مفاهیم شبكه های Bluetooth

تكنولوژی Bluetooth استانداردی است كه ارتباط بی سیم در فواصل كوتاه را برای گسترة وسیعی از ابزارها شامل كامپیوترهای رومیزی، Laptop، PDA، موبایل، دوربین دیجیتال، چاپگر، صفحه كلید و حتی موس را ممكن می سازد. بیش از 250 میلیون ابزار Bluetooth در حال حاضر در دنیا استفاده می شود و پیش بینی می شود تا دو سال آینده این تعداد به بیش از یك بیلیون افزایش یابد.

یك شبكه Personal Area Network(PAN)
Bluetooth یك تكنولوژی PAN است. از یك باند فركانس رادیویی دیجیتالی كوتاه برای فراهم كردن مكانیزمی برای برقراری ارتباط بی سیم در فواصل كوتاه بر مبنای ad hoc استفاده می كند. Bluetooth امكان تبادل سریع و مطمئن داده و صدا را فراهم می كند. ابزارهای با قابلیت Bluetooth این امكان را به كاربران می دهند كه كابل را از ابزار دیجیتال موجود حذف كنند و در هم ­ریختگی كابل ها را به فراموشی بسپارند. هدف Bluetooth مرتبط كردن ابزارهای مختلف بی سیم به یكدیگر در یك محیط كوچك مثل دفتر كار یا منزل است. Bluetooth هم چنین می تواند برای اتصال هر ابزاری به دیگری مثل اتصال یك PDA به یك موبایل استفاده شود.

Bluetooth ارزان است و مصرف انرژی پایینی دارد.

استاندارد Bluetooth به طور موثری كارهای زیر را انجام می دهد:

-حذف كابل و سیم بین دستگاه ها و ابزارهای بی سیم

-تسهیل ارتباطات داده و صدا

-فراهم كردن امكان شبكه های ad hoc و همگام سازی بین ابزارهای شخصی

Operating Band
ابزارهای Bluetooth در باند 2.45 GHz ISM كار می كنند كه برای استفاده­های صنعتی، علمی و پزشكی رزرو شده است. این باند در اغلب مناطق دنیا قابل دسترس است. در امریكا و اروپا محدودة فركانس 2400 تا 2483.5 MHz با كانال های فركانس رادیویی 79 1-MHz RF می باشد. در عمل محدودة 2402 تا 2480 MHz استفاده می شود. در ژاپن محدودة فركانس 2472 تا 2497 MHz با كانال­های 23 1-MHz RF استفاده می شود. باند مورد استفاده، مشابه باند ابزارهای شبكه های محلی بی سیم و دیگر ابزارهای سازگار با IEEE 802.11 می باشد. جدول 1 مشخصات Bluetooth را به­طور خلاصه نشان می دهد.

چگونه ابزارهای Bluetooth را شبكه كنیم؟
شبكه های Bluetooth برخلاف شبكه محلی بی سیم كه از ایستگاه های كاری بی سیم و Access Point تشكیل می شود، فقط از client ها یا ایستگاه های كاری بی ­سیم تشكیل می شود. یك client می تواند هر ابزار با قابلیت Bluetooth فعال باشد.

ابزارهای با قابلیت Bluetooth به طور خودكار یكدیگر را شناسایی كرده و شبكه تشكیل می دهند. مشابه تمام شبكه های ad hoc، توپولوژی­های شبكه­ های Bluetooth می توانند خودشان را بر یك ساختار موقت تصادفی مستقر كنند.

شبكه­ های Bluetooth یك ارتباط master-slave را بین ابزارها برقرار ­می كنند. این ارتباط یك piconet را تشكیل می دهد. در هر piconet تا 8 ابزار Bluetooth می توانند با هم شبكه شوند به این صورت كه یكی از آن ها به عنوان master تعیین می شود و تا 7 ابزار می توانند به عنوان slave مستقیماً به شبكه متصل شوند. كار تنظیم و كنترل شبكه بر عهدة master است.

ابزارهای هر piconet روی كانال یكسان كار می كنند. اگرچه در هر piconet فقط یك master داریم، ولی slave یك شبكه می تواند در شبكه دیگری به عنوان master عمل كند، بنابراین زنجیره ای از شبكه­ ها به وجود می آید. این مجموعه از piconetها كه scatternet نامیده می شود، اجازه می دهند كه چندین ابزار در فاصله وسیعی با هم شبكه شوند. این ارتباط هم چنین یك توپولوژی پویا كه ممكن است حین هر نشست تغییر كند را ممكن می سازد: همان طور كه یك ابزار به master نزدیك یا از آن دور می شود، ارتباطات بین ابزارها در شبكه با توپولوژی تغییر می كند. شكل 1 یك piconet و scatternet را نشان می دهد.

شکل 1. شمایی از piconet و scatternet

محدودة ابزارهای Bluetooth
محدودة كار ابزارهای Bluetooth به كلاسی كه در آن قرار می گیرند بستگی دارد و این­كه در چه كلاسی قرار می گیرند به میزان قدرت آن ها بستگی دارد.

در كلاس 3، Bluetooth می تواند با دیگر تكنولوژی های شبكه های محلی بی سیم رقابت كند. به­علاوه با توجه به نرخ انتقال داده ها پیش بینی می شود در آینده فواصل طولانی تر را هم تحت پوشش قرار دهد.

مزایای استفاده از Bluetooth
استفاده از Bluetooth پنج مزیت عمده برای كاربران دارد. این مزایا Bluetooth را یك تكنولوژی جذاب و در دسترس با كارآیی بالا و هزینه كم معرفی می كند. كارآیی و هزینه كم برای كاربران خانگی و هم چنین كاربران تجاری از مزایای عمده است.

· جایگزینی كابل
در اغلب ابزارها تكنولوژی Bluetooth جایگزین كابل و ارتباطات جانبی می شود.

· تسهیل در به اشتراك گذاشتن فایل
Bluetooth به اشتراك گذاشتن فایل را بین ابزارهایی كه قابلیت Bluetoothشان فعال است فراهم می كند. یك تلفن موبایل سازگار با Bluetooth می تواند مثل یك مودم برای laptop عمل كند.

· همگام سازی بی­سیم
Bluetooth همگام­ سازی بی سیم خودكار با دیگر ابزارهایی كه Bluetoothشان فعال است را بدون ورودی كاربر فراهم می كند.

· برنامه­ های كاربردی بی سیم خودكار
Bluetooth توابع برنامه های كاربردی بی سیم خودكار را برای برقراری ارتباط با LAN و اینترنت پشتیبانی می كند.

· اتصال اینترنت
Bluetooth توسط گستره وسیعی از ابزارها و برنامه های كاربردی پشتیبانی می شود.

2. مشخصات امنیتی Bluetooth

به عنوان یك تكنولوژی بی سیم، Bluetooth ویژگی های امنیتی معدودی را (از بی سیم) به ارث برده است كه كاربران می توانند آن ها را پیاده سازی كنند.

شكل 2 مسیر رادیویی Bluetooth را نشان می دهد.

شکل 2. امنیت در Bluetooth
همان گونه كه در شكل 2 مشاهده می كنید امنیت برای Bluetooth روی ارتباطات بی سیم متنوعی-فقط روی مسیرهای رادیویی فراهم می شود. رمزنگاری ارتباط و تصدیق هویت ممكن است فراهم شود ولی امنیت كامل end-to-end ممكن نیست. در شكل سرویس های امنیتی بین PDA و چاپگر، بین موبایل و laptop، بین laptop و كامپیوتر میزی فراهم می شود.