เทคโนโลยีบลูทูธ(Bluetooth)
Bluetooth (ระบบเครือข่ายส่วนบุคคลชนิดเคลื่อนที่ได้)
บลูทูธเป็นมาตรฐานของการแลกเปลี่ยนข้อมูลระยะใกล้ด้วยคลื่นความถี่วิทยุในย่าน
ISM band (industrial, scientific and medical) ที่มีความถี่ใช้งานประมาณ 2.4 GHz. โดยสามารถใช้ได้กับทั้งอุปกรณ์ประจำที่และอุปกรณ์ชนิดเคลื่อนที่ได้
มันได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยบริษัทอีริคสันในปี1994 ด้วยการนำเอาวิธีการสื่อสารแบบ
RS-232 มาพัฒนาปรับเปลี่ยนให้เป็นการสื่อสารแบบไร้สายและมีความสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์หลากหลายประเภทด้วยการก้าวข้ามปัญหาเรื่องของการ
synchronization
เทคโนโลยีของบลูทูธถูกนำไปใช้ในขอบข่ายของวงการสื่อสารโทรคมนาคม
วงการคอมพิวเตอร์และเครือข่ายรวมไปถึงสินค้าอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ที่ใช้งานตามบ้าน
มาตรฐานเดิมของระบบบลูทูธคือ IEEE 802.15.1
แต่ทว่าต่อมาไม่นานผู้ที่เกี่ยวข้องได้ทำการพัฒนากำหนดคุณลักษณะทางเทคนิคและการบริหารจัดการให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น
การทำงานของบลูทูธ
ความถี่ใช้งานของบลูทูธอยู่ในช่วง
2400-2483.5
MHz. ซึ่งความถี่ย่านนี้ไม่จำเป็นต้องขออนุญาตใช้เนื่องจากว่าเป็นย่านความถี่วิทยุที่ถูกสงวนไว้สำหรับการสื่อสารระยะใกล้ๆโดยเฉพาะในงานด้านอุตสาหกรรม
วิทยาศาสตร์และทางการแพทย์ (ISM) ระบบของบลูทูธใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า frequency-hopping
spread spectrum มีหลักการทำงานด้วยวิธีแบ่งข้อมูลทีต้องการส่งออกเป็นส่วนย่อยที่เรียกว่าpacketแต่ละpacketจะถูกส่งไปด้วยช่องใดช่องหนึ่งของช่องที่มีอยู่ทั้งหมด
79 ช่อง ทั้งนี้แต่ละช่องมีแถบความถี่จำนวน 1 MHz. แต่ถ้าสำหรับบลูทูธที่เป็น version 4.0 ถูกกำหนดให้มีแถบความถี่ขนาด
2 MHz. จำนวน 40 ช่อง
ที่ตามปกติแล้วจะมีการกระโดดเปลี่ยนความถี่จำนวน 1600 ครั้งต่อวินาที
การผสมสัญญาณ(modulation)ของอุปกรณ์บลูทูธแต่เดิมมีเพียงชนิด GFSK ที่มีอัตราการรับส่งข้อมูลอยู่ที่ระดับ
1 Mbit/s ต่อมาได้มีการปรับเปลี่ยนไปใช้วิธีการผสมสัญญาณแบบ DQPSK
และ 8DPSK ที่มีประสิทธิภาพสูงมากขึ้นทำให้สามารถสื่อสารด้วยอัตราเพิ่มขึ้นเป็น
2 Mbit/s และ 3 Mbit/s ตามลำดับ
รูปแบบการสื่อสารของบลูทูธมีโครงสร้างเป็นชนิด master-slave โดยทีตัว
master สามารถติดต่อกับ slave ได้จำนวน
7 หน่วย
โดยอุปกรณ์ทั้งหมดแบ่งปันใช้ความถี่นาฬิกาพื้นฐานเดียวกัน
การแลกเปลี่ยนข้อมูลแต่ละ packet ตั้งอยู่บนแต่ละหน่วยของความถี่นาฬิกาพื้นฐานที่ถูกกำหนดโดยตัวที่เป็น
