื่อเทียบกับรุ่นใดๆ

เลเยอร์ทางกายภาพที่ต่ำกว่ากำหนดลักษณะของการสื่อสารทางวิทยุและวิธีการมอดูเลต พารามิเตอร์ของสแต็ก Bluetooth ระดับนี้ได้รับเลือกในลักษณะที่จะลดต้นทุนของโมดูล

ระดับถัดไปคือระดับการควบคุมลิงก์ ระดับนี้ กำหนดการจัดสรรช่วงเวลาโดยต้นแบบและการจัดกลุ่มเป็นเฟรม จากนั้นมี 2 โปรโตคอลที่ใช้โปรโตคอลการควบคุมลิงก์ - โปรโตคอลควบคุมลิงก์และการควบคุมลิงก์แบบลอจิคัลและโปรโตคอลการเจรจา L2CAP โปรโตคอลควบคุมการเชื่อมต่อสร้างช่องสัญญาณลอจิกระหว่างอุปกรณ์ จัดการโหมดพลังงาน การจับคู่ การเข้ารหัส และคุณภาพของบริการ โปรโตคอลนี้อยู่ใต้โฮสต์คอนโทรลเลอร์ - อินเทอร์เฟซ โปรโตคอลด้านล่างซึ่งมักจะใช้กับชิป Bluetooth ในขณะที่โปรโตคอลด้านบนมีการใช้งานในอุปกรณ์เอง Link Layer Protocol - L2CAP (Logical Link Control And Adaptation Protocol) รวบรวมข้อความที่มีความยาวผันแปรและให้ความเชื่อถือได้หากจำเป็น

โปรโตคอลการค้นพบบริการถูกใช้เพื่อค้นหาบริการภายในเครือข่าย โปรโตคอล RFComm จำลองการทำงานของพอร์ตอนุกรมมาตรฐาน

ที่ระดับบนสุดคือแอปพลิเคชัน โปรไฟล์จะแสดงด้วยสี่เหลี่ยมแนวตั้งเนื่องจากแต่ละส่วนกำหนดส่วนของโปรโตคอลสแต็กเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ โปรไฟล์เฉพาะ เช่น โปรไฟล์สำหรับอุปกรณ์ เช่น ชุดหูฟัง ใช้เฉพาะโปรโตคอลที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเท่านั้น ตัวอย่างเช่น โปรไฟล์สามารถรวม L2CAP ได้หากมีแพ็กเก็ต
เพื่อส่งและข้าม L2CAP ในกรณีที่มีเฉพาะตัวอย่างเสียงพื้นหลังเท่านั้น

เลเยอร์วิทยุนำข้อมูลทีละน้อยจากมาสเตอร์ไปยังทาสและในทางกลับกัน นี่คือระบบเครื่องรับส่งสัญญาณกำลังต่ำที่มีช่วงประมาณ 10 เมตร ทำงานในย่านความถี่ ISM 2.4 GHz เช่นเดียวกับ 802.11 โดยแบ่งช่วงเป็น 79 ช่อง ช่องละ 1 MHz ในการอยู่ร่วมกับเครือข่ายอื่นโดยใช้แถบความถี่ ISM จะใช้สเปกตรัมการแพร่กระจายแบบกระโดด
การปรับความถี่ สามารถกระโดดความถี่สูงถึง 1600 ต่อวินาที ระยะเวลาของช่วงเวลาหนึ่ง (สล็อตหรือรอบ) คือ 625 μs โหนด Piconet ทั้งหมดจะปรับความถี่ใหม่พร้อมกัน ตามเวลานาฬิกาและลำดับการกระโดดแบบสุ่มหลอกที่สร้างขึ้นโดยโหนดหลัก

น่าเสียดายที่มันกลับกลายเป็นว่าเร็ว เวอร์ชั่นบลูทูธและ 802.11 รบกวนในลักษณะที่ขัดขวางการส่งสัญญาณของกันและกัน บางบริษัทตอบสนองต่อสิ่งนี้โดยละทิ้ง Bluetooth โดยสิ้นเชิง แต่ในที่สุดก็พบวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิค มันคือการปรับลำดับการกระโดดเพื่อกำจัดช่องสัญญาณที่มีสัญญาณวิทยุอื่นๆ กระบวนการนี้เรียกว่าการกระโดดความถี่แบบปรับได้ซึ่งช่วยลดการรบกวน

การมอดูเลตสามรูปแบบใช้เพื่อส่งบิตผ่านแชนเนล รูปแบบพื้นฐานคือการใช้รหัสกะความถี่เพื่อส่งสัญลักษณ์ 1 บิตทุกไมโครวินาที ส่งผลให้มีอัตราข้อมูลรวม 1 Mbps ความเร็วสูงปรากฏขึ้นตั้งแต่ Bluetooth 2.0 อัตราเหล่านี้ใช้การเข้ารหัสแบบเปลี่ยนเฟสเพื่อส่ง 2 หรือ 3 บิตต่อสัญลักษณ์เพื่อให้ได้อัตราข้อมูลทั้งหมด 2 หรือ 3 Mbps อัตราที่สูงขึ้นเหล่านี้ใช้กับเฟรมที่มีข้อมูลเท่านั้น

