الفرق بين اصدارات البلوتوث Bluetooth 1.0 vs 2.0 vs 3.0 vs 4.0 vs 5.0

الفرق بين اصدارات البلوتوث Bluetooth 1.0 vs 2.0 vs 3.0 vs 4.0 vs 5.0

https://www.rise.company/upload/uplo...6909990471.png

تم وضع المواصفات من قبل المنظمة المعنية (SIG) الخاصة بالبلوتوث وتم اعلنها رسميا في 20 مايو 1998 . [45] اليوم لديها أكثر من 30.000 شركة حول العالم.[46] تم تأسيسها من قبل شركةEricsson و IBM و Intel و Toshiba و Nokia ثم انضمت إليها العديد من الشركات الأخرى.
تدعم جميع اصدارت معايير البلوتوث التوافق التنازلي. و التي تتيح للاصدار الاخير تغطية جميع الإصدارات الأقدم.

تنتج مجموعة عمل المواصفات الأساسية الخاصة بالبلوتوث (CSWG) اربع أنواع من المواصفات:

· عادة ما تطرح المعاير من قبل منظمة مواصفات البلوتوث الأساسية ويكون بين الاصدار والاخر بضع سنوات
· ملحق مواصفات أساسية (CSA) ، يمكن أن يطرح بين دورات الاصدار بحيث ممكن ان تصدر بضع مرات في السنة احيانا.
· يمكن إصدار الملاحق الأساسية (CSS) ، بشكل كبير
· Errata (متوفر مع حساب مستخدم: تسجيل الدخول باستخدام اسم Errata)

-------------------------------------------------------------
البلوتوث 1.0 و 1.0B
-------------------------------------------------------------

كان لدى الإصدارين 1.0, B1.0 العديد من المشكلات ، وقد واجه المصنعون صعوبة في جعل منتجاتهم قابلة للتشغيل. كما تضمنت الإصدارات 1.0 و B1.0 الإرسال الالزامي لعنوان جهاز البلوتوث (BD_ADDR) في عملية التوصيل (مما يجعل إخفاء الهوية مستحيلاً على مستوى البروتوكول) ، وهو ما يمثل ثغرة رئيسية لخدمات معينة مخطط لها لصصلاستخدام في المساحات الخاصة البلوتوث.

بلوتوث 1.1
· تم التصديق عليه كمعيار IEEE 802.15.1-2002.^[47]
· تم إصلاح العديد من الأخطاء التي تم العثور عليها في مواصفات v1.0B.
· إضافة إمكانية القنوات غير المشفرة.
· تمت اضافة مؤشر قوة الإشارة (RSSI).

بلوتوث 1.2
تشمل التحسينات الرئيسية ما يلي:
· اتصال واكتشاف اسرع.
· الطيف الترددي المتكيف القابل للقفز (AFH) ، الذي يحسن مقاومة تداخل تردد الراديوعن طريق تجنب استخدام ترددات مزدحمة في تسلسل القفزة.
· سرعات إرسال أعلى في الواقع من V1.1 ، تصل حتى 721 كيلوبت / ثانية.^[48]
· اتصالات متزامنة (eSCO) ، والتي تعمل على تحسين جودة الصوت من الروابط الصوتية من خلال السماح بإعادة إرسال الحزم التالفة ، والتي قد تزيد بشكل اختياريً زمن انتقال الصوت لتوفير نقل بيانات أفضل بشكل متزامن.
· واجهة جهاز تحكم المضيف (HCI) تعمل مع ثلاثة أسلاك من UART .
· تم التصديق عليه كمعيار IEEE 802.15.1-2005.
· تم تقديم وسائل التحكم في التدفق والتحرير ل L2CAP من خلاله.

-------------------------------------------------------------
بلوتوث 2.0 + EDR
-------------------------------------------------------------

تم إصدار هذا الإصدار من مواصفات البلوتوث الأساسية في عام 2004. والفرق الرئيسي هو إدخال معدل بيانات محسن Enhanced Data Rate) EDR) لنقل البيانات بشكل أسرع. معدل نقل البيانات في EDR هو 3 ميجابت / ثانية ، على الرغم من أن الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات (السماح بالوقت بين الحزم والتأكيد منها) هو 2.1 ميجابت / ثانية.^[49]
تستخدم تكنلوجيا كشف نقطة النهاية والاستجابة (EDR) توليفة من التشكيل ( نظام تعديل التردد GFSK ) وتشكيل تبديل الطور (عملية تعديل رقمية PSK) مع اثنين من المتغيرات ، د€ / 4-DQPSK و8-DPSK.^[50]يمكن أن توفر تكنلوجيا ال EDR استهلاك طاقة أقل من خلال دورة عمل مخفضة.

