什麼是藍芽？
Category: 電腦相關
一、什麼是藍芽？
藍芽是一種無線傳輸的技術，可以讓桌上及膝型電腦、個人數位助理(PDA)、行動電話、印表機、掃瞄器、數位相機，甚至是家電用品之間進行短距離的無線連 結。藍芽(晶片組)的原理就是在 ISM 頻帶的頻率中傳輸資料及語音。每一種 具備藍芽技術的裝置皆擁有標準的位址，可以讓您使用低功率的無線電進行一對一或一對七(形成一個小型的網路)的連結，傳輸範圍最遠可達 10 公尺(接下來為 100 公尺)。藍芽不僅具有每秒 1MB 的高傳輸率，同時也可以使用 pin 碼進行加密編碼。由於具備每秒 1600 hop 的 hopping 率，因此很難被電磁波攔截及阻斷。
二、【藍芽】名稱源起
『藍芽』是由一位丹麥國王，名叫 Harald Blatand 的維京人所命名的。Blatand 可以被解釋為 “Bluetooth(藍芽)”。但是，為什麼一位古代國王的名字會和無線技術有所關聯呢？他們之間可能沒有什麼關係，但是有這麼一個有趣的來源說法： Harald Blatand 統一了丹麥及挪威， 就如同無線技術串聯了人們彼此。
三、藍芽應用
藍芽是一種可應用在電腦、行動電話、及其他家電用品上的無線傳輸技術。藍芽（一種晶片）的運作原理是在2‧45 GHz的頻帶上傳輸，除了數位資料外，也可以傳送聲音。每個藍芽技術連接裝置都具有根據IEEE 802標準所制定的48-bit地址；可以一對一或一對多來連接，傳輸範圍最遠在10公尺。藍芽技術不但傳輸量大，每秒鐘可達1MB，同時可以設定加密保 護，每分鐘變換頻率一千六百次，因而很難截收，也不受電磁波干擾。藍芽技術是一種小範圍的無線電頻率技術，裝置間透過晶片可互相溝通，不必再透過纜線傳 輸。目前，低功率的無線傳輸仍以紅外線為主，應用的層面仍侷限在行動電話、PDA、電腦及其相關產品上。紅外線的傳輸的距離短、且受方向限制，用過筆記型 電腦的紅外線埠和印表機連線的人可能有過這樣的經驗：努力地調整筆記型電腦和印表機的角度（幾乎是面對面）和位置（一公尺內）後，發現其慢無比，最後還是 乖乖的找條線接上電腦，是不是資料的傳遞一定得要經過銅線呢？
四、藍芽無線技術概觀
一、 緣起及目的
藍芽技術最早由Ericsson及Nokia為聯結其行動電話與其他可攜式裝置而發展的技術。 藍芽技術選擇在無需額外授權的2.4GHz ISM頻帶上作無線傳輸，除了要達到取代有線的目的外，尚可提供無線上網，不同裝置間的資料同步和資料交換，以及連結不同的電子設備等應用。
二、 射頻與基頻
藍芽的傳輸範圍在10公尺（0dBm）到100公尺（20dBm）左右，採用每秒1600次跳頻展頻技術。在資料傳輸上，藍芽以ACL (Asynchronous Connection-Less)的連線方式，提供最高下傳723.2kbps及上傳57.6kbps的非對稱性傳輸速率或433.9kbps的對稱性傳 輸速率。在語音部分，以SCO(Synchronous Connection-Oriented)的連線方式，提供64kbps的傳輸速率。
三、 網路架構及相關功能
藍芽規定主動要求連線的裝置為藍芽主裝置(Bluetooth Master)，而被要求連線者為藍芽從屬裝置(Bluetooth Slave)。一個藍芽主裝置可同時連結最多7個主動模式的藍芽從屬裝置來形成一個微微網(Piconet)，同時不同微微網的藍芽裝置可形成 Scatternet。以圖一而言，當藍芽裝置開機後便處在Standby模式，接著透過Inquiry程序來得知附近是否有可供連線的藍芽裝置，然後藉 由Page程序來連結特定的藍芽裝置以進入Connected模式。另一方面，藍芽裝置亦可依需求進入不同的省電模式。
四、 藍芽通訊協定
藍芽通訊協定主要分為Radio、Baseband，Link Manager、L2CAP、HCI及Application Framework等部分，其中Radio主要負責頻率的合成及雜訊過濾，Baseband主要處理訊息編碼，碼錯誤重送及跳頻機制等工作， Link Manager負責有關Link的建立、釋放，甚至於保密等工作，L2CAP主要負責不同通訊協定的多工處理、封包的切割及重組及服務品質等。HCI則提 供Bluetooth與Host間的介面控制，為一種與硬體無關的標準控制命令。至於Application Framework部分，則依據應用所需提供如TCP/IP、HID(Human Interface Device)及RFCOMM等應用程式介面，其中RFCOMM源自於GSM TS0710，為一種用來模擬序列埠的標準。此外，藍芽技術還規範了SDP通訊協定，以得到附近其他藍芽裝置的服務等資訊。另一方面，語音則直接架構在 Baseband上。