เลเยอร์เบสแบนด์ (การควบคุมลิงก์) เป็นองค์ประกอบที่ใกล้เคียงที่สุดของลำดับชั้น Bluetooth กับเลเยอร์ย่อยของ MAC มันแปลงบิตสตรีมอย่างง่ายเป็นเฟรมและกำหนดรูปแบบหลักบางรูปแบบ ในกรณีที่ง่ายที่สุด
โหนดหลักของแต่ละ piconet จะออกลำดับช่วงเวลา 625 μs โดยการรับส่งข้อมูลจากโหนดหลักเริ่มต้นในวงจรนาฬิกาคู่ และจากโหนดรองในรอบคี่ อันที่จริง โครงการนี้เป็นการแบ่งเวลาแบบดั้งเดิม ซึ่งฝ่ายหลักได้รับช่วงเวลาครึ่งหนึ่งและผู้ใต้บังคับบัญชาแบ่งปันอีกช่วงเวลาหนึ่ง เฟรมสามารถยาวได้ 1, 3 หรือ 5 แท่ง แต่ละเฟรมใช้โอเวอร์เฮดบิต 126 บิตต่อรหัสการเข้าถึงและส่วนหัว นอกจากนี้ เวลาในการตั้งค่ายังใช้เวลา 250-260 µs ต่อการฮอป เพื่อให้วงจรวิทยุราคาไม่แพงมีความแข็งแกร่ง เพย์โหลดของเฟรมสามารถเข้ารหัสเพื่อรักษาความลับได้โดยใช้คีย์ที่เลือกเมื่อมาสเตอร์สื่อสารกับสเลฟ ความถี่กระโดดจะเกิดขึ้นระหว่างเฟรมเท่านั้น ไม่ใช่ระหว่างการส่งเฟรม ส่งผลให้การโอน
กรอบนาฬิกาแบบ 5 นาฬิกามีประสิทธิภาพมากกว่ากรอบนาฬิกาแบบ 1 นาฬิกา เนื่องจากมีการส่งข้อมูลมากขึ้นสำหรับค่าโสหุ้ยเดียวกัน
Link Control Protocol กำหนดช่องทางตรรกะที่เรียกว่าลิงก์เพื่อส่งเฟรมระหว่างมาสเตอร์และทาสที่ต้องการค้นหากันและกัน ก่อนที่จะใช้การเชื่อมต่อ อุปกรณ์ทั้งสองจะผ่านขั้นตอนการจับคู่ วิธีจับคู่แบบเก่า - อุปกรณ์ทั้งสองต้องกำหนดค่าด้วย PIN สี่หลักเดียวกัน (หมายเลขประจำตัวส่วนบุคคล) การจับคู่ PIN ช่วยให้อุปกรณ์ทราบว่าได้จับคู่กับอุปกรณ์ระยะไกลที่ถูกต้องแล้ว อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้ที่ไร้จินตนาการและการใช้ค่าเริ่มต้นของอุปกรณ์ เช่น "0000" และ "1234" นำไปสู่ความจริงที่ว่าวิธีนี้ไม่ได้ให้ระดับความปลอดภัยที่สูงมากในทางปฏิบัติ
วิธีการจับคู่แบบง่ายที่ปลอดภัยแบบใหม่นี้ช่วยให้ผู้ใช้ยืนยันว่าอุปกรณ์ทั้งสองแสดงคีย์เดียวกัน หรือเห็นคีย์บนอุปกรณ์เครื่องหนึ่งและป้อนคีย์ในอีกเครื่องหนึ่ง วิธีนี้ปลอดภัยกว่า Environmental Access Control Sublayer เนื่องจากผู้ใช้ไม่ต้องเลือกหรือตั้ง PIN พวกเขาเพียงแค่ยืนยันคีย์ อีกต่อไป และผลิตโดยอุปกรณ์ แน่นอนว่าวิธีนี้ใช้ไม่ได้กับอุปกรณ์บางรุ่นที่มี I/O ที่จำกัด เช่น ชุดหูฟังไร้สาย เมื่อการจับคู่เสร็จสมบูรณ์ โปรโตคอลจะสร้างการเชื่อมต่อ การเชื่อมต่อมีสองประเภทหลัก ประเภทแรกเรียกว่า SCO (Synchronous Connection Oriented) ออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ ซึ่งจำเป็น เช่น ระหว่างการสนทนาทางโทรศัพท์ ช่องประเภทนี้ได้รับช่วงเวลาที่แน่นอนสำหรับการส่งสัญญาณในแต่ละทิศทาง สเลฟสามารถมีการเชื่อมต่อ SCO กับมาสเตอร์ได้สูงสุดสามรายการ โดยแต่ละรายการเป็นช่องสัญญาณเสียง PCM 64,000 bps เนื่องจาก SCO มีเวลาวิกฤต เฟรมที่ส่งผ่านช่องประเภทนี้จะไม่ถูกส่งซ้ำ แต่สามารถใช้การแก้ไขข้อผิดพลาดในการส่งต่อเพื่อให้การเชื่อมต่อมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น

การเชื่อมต่ออีกประเภทหนึ่งเรียกว่า ACL (Asynchronous Connectionless) การสื่อสารประเภทนี้ใช้เพื่อสลับแพ็กเก็ตข้อมูลที่สามารถปรากฏขึ้นได้ตลอดเวลา การรับส่งข้อมูล ACL ดำเนินการอย่างดีที่สุดเพื่อให้บริการ ไม่มีการค้ำประกัน เฟรมหลุดส่งใหม่ได้ โหนดรองสามารถมีการเชื่อมต่อ ACL กับโหนดหลักได้เดียวเท่านั้น ข้อมูลที่ส่งผ่าน ACL มาจากเลเยอร์ L2CAP ระดับนี้มีสี่หน้าที่หลัก ขั้นแรก รับแพ็กเก็ตสูงสุด 64 KB จากเลเยอร์ด้านบนและแยกออกเป็นเฟรมเพื่อส่งผ่านช่องทางจริง ในฝั่งตรงข้าม ระดับเดียวกันจะใช้สำหรับการกระทำที่ตรงกันข้าม - รวมเฟรมเป็นแพ็กเก็ต ประการที่สอง L2CAP เกี่ยวข้องกับมัลติเพล็กซ์และการดีมัลติเพล็กซ์ที่มาของแพ็กเก็ตหลายตัว หลังจากประกอบแพ็กเกจแล้ว จะกำหนดตำแหน่งที่จะกำหนดเส้นทางแพ็กเก็ต (เช่น RFcomm หรือ Service Discovery Protocol) ประการที่สาม L2CAP จัดการการตรวจสอบข้อผิดพลาดและการส่งเฟรมซ้ำ ตรวจพบข้อผิดพลาดและส่งต่อแพ็กเก็ตที่ไม่รู้จัก สุดท้าย L2CAP มอบคุณภาพของบริการที่จำเป็นสำหรับการเชื่อมต่อที่หลากหลาย