يتم نشر المواصفات كـبلوتوث v2.0 + EDR ، مما يعني أن ال EDR هي ميزة اختيارية. إلى جانب الEDR ، تحتوي مواصفات ال v2.0 على تحسينات ثانوية أخرى ، وقد تدعي المنتجات امتثالها لـ “البلوتوث “v2.0 دون دعم لمعدل البيانات الأعلى.
يجب على جهاز تجاري واحد على الأقل ان يتواجد "بلوتوث v2.0 بدون EDR" على ورقة الارشادات الخاصة به.^[51]

بلوتوث 2.1 + EDR
تم تبني المواصفات الأساسية لإصدار البلوتوث 2.1 +EDR بواسطة بلوتوث SIG في 26 يوليو 2007 .^[52]
الميزة الرئيسية في v2.1 هي الإقتران البسيط الآمن: (SSP) هذا يحسن تجربة الإقتران لأجهزة البلوتوث ، مع زيادة استخدام وقوة الأمن.^[53]
يتيح الإصدار 2.1 العديد من التحسينات الأخرى ، بما في ذلك استجابة الاستعلام الممتدة (EIR) ، والتي توفر المزيد من المعلومات أثناء إجراء الاستفسار للسماح بترشيح أفضل للأجهزة قبل الاتصال ؛ وتتبع التصنيف الفرعي ، مما يقلل من استهلاك الطاقة في وضع منخفض الطاقة.

-------------------------------------------------------------
بلوتوث 3.0 + HS
-------------------------------------------------------------

تم تبني الإصدار 3.0 + HS من مواصفات البلوتوث الأساسية ^[54] بواسطة بلوتوث SIG في 21 أبريل 2009.
يوفر بلوتوث v3.0 + HS سرعات نقل البيانات النظرية التي قد تصل إلى 24 ميغابت / ثانية ، ولكن ليس عبر ناقل البلوتوث نفسه. وبدلاً من ذلك ، يتم استخدام وصلة البلوتوث للتفاوض والتأسيس ، ويتم نقل حركة معدل البيانات المرتفع عبر وصلة 802.11 المجمعة.
الميزة الجديدة الرئيسية هي AMP( بديل لل (media access control / physical layer ، الذي تم تصنيفه في ملحق 802.11 كناقل عالي السرعة.
الجزء عالي السرعة من المواصفات ليس إلزاميًا ، وبالتالي فإن الأجهزة التي تعرض شعار "+ HS" هي فقط التي تدعم خاصية البلوتوث عبر معيار 802.11 عالي السرعة لنقل البيانات.
جهاز بلوتوث v3.0 بدون ملحق "+ HS" يستخدم فقط لدعم الميزات المقدمة لالمواصفات الأساسية لاصدار3.0,^[55] أو سابقًا ملحق المواصفات الأساسية 1.^[56]

وسائط L2CAP المحسنة
يقوم وضع إعادة الإرسال المحسّن (ERTM) بتطبيق قناة L2CAP الموثوقة ، بينما يقوم وضع البث (SM) بتطبيق قناة غير موثوقة بدون أي إعادة إرسال أو التحكم في التدفق. الذي تم تقديمه في ملحق المواصفات الأساسية الأول.

بديل الMAC / PHY
يقوم بتمكينك من استخدام نظام بديل ال MAC و PHYs لنقل بيانات ملف تعريف البلوتوث. لا يزال يتم استخدام راديو البلوتوث لاكتشاف الجهاز وانشاء الاتصال واعداد الملف الشخصي. ومع ذلك ، عند إرسال كميات كبيرة من البيانات ، يقوم البديل MAC عالي السرعة 802.11 (الذي يرتبط عادةً بشبكة واي فاي) بنقل البيانات. هذا يعني أن البلوتوث يستخدم نماذج اتصال طاقة منخفضة مثبتة عندما يكون النظام غير مستخدم، ويعتبر الراديو أسرع عندما يجب عليه إرسال كميات كبيرة من البيانات. تتطلب روابط AMP أوضاع L2CAP مطورة.

