مقدمة
نحن نعيش في عالم لاسلكي بشكل متزايد. كل عام, زيادة 5 يتم إنتاج وشحن مليار جهاز يدعم تقنية Bluetooth على مستوى العالم. باعتبارها تكنولوجيا رائدة في مجال الاتصالات اللاسلكية, تعد ابتكارات البلوتوث ومواصفاتها التي يتم تحديثها باستمرار أمرًا بالغ الأهمية في جميع الصناعات. في 3 سبتمبر, بلوتوث سيج (مجموعة الاهتمامات الخاصة) تم إصدار أحدث إصدار من مواصفات البلوتوث – بلوتوث 6.0. التحديث الأكثر أهمية هو تقنية Bluetooth Channel Sounding, مما يتيح الوعي الدقيق بالمسافة بين أجهزة البلوتوث. تتضمن المزيد من التحديثات تصفية الإعلانات القائمة على القرار, مراقبة المعلنين, تحسينات على طبقة التكيف المتزامن (ايسول), مجموعة الميزات الموسعة LL, وتحديث مساحة الإطار. في هذه المدونة, وسوف نتعمق في هذه التقنيات الجديدة وتطبيقاتها المستقبلية.
التحديثات في البلوتوث 6.0
إصدار مواصفات البلوتوث الأساسية 6.0 يقدم العديد من الميزات والتحسينات الجديدة, بما في ذلك صوت قناة البلوتوث, تصفية الإعلانات على أساس القرار, مراقبة المعلنين, تحسينات على طبقة التكيف المتزامن (ايسول), مجموعة الميزات الموسعة LL, وتحديث مساحة الإطار. دعنا نتعمق في كل من هذه الميزات والتحسينات الجديدة بالتفصيل.
صوت قناة البلوتوث
يعد Bluetooth Channel Sounding ميزة جديدة تمت إضافتها في إصدار مواصفات Bluetooth الأساسية 6.0, تمكين غرامة آمنة تتراوح بين جهازين بلوتوث مع إجراءات أمنية مشددة. في كلمة واحدة, يوفر صوت قناة البلوتوث فائدتين رئيسيتين لتحديد المواقع عبر البلوتوث: تحسين الدقة وتعزيز الأمن.
العودة للداخل 2019, حصلت تقنية Bluetooth على ترقية كبيرة مع إصدار 5.1 معيار. قدم هذا التحديث طريقتين جديدتين لتحديد موقع الجهاز — اتفاقية الزراعة (زاوية الوصول)و AOD (زاوية المغادرة) - جعل تتبع موقع البلوتوث أكثر دقة. بلوتوث 5.1 AoA تحديد المواقع في الأماكن المغلقة يوفر دقة دقيقة تصل إلى بضع بوصات, ثورة في التطبيقات مثل تتبع الأصول, الملاحة الداخلية, وأنظمة المنزل الذكي. ما هو أكثر من ذلك, توفر أحدث تقنيات صوت قناة البلوتوث طريقتين متقدمتين لقياس المسافة: بر (النطاق على أساس المرحلة) وRTT (توقيت الرحلة ذهابًا وإيابًا). تتيح هذه الطرق للأجهزة تحديد المسافة التي تفصلها عن بعضها البعض بدقة مذهلة, حتى عندما يكونون متباعدين.
دقة: يستخدم صوت قناة البلوتوث PBR (النطاق على أساس المرحلة) يمكنها قياس مسافات تصل إلى حوالي 150 متر قبل مواجهة غموض المسافة. من خلال الجمع بين RTT (توقيت الرحلة ذهابًا وإيابًا) مع بي بي آر, يمكن للتطبيقات اكتشاف هذا الغموض وحله, مما يسمح بقياسات مسافة أكثر دقة على نطاقات أكبر.
حماية: تتضمن المخاوف الأمنية الخاصة بحلول قياس المسافة عادةً خطر قيام جهاز غير موثوق بخداع جهاز موثوق به للاعتقاد بأن جهازًا موثوقًا آخر قريب بدرجة كافية للسماح باتخاذ إجراءات معينة أو التصريح بها.