4 โครงสร้างเฟรม

มีรูปแบบเฟรม Bluetooth หลายรูปแบบ ที่จุดเริ่มต้นของเฟรม จะมีการระบุรหัสการเข้าถึง ซึ่งมักจะทำหน้าที่เป็นตัวระบุสำหรับโหนดหลัก วิธีนี้ทำให้โหนดหลักสองโหนดอยู่ใกล้พอที่จะ "ได้ยิน" ซึ่งกันและกัน เพื่อแยกแยะว่าข้อมูลใดมีไว้สำหรับโหนดใด ตามด้วยส่วนหัว 54 บิตที่มีฟิลด์เฉพาะสำหรับเฟรมเลเยอร์ย่อยของ MAC หากเฟรมถูกส่งที่อัตราฐาน ฟิลด์ข้อมูลจะอยู่ถัดไป ขนาดของมันถูกจำกัดที่ 2744 บิต (สำหรับการส่งในห้ารอบนาฬิกา) หากเฟรมมีความยาวที่สอดคล้องกับช่วงสัญญาณนาฬิกาหนึ่งช่วง รูปแบบจะยังคงเหมือนเดิม โดยมีความแตกต่างที่ฟิลด์ข้อมูลในกรณีนี้คือ 240 บิต

หากเฟรมถูกส่งในอัตราที่เพิ่มขึ้น ชิ้นส่วนของข้อมูลอาจมีขนาดใหญ่ขึ้นสองหรือสามเท่า เนื่องจากอักขระแต่ละตัวมี 2 หรือ 3 บิตแทนที่จะเป็นหนึ่งบิต ข้อมูลนี้นำหน้าด้วยช่วงการป้องกันและรูปแบบเวลาที่ใช้ในการสลับไปใช้อัตราข้อมูลที่สูงกว่า ดังนั้นรหัสการเข้าถึงและส่วนหัวจะถูกส่งไปที่อัตราฐานและมีเพียงส่วนหนึ่งของข้อมูลเท่านั้นที่ถูกส่งในอัตราที่สูงขึ้น เฟรมที่เร็วขึ้นจะสิ้นสุดด้วยเครื่องหมายสิ้นสุดแบบสั้น ลองดูว่าส่วนหัวของเฟรมปกติประกอบด้วยอะไร ฟิลด์ ที่อยู่ ระบุหนึ่งในแปดอุปกรณ์ที่ต้องการให้ข้อมูล ฟิลด์ Type กำหนดประเภทของเฟรมที่ส่ง (ACL, SCO, โพลหรือเฟรมว่าง) วิธีการแก้ไขข้อผิดพลาด และจำนวนช่วงเวลาที่ประกอบเป็นเฟรม บิต F (Flow) ถูกกำหนดโดยทาสและระบุว่าบัฟเฟอร์เต็ม บิตนี้ให้รูปแบบการควบคุมการไหลแบบดั้งเดิม บิต A (Acknowledgement) เป็นการตอบรับ (ACK) ที่ส่งไปพร้อมกับเฟรม บิต S (Sequence) ใช้เพื่อกำหนดหมายเลขเฟรมเพื่อตรวจจับการส่งสัญญาณซ้ำ นี่เป็นโปรโตคอลที่รอดำเนินการ ดังนั้นเพียงบิตเดียวก็เพียงพอแล้ว ตามด้วยการตรวจสอบส่วนหัวแบบ 8 บิต ส่วนหัวของเฟรม 18 บิตทั้งหมดซ้ำสามครั้ง รวมเป็น 54 บิต ที่จุดสิ้นสุดการรับ วงจรอย่างง่ายจะวิเคราะห์ทั้งสามสำเนาของแต่ละบิต หากตรงกันบิตจะได้รับการยอมรับตามที่เป็นอยู่ มิฉะนั้น คนส่วนใหญ่ตัดสินใจทุกอย่าง อย่างที่คุณเห็น การถ่ายโอน 10 บิตในกรณีนี้ใช้เวลา 54 บิต เหตุผลง่ายมาก คุณต้องจ่ายทุกอย่าง การให้บริการรับส่งข้อมูลโดยใช้อุปกรณ์ราคาถูกและใช้พลังงานต่ำ (2.5 mW) ที่มีความสามารถในการคำนวณต่ำจะต้องจ่ายให้มีความซ้ำซ้อนสูง รูปแบบฟิลด์ข้อมูลที่แตกต่างกันใช้สำหรับเฟรม ACL และ SCO ในเฟรม SCO ที่มีอัตราพื้นฐาน เฟรมนั้นเรียบง่าย: ความยาวของฟิลด์ข้อมูลจะอยู่ที่ 240 บิตเสมอ มีสามตัวเลือก: 80, 160 หรือ 240 บิต ข้อมูลที่เป็นประโยชน์... Media Access Control Sublayer บิตที่เหลือของฟิลด์ข้อมูลใช้สำหรับแก้ไขข้อผิดพลาด เวอร์ชันที่น่าเชื่อถือที่สุด (80 บิตของเพย์โหลด) ทำซ้ำเนื้อหาเดียวกันสามครั้ง (ซึ่งก็คือ 240 บิต) เช่นเดียวกับในส่วนหัวของเฟรม เราสามารถคำนวณความจุได้ดังนี้ เนื่องจากทาสสามารถใช้ช่องคี่เท่านั้น พวกเขาจึงได้รับ 800 ช่องต่อวินาที โหนดหลักได้รับจำนวนเท่ากัน ด้วยเพย์โหลด 80 บิตที่ส่งในหนึ่งเฟรม ความจุของแชนเนลของสเลฟคือ 64,000 bps ความจุช่องสัญญาณของโหนดหลักเท่ากับค่าเดียวกัน นี่เพียงพอสำหรับการจัดระเบียบช่องสัญญาณเสียง PCM แบบฟูลดูเพล็กซ์ (นั่นเป็นสาเหตุที่เลือก 1600 ฮ็อพต่อวินาทีเป็นอัตราการปรับความถี่) ตัวเลขทั้งหมดนี้บ่งชี้ว่าช่องสัญญาณฟูลดูเพล็กซ์ที่มีความเร็ว 64,000 บิต/วินาทีในแต่ละทิศทางด้วยวิธีการถ่ายโอนข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดนั้นค่อนข้างเหมาะสมสำหรับ piconet แม้ว่าอัตราการถ่ายโอนข้อมูลทั้งหมดที่ชั้นกายภาพจะเป็น 1 Mbit / s. ประสิทธิภาพ 13% เป็นผลมาจากความจุ 41% ที่ใช้ไปกับเวลาในการรักษาเสถียรภาพ 20% สำหรับส่วนหัว และ 26% สำหรับการเข้ารหัสซ้ำ ข้อเสียนี้เน้นที่มูลค่าของอัตราที่เพิ่มขึ้นและเฟรมจากมากกว่าหนึ่งช่อง