master โดยแต่ละคาบมีช่วงเวลาทีกำหนดโดยแบ่งออกเป็นช่วงคาบเวลาเลขคู่และคี่สำหรับใช้รับและส่งข้อมูลแยกจากกัน
การสื่อสารและการเชื่อมต่อ
ตัวอุปกรณ์หลัก(master)สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่เป็นลูกข่าย(slave)ได้สูงสุดจำนวน
7 หน่วย แต่ก็ไม่เสมอไปขึ้นอยู่กับเงื่อนไขอื่นๆประกอบด้วย
นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนบทบาทได้เหมือนกัน เช่น
อุปกรณ์หลักสามารถเปลี่ยนหน้าที่ไปเป็นลูกข่ายหรือว่าอุปกรณ์ลูกข่ายกลายเป็นอุปกรณ์หลักได้เหมือนกัน
ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการกำหนดหน้าที่ในเบื้องต้น
การส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์หลักไปยังอุปกรณ์อื่นในระบบ ตัวของอุปกรณ์หลักจะเป็นตัวกำหนดที่อยู่ให้กับอุปกรณ์ลูกข่าย
โดยอุปกรณ์หลักจะทำการสับเปลี่ยนอย่างรวดเร็วระหว่างอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่ง
ดังนั้นตราบใดที่อุปกรณ์หลักกำหนดตำแหน่งที่อยู่ให้กับอุปกรณ์อื่นไว้แล้ว ตัวอุปกรณ์นั้นๆจำเป็นต้องคอยรับคำสั่งหรือข้อมูลที่ได้กำหนดไว้แล้วนั้น
การใช้งาน
บลูทูธเป็นมาตรฐานที่ถูกนำมาใช้เพื่อทดแทนรูปแบบของการติดต่อสื่อสารแบบที่มีสาย
มันได้รับการออกแบบสำหรับการสิ้นเปลืองพลังงานต่ำ ด้วยระยะติดต่อแบบใกล้ๆ
และด้วยอุปกรณ์ขนาดเล็กๆที่มีราคาถูก
เพราะเนื่องจากอุปกรณ์ใช้ระบบการสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุในระยะใกล้เคียงจึงใช้ระดับกำลังส่งทีต่ำมากดังนี้
Class
|
Power(mW)
|
Power(dBm)
|
Typ.
Range (m)
|
Class
1
|
100
|
20
|
100
|
Class
2
|
2.5
|
4
|
10
|
Class
3
|
1
|
0
|
1
|
ทั้งนี้ระยะทางการใช้งานที่เป็นจริงยังแปรเปลี่ยนไปตามเงื่อนไขของสภาวะแวดล้อมนั้นๆด้วย
เช่นวัสดุที่ห่อหุ้ม การออกแบบสายอากาศและสภาพของแบตเตอรี่
ส่วนใหญ่แล้วการใช้งานบลูทูธมักเป็นในอาคารที่สัญญาณจะถูกลดทอนลงเนื่องจากผนังและการสะท้อนย่อมทำให้ระยะทางลดลงมากกว่าตามข้อกำหนดที่เป็นระยะทางตรงโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง
นอกจากนี้ยังมีปัจจัยจากการเชื่อมต่อด้วยอุปกรณ์ที่ต่างระดับชั้นกันเช่นถ้านำเอาอุปกรณ์ชนิด
class
1 มาสื่อสารกับอุปกรณ์ที่เป็น class 3 ระยะทางการติดต่อย่อมสั้นลง
แต่ถ้าเป็นอุปกรณ์ชนิด class 1 ด้วยกันแล้วอาจทำได้มากกว่า 100
เมตร
แต่ทั้งนี้การใช้พลังงานส่งเป็นเท่าใดย่อมขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งานและเป็นไปตามข้อกำหนดที่ได้รับอนุญาตจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องด้วย
สำหรับอัตตราการรับส่งข้อมูลเพื่อนำไปใช้งานมีดังต่อไปนี้
Version
|
Data
rate
|
Max.