يعد الاستخدام المشترك لـ PBR وRTT أحد إستراتيجيات Bluetooth Channel Sounding لمواجهة هذا التهديد. لأن هاتين الطريقتين تعملان بشكل مختلف تمامًا, إن احتمال تعرضهما للهجوم أو التلاعب بهما في نفس الوقت للحصول على نتائج مضللة منخفض للغاية. يوفر الأمان العالي الذي يوفره التحقق من PBR وRTT للمطورين إمكانيات أكبر.
التطبيقات: يأتي صوت قناة البلوتوث مع مجموعة من المزايا, ولكن كيف يمكنها تحسين حياتنا اليومية وعملياتنا التجارية?
بالنسبة للمستخدم النهائي لتقنية Bluetooth "Find My".’ حلول, وهي التكنولوجيا اللاسلكية منخفضة الطاقة الأكثر انتشارًا, سيكون من الأسهل والأسرع تحديد موقع العناصر المفقودة, سواء في الاتجاه أو المسافة. في حلول المفاتيح الرقمية, يمكن أن يعمل نظام صوت قناة Bluetooth على تعزيز الأمان وتجربة المستخدم من خلال ضمان فتح القفل فقط عندما يكون الجهاز المصرح به على مسافة معينة.
توفر تقنية Bluetooth Channel Sounding مرونة تقنية استثنائية فيما يتعلق بالأمان, دقة, والكمون. وهذا يمنح المطورين أقصى قدر من الحرية في الابتكار, تمكين إنشاء إمكانيات لا نهاية لها بين أجهزة البلوتوث وتمهيد الطريق لمزيد من الابتكار, عالم لاسلكي.
تصفية الإعلانات على أساس القرار
يحدد البلوتوث نوعين من الإرسال: نقل البيانات والإعلانات. في بليه(بلوتوث منخفض الطاقة), هناك ما مجموعه 40 القنوات المادية, منها 3 مخصصة خصيصًا للإعلان. يدعم BLE حزم البيانات ذات الصلة التي يتم إرسالها على قنوات الراديو الأولية والثانوية. تعمل تصفية الإعلانات المستندة إلى القرار على تحسين كيفية تعامل الأجهزة مع البيانات الإعلانية الواردة. تسمح هذه الميزة لجهاز المسح بتقييم مدى ملاءمة حزم البيانات المرسلة على القناة الأساسية قبل تلقي البيانات التفصيلية من القناة الثانوية. بالقيام بذلك, يمكن للجهاز أن يقرر ما إذا كان سيتم استقبال البيانات من القناة الثانوية أم لا, تقليل معالجة البيانات غير ذات الصلة. يؤدي هذا إلى تحسين كفاءة معالجة البيانات بشكل كبير ويقلل بشكل فعال من استهلاك طاقة الجهاز.
مراقبة المعلنين
المعلن هو جهاز يقوم ببث المعلومات إلى الأجهزة القريبة باستخدام حزم الإعلانات. قد يقوم المكون المضيف لجهاز المراقب بتوجيه وحدة تحكم Bluetooth LE لتصفية حزم الإعلانات المكررة, مما يعني أن المضيف لن يتلقى سوى حزمة واحدة من كل معلن فريد. وهذا يقلل من حمل المعالجة على الجهاز المضيف, مما يجعلها أكثر كفاءة. لكن, وهذا يعني أيضًا أن المضيف لن يعرف ما إذا كان الجهاز قد انتقل خارج النطاق إلا إذا حاول جهاز المراقب الاتصال. يمكن أن يتسبب هذا في استمرار جهاز المراقب في المسح دون داع عندما يكون من المفترض أن يتصل بجهاز ما, مما يؤدي إلى إهدار الطاقة. تساعد ميزة مراقبة المعلن على منع هدر الطاقة عن طريق إعلام المضيف عندما يتحرك الجهاز داخل النطاق وخارجه.
تعزيز ISOAL
ايسول (طبقة التكيف المتزامنة) يسهل نقل البيانات في الوقت الحقيقي مثل الصوت عن طريق سد الفجوة بين الطبقات العليا (مثل الملف الصوتي) والطبقات السفلية (مثل طبقة الارتباط) من مكدس بلوتوث. ISOAL يتلقى وحدات SDU (وحدات بيانات الخدمة) من الطبقات العليا ويحولها إلى وحدات PDU (وحدات بيانات البروتوكول) ليتم إرسالها عبر رابط Bluetooth إلى جهاز الاستقبال. هناك نوعان من وحدات PDU: وحدات PDU المؤطرة ووحدات PDU غير المؤطرة.