5 แอพบลูทูธ

โปรโตคอลเครือข่ายส่วนใหญ่ให้ช่องทางการสื่อสารระหว่างหน่วยสื่อสารและปล่อยให้แอปพลิเคชันใช้ช่องทางเหล่านี้ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของนักพัฒนา ตัวอย่างเช่น มาตรฐาน 802.11 ไม่ได้ระบุว่าผู้ใช้ควรใช้แล็ปท็อปเพื่ออ่านอีเมล ท่องอินเทอร์เน็ต และอื่นๆ ในทางตรงกันข้าม Bluetooth จะระบุแอปพลิเคชันที่รองรับแยกต่างหากและจัดเตรียมชุดโปรโตคอลที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละรายการ ในขณะที่เขียนนี้มี 25 แอปพลิเคชันที่เรียกว่าโปรไฟล์ น่าเสียดายที่สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากในความซับซ้อนของระบบ เราจะข้ามรายละเอียดจำนวนมากในคำอธิบายของเรา แต่ลองดูที่โปรไฟล์อย่างรวดเร็วเพื่อดูว่ากลุ่มบลูทูธพยายามทำอะไร มีหกโปรไฟล์สำหรับการใช้งานเสียงและวิดีโอที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น โปรไฟล์อินเตอร์คอมช่วยให้โทรศัพท์สองเครื่องสามารถสื่อสารกันได้เช่นเครื่องส่งรับวิทยุ โปรไฟล์สำหรับหูฟังและอุปกรณ์แฮนด์ฟรีช่วยให้อุปกรณ์เหล่านี้สามารถสื่อสารกับสถานีฐานได้ ซึ่งสะดวก เช่น เมื่อขับรถ โปรไฟล์อื่นๆ ใช้สำหรับสตรีมเสียงสเตอริโอและวิดีโอจากเครื่องเล่นเสียงแบบพกพาไปยังหูฟังหรือจากกล้องดิจิตอลไปยังทีวี โปรไฟล์ HID มีไว้สำหรับอุปกรณ์ปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์ - เชื่อมต่อแป้นพิมพ์และเมาส์กับคอมพิวเตอร์ โปรไฟล์อื่นๆ อนุญาตให้โทรศัพท์มือถือหรือคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นรับรูปภาพจากกล้องหรือส่งรูปภาพไปยังเครื่องพิมพ์ บางทีที่น่าสนใจกว่าคือโปรไฟล์ที่ช่วยให้คุณใช้โทรศัพท์มือถือของคุณเป็นรีโมตคอนโทรล รีโมทสำหรับทีวี (พร้อมรองรับ Bluetooth) โปรไฟล์กลุ่มถัดไปเกี่ยวข้องกับเครือข่าย โปรไฟล์การเข้าถึง LAN ช่วยให้อุปกรณ์ Bluetooth สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้โดยตรงหรือเข้าถึงเครือข่ายระยะไกล เช่น 802.11 ผ่านจุดเชื่อมต่อ อันที่จริงแล้วโปรไฟล์เครือข่ายรายวันเป็นสิ่งที่โครงการทั้งหมดคิดไว้ตั้งแต่แรก ช่วยให้แล็ปท็อปสามารถเชื่อมต่อกับโทรศัพท์มือถือที่มีโมเด็มในตัวโดยไม่ต้องใช้สาย โปรไฟล์ยังถูกกำหนดไว้สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลในระดับที่สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โปรไฟล์การซิงค์ได้รับการออกแบบมาเพื่อดาวน์โหลดข้อมูลไปยังโทรศัพท์มือถือเมื่อเจ้าของออกจากบ้าน และเรียกคืนข้อมูลเมื่อกลับมา เราจะข้ามส่วนที่เหลือของโปรไฟล์ไป เพียงแต่ระบุว่าโปรไฟล์บางส่วนทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับสร้างโปรไฟล์ที่กล่าวถึงข้างต้น การเข้าถึงกลุ่ม Bluetooth ซึ่งสร้างโปรไฟล์อื่นๆ ทั้งหมด ให้การสร้างและบำรุงรักษาการสื่อสารที่ป้องกันการงัดแงะ (ช่องสัญญาณ) ระหว่างโหนดหลักและโหนดรอง โปรไฟล์กลุ่มอื่นๆ กำหนดพื้นฐานของการแลกเปลี่ยนวัตถุและการส่งสัญญาณเสียงและวิดีโอ โปรไฟล์บริการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับฟังก์ชันต่างๆ เช่น การจำลองแบบอนุกรม ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อทำงานกับแอปพลิเคชันรุ่นเก่าจำนวนมาก
โปรโตคอล Bluetooth ไม่เพียงรองรับการสื่อสารแบบจุดต่อจุดเท่านั้น แต่ยังรองรับการสื่อสารแบบจุดต่อหลายจุดด้วย