بيانات الأحادية الغير متصلة
يسمح بإرسال بيانات الخدمة دون إنشاء قناة L2CAP. الغرض منه هو استخدامه عن طريق التطبيقات التي تتطلب زمن انتقال منخفض بين عمل المستخدم و(إعادة الاتصال / إرسال البيانات). فهو مناسب فقط لكميات صغيرة من البيانات.

التحكم المطور في الطاقة
تقوم بتحديث ميزة التحكم في الطاقة لإزالة التحكم في طاقة الحلقة المفتوحة ، وكذلك لتوضيح الغموض في التحكم في الطاقة المقدم بواسطة مخططات التشكيل الجديدة المضافة من أجل ال EDR.
يعمل التحكم المطور في الطاقة على إزالة الغموض عن طريق تحديد السلوك المتوقع للبيانات. تضيف هذه الميزة أيضًا التحكم في طاقة الحلقة المغلقة ، مما يعني أن تصفية RSSI يمكن أن تبدأ عند تلقي الاستجابة. بالإضافة إلى ذلك ، تم تقديم طلب "اذهب مباشرة إلى الطاقة القصوى". ومن المتوقع أن يتعامل هذا مع مشكلة فقدان الاتصال بسماعة الرأس التي تتم ملاحظتها عادة عندما يضع المستخدم هاتفه في جيب على الجانب الآخر إلى سماعة الرأس.

النطاق العريض الفائق
كانت ميزة السرعة العالية (AMP) انها في البلوتوث v3.0 مخصصة أصلاً لـ UWB ، ولكن تحالف WiMedia السبب الرئيسي في تخصيصها للبلوتوث، تم اعلان حلها في مارس 2009 وفي النهاية تم حذف UWB من مواصفات الأساسية ل v3.0.^[57]
في 16 مارس 2009 ، أعلن تحالف WiMedia عن دخوله في اتفاقات نقل التكنولوجيا الخاصة بمواصفات النطاق فائق العرض(UWB) الخاص بويكي-ميديا. لقد نقلت ويكي-ميديا جميع المواصفات الحالية والمستقبلية ، بما في ذلك العمل على تطبيقات مستقبلية عالية السرعة ومحسنة للطاقة ، لمجموعة SIG المهتمة بالبلوتوث. ومجموعة Promoted USB اللاسلكية منظمة ال USB Implementers.
بعد الانتهاء بنجاح من نقل التكنولوجيا ، والتسويق ، والبنود الإدارية ذات الصلة ، توقف WiMedia Alliance عن العمل.^{[58][59][60][61][62]}
في أكتوبر 2009 ، علقت مجموعة الاهتمامات الخاصة بتقنية البلوتوث تطوير UWB كجزء من الحل البديل MAC / PHY ، Bluetooth v3.0 + HS . لم يكن عددًا صغيرًا ولكن هامًا من أعضاء WiMedia سابقًا لم و لن يوقعوا على الاتفاقيات الضرورية لنقل ال IP.

تعمل شركة SIG الخاصة بتقنية البلوتوث حاليًا على تقييم خيارات أخرى لخارطة الطريق طويلة المدى.^[63][64][65]

-------------------------------------------------------------
بلوتوث 4.0
-------------------------------------------------------------