五、 國際相關組織及目標
目前藍芽技術已成為IEEE 802.15的國際標準。以現階段而言，IEEE 802.15.1主要將藍芽技術中有關實體層及媒體擷取層的規格標準化，IEEE 802.15.2則討論解決藍芽與其他使用同頻帶之無線通訊技術的共存性問題。此外，IEEE 802.15.3訂定高速的藍芽規格，而IEEE 802.15.4則負責訂定低速藍芽規格。
另外還有Bluetooth 2.0工作小組專注在下一代藍芽技術的開發上，如提昇藍芽傳輸速率並強化Baseband功能的Radio 2.0以及開發藍芽在個人區域網路上之應用的PAN Profile等。Bluetooth 3.0工作小組則規劃將射頻頻率提高到5GHz，並將傳輸位元率提升至20Mbps左右。
一、 藍芽無線網路進接裝置 藍芽無線網路進接裝置具備以下幾項功能：
1.多種網路介面如NE2000相容的網路介面、PPP 撥接介面以及藍芽無線網路介面等，使得藍芽裝置可透過藍芽無線介面撥接上Internet或連上LAN。
2.可當作PPP用戶端或PPP伺服端，並提供自動撥接上網的功能。
3.提供一種可轉換內部私有IP位址成為外部公眾IP位址的網路連線共享機制。
4.提供簡易的網路管理通訊協定及系統軟體更新的功能，並可由遠端來設定裝置參數。
5.藍芽專屬Profiles：GAP、SDP、SPP、Dial-up Networking以及LAN Access Profile等。
二、 藍芽無線電話
藍芽無線電話具有透過公眾交換電話網路來完成發話及受話的功能。
1.Bluetooth Software Module：透過HCI介面來初始化藍芽硬體模組。
2.PSTN Interfacing Module：初始化PSTN介面電路並偵測來電以通知手機端等功能。
3.LCM/Keypad Control Module：顯示訊息於液晶螢幕上並讀取鍵盤上的按鍵。
4.DTMF Generating Module：產生DTMF Tone，以便發話到PSTN上。
5.Call Control Module：提供一個建立及釋放Call的機制。
五、總論
籃芽為一總新的無線傳輸技術、並具有控制、調整的功能。可應用在PDA，與手機之上，日後目標為一台手機就可以遙控所有家中電器與室內照明。
藍芽是一種無線傳輸的技術，可以讓桌上及膝型電腦、個人數位助理(PDA)、行動電話、印表機、掃瞄器、數位相機，甚至是家電用品之間進行短距離的無線連 結。藍芽(晶片組)的原理就是在 ISM 頻帶的頻率中傳輸資料及語音。每一種 具備藍芽技術的裝置皆擁有標準的位址，可以讓您使用低功率的無線電進行一對一或一對七(形成一個小型的網路)的連結，傳輸範圍最遠可達 10 公尺(接下來為 100 公尺)。藍芽不僅具有每秒 1MB 的高傳輸率，同時也可以使用 pin 碼進行加密編碼。由於具備每秒 1600 hop 的 hopping 率，因此很難被電磁波攔截及阻斷。
二、【藍芽】名稱源起
『藍芽』是由一位丹麥國王，名叫 Harald Blatand 的維京人所命名的。Blatand 可以被解釋為 “Bluetooth(藍芽)”。但是，為什麼一位古代國王的名字會和無線技術有所關聯呢？他們之間可能沒有什麼關係，但是有這麼一個有趣的來源說法： Harald Blatand 統一了丹麥及挪威， 就如同無線技術串聯了人們彼此。
三、藍芽應用
藍芽是一種可應用在電腦、行動電話、及其他家電用品上的無線傳輸技術。藍芽（一種晶片）的運作原理是在2‧45 GHz的頻帶上傳輸，除了數位資料外，也可以傳送聲音。每個藍芽技術連接裝置都具有根據IEEE 802標準所制定的48-bit地址；可以一對一或一對多來連接，傳輸範圍最遠在10公尺。藍芽技術不但傳輸量大，每秒鐘可達1MB，同時可以設定加密保 護，每分鐘變換頻率一千六百次，因而很難截收，也不受電磁波干擾。藍芽技術是一種小範圍的無線電頻率技術，裝置間透過晶片可互相溝通，不必再透過纜線傳 輸。目前，低功率的無線傳輸仍以紅外線為主，應用的層面仍侷限在行動電話、PDA、電腦及其相關產品上。紅外線的傳輸的距離短、且受方向限制，用過筆記型 電腦的紅外線埠和印表機連線的人可能有過這樣的經驗：努力地調整筆記型電腦和印表機的角度（幾乎是面對面）和位置（一公尺內）後，發現其慢無比，最後還是 乖乖的找條線接上電腦，是不是資料的傳遞一定得要經過銅線呢？
四、藍芽無線技術概觀
一、 緣起及目的
藍芽技術最早由Ericsson及Nokia為聯結其行動電話與其他可攜式裝置而發展的技術。 藍芽技術選擇在無需額外授權的2.4GHz ISM頻帶上作無線傳輸，除了要達到取代有線的目的外，尚可提供無線上網，不同裝置間的資料同步和資料交換，以及連結不同的電子設備等應用。