6 ความปลอดภัย

ในปี 2549 มีการเผยแพร่บทความที่มีคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับการโจมตี อุปกรณ์บลูทูธ... เนื้อหานี้มีคำอธิบายของการโจมตีทั้งแบบแอคทีฟและพาสซีฟ ซึ่งช่วยให้ได้รับรหัส PIN ของอุปกรณ์และเชื่อมต่อกับอุปกรณ์นี้ในอนาคต การโจมตีแบบพาสซีฟทำให้ผู้โจมตีสามารถ "ดักฟัง" (ดมกลิ่น) กระบวนการเริ่มต้นการเชื่อมต่อ จากนั้นใช้ข้อมูลที่ได้รับจากการดักฟังและวิเคราะห์เพื่อสร้างการเชื่อมต่อ (การปลอมแปลง) โดยธรรมชาติแล้ว ในการโจมตีนี้ ผู้โจมตีจะต้องอยู่ในบริเวณใกล้เคียงและทันทีที่สร้างการเชื่อมต่อ ไม่สามารถทำได้เสมอไป ดังนั้นแนวคิดของการโจมตีแบบแอคทีฟจึงเกิดขึ้น พบว่าสามารถส่งข้อความพิเศษได้ในช่วงเวลาหนึ่ง เพื่อให้สามารถเริ่มกระบวนการเริ่มต้นกับอุปกรณ์ของผู้โจมตีได้ ขั้นตอนการแฮ็กทั้งสองนั้นค่อนข้างซับซ้อนและมีหลายขั้นตอน ซึ่งหลัก ๆ คือการรวบรวมแพ็กเก็ตข้อมูลและวิเคราะห์พวกมัน การโจมตีขึ้นอยู่กับช่องโหว่ในกลไกการตรวจสอบสิทธิ์และการสร้างคีย์รหัสระหว่างอุปกรณ์สองเครื่อง

กำลังเริ่มต้นการเชื่อมต่อบลูทูธ

การเริ่มต้นของการเชื่อมต่อบลูทูธมักจะเรียกว่ากระบวนการสร้างการเชื่อมต่อ สามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน:

กำลังสร้างคีย์ Kinit
- การสร้างลิงค์คีย์ (เรียกว่าลิงค์คีย์และถูกกำหนดให้เป็น Kab)
- การรับรองความถูกต้อง

สองจุดแรกเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการปอกเปลือกที่เรียกว่า

การจับคู่หรือจับคู่เป็นกระบวนการเชื่อมต่ออุปกรณ์สองเครื่อง (หรือมากกว่า) เพื่อสร้างค่า Kinit ที่เป็นความลับร่วมกัน ซึ่งจะใช้ในการสื่อสารในภายหลัง ในการแปลเอกสารบลูทูธอย่างเป็นทางการบางฉบับ คำว่า "การจับคู่" ยังสามารถพบได้ ก่อนเริ่มขั้นตอนการจับคู่ คุณต้องป้อน PIN ทั้งสองด้าน

Kinit ถูกสร้างขึ้นตามอัลกอริทึม E22 ซึ่งทำงานด้วยค่าต่อไปนี้:

BD_ADDR เป็นที่อยู่ MAC 48 บิตที่ไม่ซ้ำกันของอุปกรณ์ BT
- รหัส PIN และความยาว
- IN_RAND - ค่า 128 บิตแบบสุ่ม

อุปกรณ์แลกเปลี่ยนคำที่สร้างแบบสุ่ม 128 บิต LK_RAND (A) และ LK_RAND (B) เพื่อสร้างคีย์ลิงก์ Kab ตามด้วย XOR ระดับบิตพร้อมคีย์การเริ่มต้น Kinit และอีกครั้งการแลกเปลี่ยนมูลค่าที่ได้รับ จากนั้นคำนวณคีย์โดยใช้อัลกอริทึม E21

สิ่งนี้ต้องการค่าต่อไปนี้:

BD_ADDR
- LK_RAND 128 บิต (อุปกรณ์แต่ละเครื่องจัดเก็บของตนเองและรับจากค่าอุปกรณ์อื่น)

ในขั้นตอนนี้ การจับคู่จะสิ้นสุดลงและขั้นตอนสุดท้ายของการเริ่มต้นบลูทูธจะเริ่มต้นขึ้น - การตรวจสอบความถูกต้องร่วมกันหรือการตรวจสอบความถูกต้องร่วมกัน มันขึ้นอยู่กับโครงการตอบสนองคำขอ หนึ่งในอุปกรณ์กลายเป็นผู้ตรวจสอบสร้าง ตัวแปรสุ่ม AU_RAND (A) และส่งไปยังอุปกรณ์ใกล้เคียง (เป็นข้อความธรรมดา) ที่เรียกว่าผู้ถือ ทันทีที่ผู้ถือได้รับ "คำ" นี้ การคำนวณค่า SRES ตามอัลกอริธึม E1 จะเริ่มต้นขึ้น และส่งไปยังผู้ตรวจสอบ อุปกรณ์ที่อยู่ใกล้เคียงจะทำการคำนวณที่คล้ายกันและตรวจสอบการตอบสนองของผู้ถือ หาก SRES ตรงกัน อุปกรณ์จะเปลี่ยนบทบาท กระบวนการจะทำซ้ำอีกครั้ง

