藍牙

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藍牙標誌

藍牙（Bluetooth），或稱為蓝芽，是一种無線個人局域網（Wireless PAN），最初由愛立信创制，後來由藍牙技術聯盟訂定技術標準。據說為了強調此技術及應用尚在萌芽階段的意義，故將Bluetooth中文譯名為較文雅的「藍芽」，並在台灣進行商業的註冊|time=2008-05-24T08:34:39+00:00}}。在2006年，藍牙技術聯盟組織已將全球中文譯名統一改採直譯為「藍牙」。

目录

[编辑] 历史

藍牙技术最初由爱立信创制。

技术始于爱立信公司的1994方案，它是研究在移动电话和其他配件间进行低功耗、低成本无线通信连接的方法。发明者希望为设备间的通讯创造一组统一规则(标准化协议)，以解决用户间互不兼容的移动电子设备。1997年前爱立信公司此概念接触了移动设备制造商，讨论其项目合作发展，结果获得支持。1998年项目正式启动。

1999年5月20日，索尼爱立信、IBM、英特尔、诺基亚及东芝等业界龙头创立藍牙特別興趣組(SIG,Special Interest Group)，制订蓝牙技术标准。“藍牙”这名称来自10世纪的丹麦国王哈拉尔德(Harald Gormsson)的外号。出身海盗家庭的哈拉尔德统一了北欧四分五裂的国家，成为维京王国的国王。由于他喜欢吃藍莓，牙齿常常被染成蓝色，而獲得「藍牙」的綽號，當時藍莓因為顏色怪異的緣故被認為是不適合食用的東西，因此這位愛嚐新的國王也成為創新與勇於嘗試的象徵。1998年，爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名「藍牙」。

1998年时Bluetooth推出0.7版，支援 Baseband 與 LMP（Link Manager Protocol）通讯协定两部份。1999年推出0.8版，0.9版、1.0 Draft版，1.0a版、1.0B版。1.0 Draft版，完成SDP（Service Discovery Protocol）协定、TCS（Telephony Control Specification）协定。同时，1.0版公布后，开始了大规模宣传。

2001年的1.1版正式列入IEEE标准，Bluetooth 1.1即為IEEE 802.15.1。同年，SIG成员公司超过2000家。

Bluetooth 2.0将传输率提升至2Mbps、3Mbps，遠大於1.x版的1Mbps（实际约723.2kbps）。

[编辑] 版本

颜色 含义
红 旧版本
绿 当前版本
蓝 未来版本
版本 規範發佈日期 增強功能
0.7 1998年10月19日 Baseband、LMP
0.8 1999年1月21日 HCI、L2CAP、RFCOMM
0.9 1999年4月30日 OBEX与IrDA的互通性
1.0 Draft 1999年7月5日 SDP、TCS
1.0 A 1999年7月26日 /
1.0 B 2000年10月1日 WAP应用上更具互通性
1.1 2001年2月22日 IEEE 802.15.1
1.2 2003年11月5日 列入IEEE 802.15.1a
2.0 2004年11月9日 EDR传输率提升至2-3Mbps
2.1 2007年7月26日 /
3.0 2009年4月21日  ???

[编辑] 最近发展

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一台正在以藍牙介面與無線耳機溝通的Sony Ericsson P910i PDA手機
一隻藍牙滑鼠

現今市面上販售的商品，大多是1.2版本的制式，是一個使用低耗電量的無線電設備，利用一顆低價晶片，完成短距離（1至100公尺）的訊號發射與接收。

藍牙用于在不同的设备之间进行无线连接，例如连接计算机和外围设备，如：打印机、键盘等，又或让个人数码助理（PDA）与其它附近的PDA或计算机进行通信。目前市面上具备蓝牙技术的手机选择非常丰富，可以连接到计算机、PDA甚至连接到免提听筒。

事实上，根据已订立的标准，藍牙可以支持功能更强的长距离通讯，用以构成无线局域网。每个Bluetooth设备可同时维护7个连接。可以将每个设备配置为不断向附近的设备声明其存在以便建立连接。另外也可以对二个设备之间的连接进行密码保护，以防止被其他设备接收。

藍牙的标准是IEEE 802.15.1，藍牙协议工作在无需许可的ISM(Industrial Scientific Medical)频段的2.45GHz。最高速度可达723.1kb/s。为了避免干扰可能使用2.45GHz的其它协议, 藍牙协议将该频段划分成79頻道，(頻寬為1MHZ)每秒的頻道轉換可達1600次。