المقال الرئيسي: البلوتوث منخفض الطاقة
أكملت تقنية البلوتوث SIG إصدار رقم 4.0 مواصفات البلوتوث الأساسية (يسمى البلوتوث الذكي) وتم اعتمادها اعتبارًا من 30 يونيو 2010. وتتضمن هذه التقنية بروتوكولات بلوتوث وتقنية بلوتوث عالية السرعة وبروتوكولات بلوتوث منخفضة الطاقة .(BLE) تعتمد سرعة البلوتوث العالية على ال Wi-Fi ، ويتكون البلوتوث التقليدي من بروتوكولات البلوتوث القديمة.
البلوتوث منخفض الطاقة، التي كانت تُعرف سابقًا باسم Wibree ،^[66] هي مجموعة فرعية من بلوتوث v4.0 مع مجموعة حزم من البروتوكولات الجديدة تمامًا للإنشاء السريع للاتصالات البسيطة. كبديل لبروتوكولات البلوتوث الأساسية التي تم تقديمها في البلوتوث v1.0 إلى v3.0 ، حيث إنها تستهدف تطبيقات طاقة منخفضة جداً مدعومة بخلية ذات شكل دائري. تسمح تصميمات الشرائح بنوعين من أنماط التنفيذ ، الوضع المزدوج ، الوضع الأحادي والإصدارات القديمة المطورة .^[67] تم التخلي عن الأسماء المؤقتة Wibree و (ULP)Ultra Low Power وتم استخدام اسم BLE لفترة طويلة ،في أواخر عام 2011، تم تقديم شعارات جديدة " البلوتوث المستعد الذكي" للمضيفين و "البلوتوث الذكي" لأجهزة الاستشعار كوجه عام لل BLE.^[68]
اذا قمنا بالمقارنة بتقنية البلوتوث الكلاسيكية ، فإن البلوتوث منخفض الطاقة يهدف إلى توفير استهلاك للطاقة وتكلفة أقل بشكل كبير مع الحفاظ على نطاق اتصالات مشابه. من حيث إطالة عمر البطارية لأجهزة البلوتوث ، تمثل الBLE تقدمًا كبيرًا.
· في وضع أحادي التطبيق، يتم تنفيذ حزمة بروتوكولات الطاقة المنخفضة فقط. Dialog Semiconductor,^{[69] [70]},STMicroelectronics ^[71],AMICCOM ^[72],CSR ^[73],Nordic Semiconductor ^[74],Texas Instruments قاموا بإصدار حلول بلوتوث منخفضة الطاقة أحادية الوضع.
· في تطبيق الوضع الثنائي ، تتكامل وظيفة البلوتوث الذكي مع وحدة تحكم بلوتوث تقليدية موجودة. اعتبارًا من مارس 2011 ، أعلنت شركات أشباه الموصلات التالية عن توفر رقائق تفي بالمعيار: Qualcomm-Atheros و CSR و Broadcom و Texas Instruments.^[75][76] تشترك البنية المتوافقة مع كل من الوظائف و تواجد جميع الإذاعات والوظائف القائمة في البلوتوث التقليدي مما يؤدي إلى زيادة تكلفتها بالمقارنة مع تقنية البلوتوث التقليدية.
الشرائح أحادية الوضع منخفضة التكلفة ، تمكّن الأجهزة المدمجة والمضغوطة للغاية ، من الحصول على طبقة ارتباط خفيفة الوزن توفر عملية وضع الخمول للطاقة المنخفضة للغاية ، والاكتشاف البسيط للأجهزة ، ونقل موثوق لنقل البيانات من نقطة إلى عدة نقاط مع توفير وحماية أمان متطور اتصالات مشفرة بأقل تكلفة ممكنة.
تتضمن التحسينات العامة في الإصدار 4.0 التغييرات الضرورية لتسهيل أوضاع BLE ، بالإضافة إلى خصائص (Generic Attribute Profile GATT) و
( (Security Manager SM مع تشفير AES.
تم الكشف عن ملحق المواصفات الأساسية 2 في في ديسمبر 2011 ؛الذي يحتوي على تحسينات على واجهة وحدة تحكم المضيف الصوتي وإلى بروتوكول طبقة التكيف (802.11) ذا السرعة العالية. (802.11)
ملحق المواصفات الأساسية رقم 3 ، المراجعة 2 لها تاريخ تبني في 24 يوليو 2012.

ملحق المواصفات الأساسية رقم 4 يتضمن تاريخ اعتماد بتاريخ 12 فبراير 2013.