อัลกอริทึม E1 ทำงานด้วยค่าต่อไปนี้:

AU_RAND ที่สร้างแบบสุ่ม
- ลิงค์คีย์ Kab;
- BD_ADDR ของคุณเอง

จับคู่โจมตี

หากผู้โจมตีสามารถฟังการออกอากาศและในระหว่างขั้นตอนการจับคู่ เขาสกัดกั้นและบันทึกข้อความทั้งหมด จะสามารถพบ PIN ได้โดยใช้กำลังเดรัจฉาน

Ollie Whitehouse ชาวอังกฤษเป็นคนแรกที่สังเกตเห็นช่องโหว่นี้ในเดือนเมษายน 2547 เขาเป็นคนแรกที่แนะนำการสกัดกั้นข้อความระหว่างการจับคู่และพยายามคำนวณ PIN โดยใช้กำลังเดรัจฉานโดยใช้ข้อมูลที่ได้รับ อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มีข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่ง: การโจมตีสามารถทำได้ก็ต่อเมื่อสามารถดักฟังข้อมูลการรับรองความถูกต้องทั้งหมดได้เท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้าผู้โจมตีไม่ได้ออกอากาศในขณะที่จับคู่ หรือพลาดค่าบางอย่าง เขาจะไม่สามารถโจมตีต่อไปได้

จับคู่การโจมตีอีกครั้ง

วูลและเชคพยายามหาวิธีแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการโจมตีทำเนียบขาว การโจมตีประเภทที่สองได้รับการพัฒนา หากกระบวนการจับคู่เริ่มต้นขึ้นแล้วและพลาดข้อมูล การโจมตีจะไม่สามารถทำได้ แต่ถ้าอุปกรณ์มีการจัดการเพื่อสื่อสาร บันทึก Kab และเริ่มการตรวจสอบร่วมกันแล้ว คุณสามารถบังคับให้อุปกรณ์เริ่มต้นกระบวนการจับคู่อีกครั้งเพื่อดำเนินการโจมตีการจับคู่ข้างต้น

การโจมตีนี้ต้องส่งข้อความที่ถูกต้องในเวลาที่เหมาะสม อุปกรณ์มาตรฐานมีจำหน่ายทั่วไปไม่เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์นี้

ด้วยวิธีการใดๆ เหล่านี้ ผู้โจมตีสามารถเริ่มการโจมตีแบบจับคู่พื้นฐานได้ ดังนั้น เมื่อมีการโจมตีทั้งสองนี้ในคลังแสง ผู้โจมตีสามารถขโมยรหัส PIN ได้โดยไม่มีอุปสรรค นอกจากนี้ การมีรหัส PIN ทำให้เขาสามารถสร้างการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์เหล่านี้ได้ และควรพิจารณาว่าในอุปกรณ์ส่วนใหญ่ การรักษาความปลอดภัยในระดับของบริการที่มีผ่านบลูทูธนั้นไม่ได้ให้ในระดับที่เหมาะสม นักพัฒนาส่วนใหญ่พึ่งพาความปลอดภัยของการจับคู่ ดังนั้นผลที่ตามมาของการกระทำของผู้โจมตีจึงอาจแตกต่างกัน: จากการโจรกรรม สมุดบันทึกโทรศัพท์ก่อนโทรออกจากโทรศัพท์ของเหยื่อและใช้เป็นเครื่องดักฟัง

การประมาณเวลาในการเลือกรหัส PIN

โปรโตคอล Bluetooth ใช้อัลกอริธึม E22, E21, E1 อย่างแข็งขันโดยยึดตามรหัส SAFER + Bruce Schneier ยืนยันว่าช่องโหว่นี้มีความสำคัญ การคาดเดา PIN ใช้งานได้จริงและสามารถทำได้แบบเรียลไทม์ ด้านล่างนี้คือผลลัพธ์ที่ได้จาก Pentium IV HT ที่ 3 GHz:

การใช้งานเฉพาะของการโจมตีข้างต้นสามารถทำงานด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน มีวิธีการปรับให้เหมาะสมหลายวิธี: การตั้งค่าคอมไพเลอร์พิเศษ การใช้งานลูปต่างๆ เงื่อนไข และการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ พบวิธีลดเวลาที่ใช้ในการค้นหารหัส PIN ลงอย่างมาก

การเพิ่มความยาวของ PIN ไม่ใช่ยาครอบจักรวาล เฉพาะอุปกรณ์ที่จับคู่ในตำแหน่งที่ปลอดภัยเท่านั้นที่สามารถป้องกันการโจมตีที่อธิบายไว้ได้บางส่วน ตัวอย่างคือชุดหูฟังบลูทูธหรือแฮนด์ฟรีในรถยนต์ การเริ่มต้นการสื่อสาร (เมื่อเปิดเครื่อง) กับอุปกรณ์เหล่านี้อาจเกิดขึ้นซ้ำๆ ในระหว่างวัน และผู้ใช้ไม่มีโอกาสอยู่ในที่ที่มีการป้องกันเสมอไป

7 ข้อมูลจำเพาะ

บลูทูธ 1.0
อุปกรณ์เวอร์ชัน 1.0 (1998) และ 1.0B มีความเข้ากันได้ไม่ดีระหว่างผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตหลายราย ใน 1.0 และ 1.0B การส่งที่อยู่อุปกรณ์ (BD_ADDR) เป็นข้อบังคับในขั้นตอนการสร้างการเชื่อมต่อ ซึ่งทำให้ไม่สามารถใช้การไม่เปิดเผยชื่อการเชื่อมต่อที่ระดับโปรโตคอลได้ และเป็นข้อเสียเปรียบหลักของข้อกำหนดนี้