يتم تغليف وحدات PDU المؤطرة داخل الإطارات, وهي الوحدات المادية المنقولة عبر رابط البلوتوث. تحتوي هذه الإطارات على معلومات الرأس مثل نوع الحزمة, رقم التسلسل, رمز اكتشاف الخطأ, و اكثر. بينما تضمن وحدات PDU المؤطرة سلامة البيانات وتسلسلها, يمكن أن تؤدي معلومات الرأس لكل جزء من البيانات إلى زمن الوصول. في البلوتوث 6.0, يقدم ISOAL وضع إطار جديد يقلل من زمن الوصول مع الحفاظ على سلامة البيانات. يعمل هذا التحسين على تحسين جودة وسلاسة عمليات نقل الصوت والفيديو.
مجموعة الميزات الموسعة LL
تقدم مجموعة الميزات الموسعة LL آلية تسمح لأجهزة Bluetooth بدعم نطاق أوسع من الميزات بما يتجاوز تلك المحددة في معايير Bluetooth السابقة. بالطرح 1984 بت دعم إشارة للاستخدام في المستقبل, يضمن هذا الامتداد قدرة تقنية Bluetooth على التكيف مع التطبيقات والمتطلبات الجديدة عند ظهورها.
تحديث مساحة الإطار
تشير مساحة الإطار إلى الفاصل الزمني بين إرسال حزمتي بيانات متتاليتين في طبقة الارتباط في تقنية Bluetooth. في البلوتوث 5.0 والإصدارات الأحدث, تتم الإشارة إلى مساحة الإطار باستخدام المعرف الرمزي T_IFS, مع قيمة ثابتة 150 المايكروثانية. يساعد هذا الفاصل الزمني الثابت على منع تضارب البيانات ويضمن نقل البيانات بسلاسة. لكن, بلوتوث 6.0 يوفر المزيد من المرونة, السماح بتعديل مساحة الإطار إما أقصر أو أطول.
قد تفيد قيمة مساحة الإطار الأطول وحدات التحكم ذات طاقة المعالجة المنخفضة نسبيًا, منحهم المزيد من الوقت لمعالجة حزم البيانات الأطول. يمكن لقيمة مساحة الإطار الأقصر تحسين إنتاجية البيانات الإجمالية, والتي قد تكون مفيدة لتطبيقات مثل:
- إرسال البيانات المجمعة من جهاز تتبع اللياقة البدنية إلى جهاز متصل مثل الهاتف الذكي أو الكمبيوتر المحمول دفعة واحدة
- تحديثات البرامج الثابتة
- إرسال حزم البيانات الصوتية BLE بشكل أسرع لتقليل احتمالية الاصطدام بالأجهزة الأخرى
تعمل تحديثات مساحة الإطار على تحسين مرونة نقل البيانات بين أجهزة Bluetooth, مما يسمح لهم بأداء أفضل في البيئات المعقدة.
خاتمة
تستمر تقنية البلوتوث في التطور, دمجها بشكل متزايد في حياتنا اليومية والتطبيقات الصناعية. يوفر صوت قناة البلوتوث وعيًا حقيقيًا بالمسافة للأجهزة, فتح إمكانيات لعدد لا يحصى من التطبيقات الجديدة. ستعمل تصفية الإعلانات المستندة إلى القرار على تحسين كفاءة معالجة البيانات وتقليل استهلاك الطاقة في أجهزة بليه. يمكن لمراقبة المعلنين أن تجعل تبديل الاتصالات بين الأجهزة أسرع وأكثر ملاءمة, تحسين تجربة المستخدم الشاملة. تستفيد الأجهزة الصوتية بشكل كبير من التطورات في ISOAL, بينما تعمل مجموعة الميزات الموسعة LL على تمكين أجهزة Bluetooth بمجموعة واسعة من الميزات والتحديثات. تعمل تحديثات مساحة الإطار على تحسين تجربة المستخدم لكل من الأجهزة الشخصية وأجهزة BLE. أصبح عالم البلوتوث اللاسلكي أكثر دقة, يؤمن, متنوع, وسهلة الاستخدام.
الدردشة الآن