بلوتوث 4.1
أعلنت المنظمة المختصة بالبلوتوث عن اعتماد رسمي لمواصفات البلوتوث v4.1 في 4 ديسمبر 2013. هذه المواصفات عبارة عن تحديث متزايد للبرمجية إلى مواصفات البلوتوث v4.0 ، وليس تحديثًا للأجهزة. يشتمل التحديث على مواصفات البلوتوث الأساسية CSA 1 و 2 و 3 و 4 ويضيف ميزات جديدة تعمل على تحسين قدرة المستهلك على الاستخدام. وتشمل هذه زيادة دعم التوافق مع LTE ، وأسعار تبادل البيانات السائبة - وابتكار مساعد ثوري من خلال السماح للأجهزة بدعم أدوار متعددة في نفس الوقت.^[77]
الميزات الجديدة لهذه المواصفات ما يلي:
· الخدمة اللاسلكية المتنقلة للتوافق في التواصل.
· تدريب الوهن والمسح الضوئي المتشابك العام.
· الدورة منخفضه العمل ذات الاعلان المباشر.
. L2CAP ذات الاتصال الموجه وقنوات مخصصة مع التحكم في التدفق المبنية على الرصيد.
· الوضع المزدوج والبنية.
· بروتوكول ال LE في طبقة الاتصال (.(Link Layer
· طبقة تكيف البروتوكول نوع802.11n PAL.
· تحديثات على تصميم الصوت لخط واسع النطاق.
· فاصل إعلانات البيانات السريعة.
· زمن الاكتشاف المحدود.^[78]
· لاحظ أن بعض الميزات كانت متوفرة بالفعل في ملحق المواصفات الأساسية (CSA) قبل إصدارالإصدار 4 .

بلوتوث 4.2
صدر في 2 ديسمبر 2014 ، ويقدم مميزات لإنترنت الأشياء.
المجالات الرئيسية التي تم تحسينها هي:
· اتصال آمن منخفض الطاقة مع امتداد طول حزم البيانات
· خصوصية طبقة الارتباط مع سياسات مصفاة الماسح الضوئي الموسعة
· ملف تعريف بروتوكول دعم الإنترنت (IPSP) الإصدار 6 الذي تم تجهيزه لأشياء البلوتوث الذكية لدعم المنزل المترابط
تتلقى أجهزة البلوتوث القديمة ميزات 4.2 مثل امتداد طول حزم البيانات وتحسين الخصوصية عبر تحديثات البرامج الثابتة.^[79][80]

-------------------------------------------------------------
بلوتوث 5
-------------------------------------------------------------

صدر بلوتوث SIG 5 في 16 يونيو 2016. وتركز ميزاته الجديدة بشكل رئيسي على تكنولوجيا إنترنت الأشياء (Internet of thing). تم إطلاق Samsung Galaxy S8 بدعم البلوتوث 5 في أبريل 2017. وفي سبتمبر 2017 ، تم إطلاق iPhone 8 و 8 Plus و iPhone X بدعم Bluetooth 5 أيضًا. كما قامت Apple أيضاً بدمج البلوتوث 5 في عرض HomePod الجديد الذي تم إصداره في 9 فبراير ، 2018.^[81] التسويق يسقط الرقم العشري. بحيث يكون مجرد "بلوتوث 5" (وليس 5.0 مثل بلوتوث 4.0). التغيير هو من أجل "تبسيط التسويق لدينا ، والتواصل بين مزايا المستخدمين بشكل أكثر فاعلية وتسهيل توجيه تحديثات التكنولوجيا الهامة إلى السوق." ^[82]
توفر تقنية البلوتوث 5 ، من أجل BLE ، خيارات يمكن أن تضاعف السرعة تدفق بمقدار(2 ميجابيت\ثانية) وهذا يعتمد على المدى المتاح ، أو ما يصل إلى أربعة أضعاف النطاق على حساب معدل البيانات ، وثمانية أضعاف قدرة بث إرسال البيانات ، بزيادة أطوال الحزمة. يمكن أن تكون الزيادة في الإرسال هامة لأجهزة إنترنت الأشياء ، حيث تتصل العديد من العقد في جميع أنحاء المنزل بأكمله. تضيف تقنية البلوتوث 5 وظائف للخدمات البلا الاتصال مثل الملاحة الملائمة للموقع^[83] من اتصالات البلوتوث منخفضة الطاقة.^[84][85][86]
المجالات الرئيسية التي تم تطويرها هي:
· توافر المنفذ (SAM).
· 2 ميغابت / ثانية منPHY لبروتكول ال LE.
· بروتوكول LE طويل المدى.
· دورة العمل عالية الدعاية غير قابل للاتصال.
· الامتدادات الإعلانية. LE
· قناة اختيار الخوارزمية الثانية الخاصة ببروتوكول ال LE.
الميزات المضافة في CSA5 - مدمجة في الإصدارv5.0
· ارتفاع انتاج الطاقة
تمت إزالة الميزات التالية في هذا الإصدار من المواصفات:
· بارك ستيت.^[87]