บลูทูธ 1.1
บลูทูธ 1.1 ได้แก้ไขจุดบกพร่องมากมายที่พบใน 1.0B เพิ่มการรองรับสำหรับช่องที่ไม่ได้เข้ารหัส ตัวบ่งชี้ความแรงของสัญญาณที่ได้รับ (RSSI)

บลูทูธ 1.2
การปรับปรุงที่สำคัญ ได้แก่ :
- การเชื่อมต่อและการค้นพบที่รวดเร็ว
- การปรับความถี่ในการเชื่อมต่อกับสเปรดสเปกตรัม (AFH) ซึ่งเพิ่มภูมิคุ้มกันต่อการรบกวนทางวิทยุ
- สูงกว่าใน 1.1 อัตราการถ่ายโอนข้อมูลจริงสูงถึง 1 Mbit / s
- Enhanced Synchronous Connections (eSCO) ซึ่งปรับปรุงคุณภาพของการส่งสัญญาณเสียงในสตรีมเสียง ทำให้สามารถส่งแพ็กเก็ตที่เสียหายซ้ำได้ และหากจำเป็น สามารถเพิ่มเวลาแฝงของเสียงเพื่อให้รองรับการส่งข้อมูลแบบขนานได้ดียิ่งขึ้น
Host Controller Interface (HCI) เพิ่มการรองรับอินเทอร์เฟซ UART แบบ 3 สาย ได้รับการอนุมัติเป็น มาตรฐาน IEEEมาตรฐาน 802.15.1-2005 แนะนำ Flow Control และ Retransmission Modes สำหรับ L2CAP

บลูทูธ 2.0 + EDR
Bluetooth เวอร์ชัน 2.0 เปิดตัวเมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน 2547 โดยสามารถใช้งานร่วมกับเวอร์ชันก่อนหน้า 1.x ได้ นวัตกรรมหลักคือการรองรับ Enhanced Data Rate (EDR) เพื่อเพิ่มความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล ความเร็ว EDR เล็กน้อยอยู่ที่ประมาณ 3 Mbit / s แต่ในทางปฏิบัติ อนุญาตให้เพิ่มอัตราการถ่ายโอนข้อมูลเป็น 2.1 Mbit / s เท่านั้น ประสิทธิภาพเพิ่มเติมทำได้ผ่านเทคโนโลยีวิทยุต่างๆ สำหรับการส่งข้อมูล อัตราบอดมาตรฐาน (ฐาน) ใช้การมอดูเลต RF ที่อัตราบอด 1 Mbps EDR ใช้การมอดูเลต GFSK และ PSK ร่วมกันโดยมีสองตัวเลือกคือ π / 4-DQPSK และ 8DPSK พวกเขามีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงทางอากาศ - 2 และ 3 Mbit / s ตามลำดับ Bluetooth SIG ได้เผยแพร่ข้อกำหนดว่า "Bluetooth 2.0 + EDR Technology" ซึ่งหมายความว่า EDR เป็น ฟังก์ชั่นเสริม... นอกจาก EDR แล้ว ยังมีการปรับปรุงเล็กน้อยอื่นๆ ในข้อกำหนด 2.0 และผลิตภัณฑ์อาจสอดคล้องกับเทคโนโลยี Bluetooth 2.0 โดยไม่รองรับอัตราข้อมูลที่สูงกว่า อย่างน้อยหนึ่ง อุปกรณ์เชิงพาณิชย์ HTC TyTN Pocket PC ใช้ "Bluetooth 2.0 ที่ไม่มี EDR" ในข้อกำหนดทางเทคนิค ตามข้อกำหนด 2.0 + EDR EDR ให้ประโยชน์ดังต่อไปนี้:
- เพิ่มความเร็วในการส่ง 3 เท่า (2.1 Mbit / s) ในบางกรณี
- ลดความซับซ้อนของการเชื่อมต่อหลาย ๆ อย่างพร้อมกันเนื่องจากแบนด์วิดท์เพิ่มเติม
- ลดการใช้พลังงานเนื่องจากการโหลดที่ลดลง

บลูทูธ 2.1
ปี 2550 เพิ่มเทคโนโลยีสำหรับการสืบค้นเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของอุปกรณ์ (สำหรับการกรองเพิ่มเติมของรายการเมื่อจับคู่) เทคโนโลยี Sniff Subrating ที่ประหยัดพลังงาน ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเพิ่มระยะเวลาของอุปกรณ์จากการชาร์จแบตเตอรี่หนึ่งครั้งได้ 3-10 เท่า นอกจากนี้ ข้อมูลจำเพาะที่อัปเดตยังช่วยลดความยุ่งยากและเพิ่มความเร็วในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์สองเครื่อง ช่วยให้คุณอัปเดตคีย์การเข้ารหัสโดยไม่ทำลายการเชื่อมต่อ และยังทำให้การเชื่อมต่อเหล่านี้ปลอดภัยยิ่งขึ้นด้วยการใช้เทคโนโลยี Near Field Communication

บลูทูธ 2.1 + EDR

ในเดือนสิงหาคม 2551 Bluetooth SIG เปิดตัวเวอร์ชัน 2.1 + EDR การแก้ไขบลูทูธใหม่ช่วยลดการใช้พลังงานได้ถึง 5 เท่า ปรับปรุงความปลอดภัยของข้อมูล และทำให้รู้จักและเชื่อมต่ออุปกรณ์บลูทูธได้ง่ายขึ้นโดยลดจำนวนขั้นตอนที่ต้องดำเนินการ