拿藍牙与WiFi相比是不適當的，因為WiFi是一个更加快速的协议，覆盖范围更大。雖然兩者使用相同的频率范围，但是WiFi需要更加昂贵的硬件。藍牙設計被用来在不同的设备之间创建无线连接，而WiFi是个无线局域网协议。两者的目的是不同的。

[编辑] 1.2版本

IVT BlueSoleil 1.2版本的藍牙界面

这个版本向下兼容1.1版，其主要改进包括：

  • 匿名方式：屏蔽设备的硬件地址（BD_ADDR），保护用戶免受身分嗅探攻击和跟踪。从1.1版开始已经可以实现硬件匿名，但未被实施，因此对普通消费者来说还是没有此功能。
  • 自适应频率跳跃(AFH,Adaptive Frequency Hopping)：通过避免使用跳跃序列中的拥挤频率，从而改善对无线电干涉的抵抗。
  • 更高的实际传输速度，实际测试约为 24KB/S(192Kbps) 左右。
  • L2CAP层引入了流量控制和错误纠正机制

[编辑] 2.0版本

蓝牙2.0适配器的内部结构(此产品厂商:高锐(CELL)电子)

2.0版的内容还没有什么明确的信息，但爱立信的研究者公布了一些内容：

  • 加入了「非跳跃窄频通道」（Non-hopping narrowband channel ）。
    • 因为不需要与每个设备交换应答信号，这种通道可以用来将各种器件的蓝牙服务概要同时广播到巨量的蓝牙器件。应答信号交换过程当前需要大约一秒。
    • 实时公共交通时刻表、基本的交通畅通性信息和高级交通指向指示等未加密信息可以以高速度发送给设备。
  • 更高的连接速度 (实际测试速度为72KB/s)
  • 支持多个速度水平

[编辑] 藍牙協議堆疊

藍牙協議堆疊依照其功能可分四層：

  • 核心協議層（HCI、LMP、L2CAP、SDP）
  • 線纜替換協定層（RFCOMM）
  • 電話控制協定層（TCS-BIN）
  • 選用協議層（PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）

[编辑] 藍牙規範

主条目：藍牙規範

藍牙規範（Profile）是指藍牙通訊在那一種用途下應該使用的通訊協定和相關的規範。藍牙1.1定義的profile有13個。SIG 認為藍牙裝置有4個最基本的 Profile：

  • General Access Profile（GAP）
  • Service Discovery Application Profile（SDAP）
  • Serial Port Profile（SPP）
  • General Object Exchange Profile（GOEP）

[编辑] 缺點

[编辑] 早期

早期的1.0和1.0B版本存在多個問題，多家廠商指出他們的產品互不兼容。同時，在兩個裝置「握手」(handshaking)的過程中，藍牙硬件的位址（BD_ADDR）會被傳送出去，在協定的層面上不能做到匿名，造成洩漏資料的危險，令一些使用者卻步。

[编辑] 干擾

Bluetooth在2.4GHz的電波干擾問題一直為大家所詬病，特別和無線區域網路間的互相干擾問題。有干擾發生時，就重新傳送封包的方法解決干擾。

[编辑] 低耗電的藍牙

技術規範 典型的藍牙 低耗電的藍牙
無線電頻率 2.4 GHz 2.4 GHz
距離 10米 10米
空中數據速率 1-3 Mb/s 1 Mb/s
應用吞吐量 0.7-2.1 Mb/s 0.2 Mb/s
Nodes/Active slaves 7-16,777,184 無限
安全 64/128-bit及用戶自定義的應用層 128-bitAES及用戶自定義的應用層
魯棒性 自動適應快速跳頻,FEC,快速 ACK 自動適應快速跳頻
延遲(非連接狀態)
發送數據的總時間 100 m/s <6 m/s
政府監管 全球 全球
認證機構 藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG) 藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)
語音能力 有 沒有
網絡拓撲 分散網 Star-bus
耗電量 1(作為參考) 0.01至0.5(視符使用情況)
Peak current consumption <30 mA <15 mA (最高運行時為15 mA)
Service discovery 有 有
簡介概念 有 有
主要用途 手機,遊戲機,耳機,stereo audio streaming,
汽車和PC等		 手機,遊戲機,PC,錶,體育和健身,醫療保健,
汽車,家用電子,自動化和工業等

[编辑] 參見

[编辑] 外部連結

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