مقایسه نسخه‌های مختلف بلوتوث
از زمان ظهور نسخه 1.0 در سال 1999، بلوتوث تغییرات زیادی در فناوری خود داشته است. در حالی که هدف اصلی آن جایگزینی ارتباط سریال سیمی بود، روش‌های انتقال در هر بار تکرار بلوتوث تکامل یافته است. این مقاله مروری بر چگونگی تغییر بلوتوث در 20 سال گذشته ارائه می‌دهد.
نسخه 1.0 – 3.0: بلوتوث کلاسیک
وقتی در مورد هر نسخه بلوتوث صحبت می‌کنیم، سه عامل به تمایز بین نسخه‌های مختلف کمک می‌کند: برد، سرعت داده و مصرف انرژی. این عوامل توسط طرح مدولاسیون و بسته داده مورد استفاده تعیین می‌شوند. زمانی که اولین نسخه بلوتوث عرضه شد، راه را برای هدفون‌های بی‌سیم، بلندگوها و کنترل‌کننده‌های بازی که امروزه استفاده می‌کنیم هموار کرد. با این حال، در آن زمان بلوتوث 1.0 بسیار کندتر از آنچه اکنون داریم بود سرعت داده‌ها به 1 مگابیت بر ثانیه محدود شد و برد فقط تا 10 متر رسید.
اولین نسخه بلوتوث از یک طرح مدولاسیون به نام فرکانس شیفت گاوسی (GFSK) استفاده می‌کرد. با GFSK، حامل مدوله شده بین دو فرکانس که 1s و 0 را نشان می‌دهند جابه جا می‌شود.
هنگامی که بلوتوث 2.0 عرضه شد، GFSK به نفع دو طرح جدیدتر حذف شد: p/4-DQPSK و 8DPSK که از تغییرات در فاز شکل‌های موج برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کردند، برخلاف مدولاسیون فرکانس. این دو طرح منجر به سرعت بی سابقه داده به ترتیب 2 مگابیت بر ثانیه و 3 مگابیت بر ثانیه شدند. بلوتوث 3.0 با افزودن 802.11 برای انتقال داده تا 24 مگابیت بر ثانیه سرعت داده را بیشتر بهبود بخشید، اگرچه این بخشی از مشخصات 3.0 اجباری نبود ولی نتایج بازی را تغییر داد. راه‌حل‌های بی‌سیم با برد کوتاه اکنون می‌توانند اتصال قابل اعتماد و با سرعت بالا را فراهم کنند و امکان پیشرفت فناوری عمده در دستگاه‌های بی‌سیم را فراهم کنند.
با این حال، یکی از موارد قابل توجه هنوز نسخه‌های اولیه بلوتوث را از ادغام گسترده IoT جلوگیری کرد: مصرف انرژی به دلیل مقدار زیادی انرژی که از نسخه‌های بلوتوث 1.0 تا 3.0، که به بلوتوث کلاسیک نیز معروف است، نیاز داشت، دستگاه‌های کوچک همچنان از عمر باتری کوتاه رنج می‌برند و نسخه‌های اولیه بلوتوث را برای استفاده از اینترنت اشیا غیرعملی می‌سازند.
نسخه‌های 4.0 – 5.0: بلوتوث کم مصرف
به منظور پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای اتصال بی‌سیم بین دستگاه‌های کوچک، بلوتوث 4.0 با دسته جدیدی از بلوتوث به بازار معرفی شد: بلوتوث کم انرژی (BLE) به گرایش به سمت برنامه‌های کاربردی نیاز به مصرف برق کم، BLE به توان داده های پایین تر از 1Mbps با استفاده از طرح مدولاسیون GFSK باز می‌گردد. اگرچه حداکثر توان انتقال داده BLE یک مگابیت در ثانیه ممکن است برای محصولاتی که به جریان مداوم داده مانند هدفون‌های بی سیم نیاز دارند مناسب نباشد، سایر برنامه‌های اینترنت اشیا فقط به ارسال بیت‌های کوچک داده به صورت دوره‌ای نیاز دارند. به عنوان مثال، پوشیدنی‌های تناسب اندام هستند که مقادیر کمی از داده‌های دما را تنها در صورت درخواست (شاید از یک برنامه تلفن همراه) به تلفن هوشمند شما منتقل می‌کنند. با تمرکز بر پایین نگه داشتن تقاضای انرژی، بلوتوث کم انرژی بسیاری از برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا با باتری سکه‌ای (به عنوان مثال، بیکن ها) را امکان پذیر می‌کند.
جدیدترین نسخه پروتکل بلوتوث، بلوتوث 5، پیشرفتی نسبت به استانداردهای قبلی BLE است. هنوز هم برای برنامه‌های کاربردی کم مصرف طراحی شده است، اما بر اساس نرخ داده و محدوده BLE بهبود می‌یابد. بر خلاف نسخه 4.0، بلوتوث 5 چهار نرخ مختلف داده را برای تطبیق طیف‌های مختلف انتقال ارائه می‌دهد: 2Mbps، 1Mbps، 500kbps، 125kbps. از آنجایی که افزایش برد انتقال نیاز به کاهش نرخ داده دارد، نرخ داده کمتر 125 کیلوبیت بر ثانیه برای پشتیبانی از برنامه هایی که از برد بهبود یافته بهره بیشتری می‌برند، اضافه شد. به عنوان مثال، سنسورهای کوچک برای ارسال مقادیر زیادی داده مورد نیاز نیستند، بنابراین کاهش نرخ داده به این سنسورها اجازه می‌دهد تا اطلاعات را تا 240 متر منتقل کنند. در مقابل، گزینه انتقال داده با سرعت 2 مگابیت بر ثانیه برای برنامه‌هایی طراحی شده است که انتظار می‌رود محدوده کوتاه باشد اما می‌تواند از افزایش سرعت داده سود زیادی ببرد. انعطاف پذیری در سرعت داده ارائه شده توسط بلوتوث 5 به محصولات کم مصرف اجازه می‌دهد تا داده‌های پیچیده تری را برای کاربر نهایی ارسال کنند.
نتیجه
با گسترش اینترنت اشیا، بلوتوث در دستگاه‌های مختلفی که روزانه از آن‌ها استفاده می‌کنیم، گسترش می‌یابد. هنگامی که اپل جک هدفون آیفون‌های جدیدتر خود را به نفع لوازم جانبی بی سیم قطع کرد، اتصال بلوتوث را به عنوان استاندارد جدید اتصال صوتی پذیرفت. این گرایش به سمت اتصال بی سیم در نهایت به تمام دستگاه‌های دیگر در زندگی ما گسترش خواهد یافت و بلوتوث به پیشروی در این راه کمک خواهد کرد.