บลูทูธ 3.0 + HS

3.0 + HS ถูกนำมาใช้โดย Bluetooth SIG เมื่อวันที่ 21 เมษายน 2552 รองรับอัตราข้อมูลตามทฤษฎีสูงสุด 24 Mbps คุณสมบัติหลักของมันคือการเพิ่ม AMP (Alternate MAC / PHY) นอกเหนือจาก 802.11 เป็นข้อความความเร็วสูง มีเทคโนโลยีสองอย่างสำหรับ AMP: 802.11 และ UWB แต่ไม่มี UWB จากข้อกำหนด
โมดูลที่รองรับข้อกำหนดใหม่นี้รวมระบบวิทยุสองระบบ: ระบบแรกให้การถ่ายโอนข้อมูล 3 Mbps (มาตรฐานสำหรับ Bluetooth 2.0) และใช้พลังงานต่ำ ที่สองเข้ากันได้กับมาตรฐาน 802.11 และให้ความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลด้วยความเร็วสูงถึง 24 Mbit / s (เทียบได้กับความเร็ว เครือข่าย Wi-Fiการเลือกระบบวิทยุสำหรับการส่งข้อมูลขึ้นอยู่กับขนาดของไฟล์ที่ส่ง ไฟล์ขนาดเล็กจะถูกโอนผ่านลิงค์ที่ช้า ในขณะที่ไฟล์ขนาดใหญ่จะถูกโอนผ่านลิงค์ความเร็วสูง Bluetooth 3.0 ใช้มาตรฐาน 802.11 ทั่วไปมากกว่า (ไม่มีส่วนต่อท้าย) ซึ่งหมายความว่าไม่รองรับข้อกำหนด Wi-Fi เช่น 802.11b / g หรือ 802.11n

บลูทูธ 4.0

บลูทูธแบบคลาสสิก;
-บลูทูธความเร็วสูง;
- บลูทูธที่กินไฟน้อย
Bluetooth ความเร็วสูงใช้ Wi-Fi ในขณะที่ Bluetooth แบบคลาสสิกประกอบด้วยโปรโตคอลของข้อกำหนด Bluetooth ก่อนหน้า
ความถี่ของระบบ Bluetooth (กำลังไฟไม่เกิน 0.0025 W)
แถบความถี่: 2402 000 000 - 2480.1 000 000 (2.402 GHz - 2.48 GHz)
โปรโตคอลบลูทูธพลังงานต่ำมีไว้สำหรับเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กเป็นหลัก (ใช้ในรองเท้ากีฬา อุปกรณ์ออกกำลังกาย เซ็นเซอร์ขนาดเล็กที่วางอยู่บนร่างกายของผู้ป่วย ฯลฯ) การใช้พลังงานต่ำทำได้โดยใช้อัลกอริธึมพิเศษในการทำงาน เครื่องส่งสัญญาณเปิดอยู่เฉพาะเวลาที่ส่งข้อมูล ซึ่งช่วยให้มั่นใจถึงความเป็นไปได้ในการใช้งานจากแบตเตอรี่ประเภทเดียวเป็นเวลาหลายปี มาตรฐานให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูล 1 Mbit / s ด้วยขนาดแพ็กเก็ตข้อมูล 8-27 ไบต์ วี เวอร์ชั่นใหม่อุปกรณ์ Bluetooth สองเครื่องจะสามารถสร้างการเชื่อมต่อได้ในเวลาน้อยกว่า 5 มิลลิวินาทีและคงการเชื่อมต่อไว้ได้ไกลถึง 100 เมตร โดยจะใช้การแก้ไขข้อผิดพลาดขั้นสูงและระดับความปลอดภัยที่ต้องการนั้นมาจากการเข้ารหัส AES 128 บิต
เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น ความเร็วในการเคลื่อนที่ ฯลฯ ตามมาตรฐานนี้สามารถส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ตรวจสอบต่างๆ: โทรศัพท์มือถือ พีดีเอ พีซี ฯลฯ
ชิปตัวแรกที่รองรับ Bluetooth 3.0 และ Bluetooth 4.0 เปิดตัวโดยบริษัท Sony ericssonเมื่อปลายปี 2552 ปัจจุบันมีการเปิดตัวอุปกรณ์พกพาจำนวนมากที่รองรับมาตรฐานนี้

บลูทูธ 4.1
ณ สิ้นปี 2556 กลุ่มความสนใจพิเศษของ Bluetooth (SIG) ได้เปิดตัวข้อกำหนด Bluetooth 4.1 หนึ่งในการปรับปรุงที่นำมาใช้ในข้อกำหนด Bluetooth 4.1 เกี่ยวข้องกับการทำงานร่วมกันของ Bluetooth และ การสื่อสารเคลื่อนที่มาตรฐาน LTE รุ่นที่สี่ให้การป้องกันการรบกวนซึ่งกันและกันโดยประสานการส่งแพ็กเก็ตข้อมูลโดยอัตโนมัติ

บลูทูธ 4.2
เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2014 กลุ่มความสนใจพิเศษของ Bluetooth (SIG) ได้เปิดตัวข้อกำหนด Bluetooth 4.2 การปรับปรุงหลักคือความเป็นส่วนตัวที่เพิ่มขึ้นและความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่เพิ่มขึ้น

บลูทูธ 5.0
เมื่อวันที่ 16-17 มิถุนายน 2559 กลุ่มความสนใจพิเศษของ Bluetooth (SIG) ได้เปิดตัวข้อกำหนด Bluetooth 5.0 โดยการเปลี่ยนแปลงจะส่งผลต่อโหมดพลังงานต่ำและความเร็วสูงเป็นหลัก รัศมีของการกระทำเพิ่มขึ้น 4 เท่าความเร็วเพิ่มขึ้น 2 เท่า

8 ตารางเปรียบเทียบเวอร์ชัน Bluetooth