application throughput
|
Version
1.2
|
1
Mbit/s
|
>80
kbit/s
|
Version
2.0 + EDR
|
3
Mbit/s
|
>80
kbit/s
|
Version
3.0 + HS
|
24
Mbit/s
|
Version
3.0 + HS
|
Version
4.0
|
24
Mbit/s
|
Version
4.0
|
รูปแบบของบลูทูธ
เพื่อให้การใช้เทคโนโลยีบลูทูธในอุปกรณ์ต่างๆสามารถกระทำได้แล้ว
ตัวเครื่องมือหรืออุปกรณ์นั้นๆต้องแสดงสถานะที่อยู่ในกรอบและพฤติกรรมตามข้อกำหนดโดยทั่วไปของอุปกรณ์ที่เป็นบลูทูธเพื่อทำการติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์บลูทูธอื่นๆ
รูปแบบเหล่านี้รวมไปถึงการกำหนดค่าตัวแปรและการควบคุมการติดต่อตั้งแต่เริ่มต้น
การยึดถือในรูปแบบที่มั่นคงจะช่วยประหยัดเวลาสำหรับการส่งค่าตัวแปรต่างๆก่อนที่จะมีการเชื่อมโยงแบบสองทางเกิดขึ้น
บลูทูธมีอยู่หลายรูปแบบที่แตกต่างกันตามการใช้งานหรือตามกรณีของอุปกรณ์ที่ต่างๆกันไป
ดังต่อไปนี้
-
การใช้งานสำหรับหูฟังไร้สายกับโทรศัพท์เคลื่อนที่
-
การใช้งานสำหรับโทรศัพท์เคลื่อนที่กับเครื่องเสียงในรถยนต์
-
การใช้งานเพื่อส่งสัญญาณเสียงจากอุปกรณ์ประเภทพกพาไปยังระบบลำโพงขยายเสียง
-
การใช้งานสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์กับเมาส์และคีย์บอร์ดไร้สาย
-
การใช้งานเพื่อควบคุมสั่งการในเครื่องเล่นเกมส์
-
การใช้งานเพื่อถ่ายโอนข้อมูลเช่นการนัดหมาย ข้อรายละเอียดสัญญา กำหนดการใดๆ
-
การนำมาใช้ทดแทนระบบติดต่อสื่อสารข้อมูลแบบดั้งเดิมชนิด RS-232
ในอุปกรณ์ต่างๆ
-
การใช้งานเพื่อระบบติดตามและกำหนดตำแหน่ง การป้องกันโจรกรรม การจราจร
Bluetooth vs Wi-Fi (IEEE 802.11)
ทั้งสองประเภทนี้มีบางอย่างที่คล้ายกันในแง่การใช้งาน เช่น
การกำหนดค่าเครือข่าย งานพิมพ์ การส่งผ่านข้อมูล สำหรับระบบของ Wi-Fi มันถูกกำหนดให้มีหน้าที่เพื่อมาทดแทนการส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงของเครือข่าย
LAN ดังนั้นมันจึงมีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า WLAN
(wireless local area networks) แต่สำหรับบลูทูธแล้วมันถูกออกแบบมาให้สำหรับใช้กับอุปกรณ์ประเภทพกพาหรือเคลื่อนที่ได้
หมายเหตุ 1. ชื่อของ Bluetooth มาจากชื่อของพระราชาในตำนานของชาวสแกนดิเนเวียในยุคศตวรรษที่สิบผู้ทำหน้าที่รวบรวมอาณาจักรต่างๆเข้าด้วยกัน
2. เนื้อหาเรื่องของบลูทูธยังไม่จบมีรายละเอียดเกี่ยวกับ version และการใช้งานในรูปแบบต่างๆอีกมากขอยกไปต่อคราวหน้าครับผม
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น