二、 射頻與基頻
藍芽的傳輸範圍在10公尺（0dBm）到100公尺（20dBm）左右，採用每秒1600次跳頻展頻技術。在資料傳輸上，藍芽以ACL (Asynchronous Connection-Less)的連線方式，提供最高下傳723.2kbps及上傳57.6kbps的非對稱性傳輸速率或433.9kbps的對稱性傳 輸速率。在語音部分，以SCO(Synchronous Connection-Oriented)的連線方式，提供64kbps的傳輸速率。
三、 網路架構及相關功能
藍芽規定主動要求連線的裝置為藍芽主裝置(Bluetooth Master)，而被要求連線者為藍芽從屬裝置(Bluetooth Slave)。一個藍芽主裝置可同時連結最多7個主動模式的藍芽從屬裝置來形成一個微微網(Piconet)，同時不同微微網的藍芽裝置可形成 Scatternet。以圖一而言，當藍芽裝置開機後便處在Standby模式，接著透過Inquiry程序來得知附近是否有可供連線的藍芽裝置，然後藉 由Page程序來連結特定的藍芽裝置以進入Connected模式。另一方面，藍芽裝置亦可依需求進入不同的省電模式。
四、 藍芽通訊協定
藍芽通訊協定主要分為Radio、Baseband，Link Manager、L2CAP、HCI及Application Framework等部分，其中Radio主要負責頻率的合成及雜訊過濾，Baseband主要處理訊息編碼，碼錯誤重送及跳頻機制等工作， Link Manager負責有關Link的建立、釋放，甚至於保密等工作，L2CAP主要負責不同通訊協定的多工處理、封包的切割及重組及服務品質等。HCI則提 供Bluetooth與Host間的介面控制，為一種與硬體無關的標準控制命令。至於Application Framework部分，則依據應用所需提供如TCP/IP、HID(Human Interface Device)及RFCOMM等應用程式介面，其中RFCOMM源自於GSM TS0710，為一種用來模擬序列埠的標準。此外，藍芽技術還規範了SDP通訊協定，以得到附近其他藍芽裝置的服務等資訊。另一方面，語音則直接架構在 Baseband上。
五、 國際相關組織及目標
目前藍芽技術已成為IEEE 802.15的國際標準。以現階段而言，IEEE 802.15.1主要將藍芽技術中有關實體層及媒體擷取層的規格標準化，IEEE 802.15.2則討論解決藍芽與其他使用同頻帶之無線通訊技術的共存性問題。此外，IEEE 802.15.3訂定高速的藍芽規格，而IEEE 802.15.4則負責訂定低速藍芽規格。
另外還有Bluetooth 2.0工作小組專注在下一代藍芽技術的開發上，如提昇藍芽傳輸速率並強化Baseband功能的Radio 2.0以及開發藍芽在個人區域網路上之應用的PAN Profile等。Bluetooth 3.0工作小組則規劃將射頻頻率提高到5GHz，並將傳輸位元率提升至20Mbps左右。
一、 藍芽無線網路進接裝置 藍芽無線網路進接裝置具備以下幾項功能：
1.多種網路介面如NE2000相容的網路介面、PPP 撥接介面以及藍芽無線網路介面等，使得藍芽裝置可透過藍芽無線介面撥接上Internet或連上LAN。
2.可當作PPP用戶端或PPP伺服端，並提供自動撥接上網的功能。
3.提供一種可轉換內部私有IP位址成為外部公眾IP位址的網路連線共享機制。
4.提供簡易的網路管理通訊協定及系統軟體更新的功能，並可由遠端來設定裝置參數。
5.藍芽專屬Profiles：GAP、SDP、SPP、Dial-up Networking以及LAN Access Profile等。
二、 藍芽無線電話
藍芽無線電話具有透過公眾交換電話網路來完成發話及受話的功能。
1.Bluetooth Software Module：透過HCI介面來初始化藍芽硬體模組。
2.PSTN Interfacing Module：初始化PSTN介面電路並偵測來電以通知手機端等功能。
3.LCM/Keypad Control Module：顯示訊息於液晶螢幕上並讀取鍵盤上的按鍵。
4.DTMF Generating Module：產生DTMF Tone，以便發話到PSTN上。
5.Call Control Module：提供一個建立及釋放Call的機制。
五、總論
籃芽為一總新的無線傳輸技術、並具有控制、調整的功能。可應用在PDA，與手機之上，日後目標為一台手機就可以遙控所有家中電器與室內照明。
