蓝牙


蓝牙 （正體）

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蓝牙标志

蓝牙（Bluetooth），是一种无线个人局域网（Wireless PAN），最初由爱立信创制，后来由蓝牙技术联盟订定技术标准。据说为了强调此技术及应用尚在萌芽阶段的意义，故将Bluetooth中文译名为较文雅的“蓝芽”，并在台湾进行商业的注册。在2006年，蓝牙技术联盟组织已将全球中文译名统一改采直译为“蓝牙”。

目录

历史

蓝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蓝牙特别兴趣组(SIG,Special Interest Group)，制订蓝牙技术标准。“蓝牙”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，由于他喜欢吃蓝莓，牙齿常常染成蓝色，而获得“蓝牙”的绰号。用来暗示蓝牙是统一通讯协议的通用标准。因为颜色怪异的缘故。1998年，爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名“蓝牙”。 1998年时Bluetooth推出0.7版，支持 Baseband 与 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即为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，远大于1.x版的1Mbps（实际约723.2kbps）。

版本

颜色 含义
红 旧版本
绿 当前版本
蓝 未来版本
版本 规范发布日期 增强功能
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 + EDR 2004年11月9日 EDR传输率提升至2-3Mbps
2.1 + EDR 2007年7月26日 简易安全配对、暂停与继续加密、Sniff 省电
3.0 + HS 2009年4月21日
4.0 + HS

最近发展

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一台正在以蓝牙接口与无线耳机沟通的Sony Ericsson P910i PDA手机
一只蓝牙鼠标

现今市面上贩售的商品，大多是1.2或2.0版本的制式，是一个使用低耗电量的无线电设备，利用一颗低价芯片，完成短距离（1至100米）的信号发射与接收。

蓝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，蓝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。

蓝牙的标准是IEEE 802.15.1，蓝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, 蓝牙协议将该频段划分成79频道，(带宽为1MHZ)每秒的频道转换可达1600次。

拿蓝牙与WiFi相比是不适当的，因为WiFi是一个更加快速的协议，覆盖范围更大。虽然两者使用相同的频率范围，但是WiFi需要更加昂贵的硬件。蓝牙设计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。

1.2版本

IVT BlueSoleil 1.2版本的蓝牙界面

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），保护用户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

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

蓝牙协议堆栈

蓝牙协议堆栈依照其功能可分四层：

  • 内核协议层（HCI、LMP、L2CAP、SDP）
  • 线缆替换协议层（RFCOMM）
  • 电话控制协议层（TCS-BIN）
  • 选用协议层（PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）

蓝牙规范

主条目：蓝牙规范

蓝牙规范（Profile）是指蓝牙通信在那一种用途下应该使用的通信协议和相关的规范。蓝牙1.1定义的profile有13个。SIG 认为蓝牙设备有4个最基本的 Profile：

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

缺点

早期

早期的1.0和1.0B版本存在多个问题，多家厂商指出他们的产品互不兼容。同时，在两个设备“握手”(handshaking)的过程中，蓝牙硬件的地址（BD_ADDR）会被传送出去，在协议的层面上不能做到匿名，造成泄漏数据的危险，令一些用户怯步。

干扰

Bluetooth在2.4GHz的电波干扰问题一直为大家所诟病，特别和无线局域网间的互相干扰问题。有干扰发生时，就以重新传送封包的方法来解决干扰。

低耗电蓝牙

技术规范 典型蓝牙 低耗电蓝牙
无线电频率 2.4 GHz 2.4 GHz
距离 10米 10米
空中数据速率 1-3 Mb/s 1 Mb/s
应用吞吐量 0.7-2.1 Mb/s 0.2 Mb/s
Nodes/Active slaves 7-16,777,184 无限
安全 64/128-bit及用户自定义的应用层 128-bitAES及用户自定义的应用层
鲁棒性 自动适应快速跳频,FEC,快速 ACK 自动适应快速跳频
延迟(非连接状态)
发送数据的总时间 100 m/s <6 m/s
政府监管 全球 全球
认证机构 蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG) 蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)
语音能力 有 没有
网络拓扑 分散网 Star-bus
耗电量 1(作为参考) 0.01至0.5(视符使用情况)
Peak current consumption <30 mA <15 mA (最高运行时为15 mA)
Service discovery 有 有
简介概念 有 有
主要用途 手机,游戏机,耳机,stereo audio streaming,
汽车和PC等		 手机,游戏机,PC,表,体育和健身,医疗保健,
汽车,家用电子,自动化和工业等

参见

外部链接

  • [ 蓝牙3.0版将藉MB-OFDM UWB技术再进化！] - 2006年4月10日（正体中文）
  • [词解:BlueZ] - 一套在Linux操作系统上运行的蓝牙堆栈程序（Stack）（正体中文）
  • [ - Bluetooth中译 正名为蓝牙]- 2006年11月20日（正体中文）
性





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