วิชาคอมพิวเตอร์ในงานอุตสาหกรรม

กำเนิด Bluetooth 
ผู้ที่เริ่มต้นเทคโนโลยี Bluetooth คือ บริษัท อีริคสัน โมบาย คอมมูนิเคชั่น โดยเริ่มต้นที่จะค้นคว้าวิจัยใน ปี 1994 โดยที่วิจัยถึงความเป็นไปได้ที่จะนำคลื่นสัญญาณวิทยุ มาใช้ระหว่างโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์ต่างๆ และเป็นผู้นำชื่อ Bluetooth มาใช้ 

ส่วนที่มาของคำว่า Bluetooth นั้นความจริงแล้วเป็นการรำลึกถึงกษัตริย์ Harald Bluetooth ผู้ปกครองประเทศกลุ่มสแกนดิเนเวีย ซึ่งในปัจจุบันเป็นกลุ่มผู้นำในด้านการผลิตโทรศัพท์มือถือป้อนสู่ตลาดโลก และระบบ Bluetooth นี้ ก็ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้กับโทรศัพท์มือถือ และเริ่มต้นจากประเทศในแถบนี้ด้วยเช่นกัน 

การทำงานของ Bluetooth 
Bluetooth เป็นการส่งข้อมูลแบบ 2 ทางระหว่างอุปกรณ์ กับอุปกรณ์ ที่มีเทคโนโลยี bluetooth เหมือนกัน สื่อสารด้วยเทคโนโลยีความถึ่วิทยุคลื่นสั้นช่วงความถึ่ 2.400 และ 2.4835 GHz.และเพื่อป้องกันการชนกันของสัญญาณ ( มีช่วงความถี่ใกล้เคียงกับสัญญาณ Microwave ) วิธีการส่งจะอาศัยเทคโนโลยีที่ชื่อว่า frequency hopping ซึ่งมีหลักการทำงานคือ จะแบ่งช่องสัญญาณออกเป็น 79 ช่องความถี่(ช่องละ 1 MHz) และจะทำการเปลี่ยนแปลงระดับของความถี่ในกำลังส่งสัญญาณ 1,600 ครั้งต่อ 1 วินาที 

Bluetooth เชื่อมต่อในรูปแบบ oriented service ซึ่งจะมี 2 ช่องการสื่อสารในตัวเองที่เรียกว่า master และ Slave โดยอุปกรณ์ที่มีสถานะเป็น Master จะเป็นตัวส่งการเชื่อมต่อการสื่อสาร ส่วนตัวลูกข่ายหรือ Slave จะเป็นตัวที่ถูกค้นหาเข้ามาเชื่อมต่อ โดยในหนึ่งอุปกรณ์ Bluetooth สามารถสลับสถานะ ทำหน้าที่สลับกันได้  (เป็นได้ทั้ง master และ slave ในเวลาเดียวกัน เรียกว่า Scatternet)  สังเกตุได้จากภาพด้านบน notebook จะเป็น slave ของ เครื่อง PC แต่ในเวลาเดียวกัน ตัว notebook จะเป็น Master เชื่อมต่ออีก 2 อุปกรณ์(ในวงกรอบสีแดง)
โดยปกติแล้ว  Bluetooth นี้ สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้ 7 ตัว

ปัจจุบันข้อกำหนด Bluetooth ออกมาแล้วดังรายละเอียด ด้านล่าง 
Bluetooth 1.0
Bluetooth 1.1
Bluetooth 1.2 มีความเร็ว 721 Kbps (1Mbps)
Bluetooth 2.0 มีความเร็ว 2.1 Mbps
Bluetooth 2.0 EDR
Bluetooth 2.1 EDR มีความเร็ว 3.0 Mbps
Bluetooth 3.0 มีความเร็ว 24 Mbps
Bluetooth 4.0            

EDR : Enhanced Data Rate เพิ่มความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุดเป็น 3 Mbps.

ปัจจุบัน(2012) เรากำลังใช้มาตรฐาน Bluetooth 3.0 ซึ่งในมาตรฐานนี้ มีคุณลักษณะเฉพาะด้านการประหยัดพลังงาน และใช้มาตราฐานเดียวกับ Wifi คือ IEEE 802.11

อัตราสูงสุดในการส่งข้อมูลผ่าน Bluetooth คือ 1 MBit/s ใน version 1.2 ซึ่งใน version 2.0+EDR(enhanced data rate)ได้เพิ่มเป็น 3 MBit/s ซึ่งฝั่ง master ใช้การจองแบบ SCO (synchronous connection oriented) โดยในอุปกรณ์หลัก จะรองรับการเชื่อมต่อและควบคุมอุปกรณ์ที่เข้ามาเชื่อมต่อได้มากที่สุด 3 ชิ้น ในตัว piconet ซึ่งจะทำการจองเป็นระยะ ๆ การเชื่อมต่อนั้นยังสามารถส่งแบบ symmetric data rates ระหว่างผู้ทำการติดต่อสื่อสารโดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการส่งสัญญาณเสียง การเปลี่ยนจาก timeslot มาใช้ point-to-multipoint packets ระหว่างตัว master และ ตัว slave ทุกตัวภายใน piconet กับ ACL (asynchronous connection less) packet นั่นเป็นการเชื่อมต่อที่มีอัตราการส่งข้อมูลสูงขึ้นเฉพาะหนึ่งทิศทาง และถึงแม้ว่าจะมีความแตกต่างภายใน class ของอุปกรณ์ กับปริมาณการใช้พลังงานที่ใช้สูงขึ้นจาก class 1 ถึง class 3 พร้อมทั้งมีระยะในการทำงานที่ไกลขึ้น โดย Bluetooth ตัวหนึ่งนั้นสามารถใช้ประโยชน์ได้มากขึ้นจากการใช้พลังงานที่ต่ำกว่าปกติ โดยที่มีรายละเอียดดังนี้ 

• Class 1 : ใช้พลังงานในการส่ง 100 mW (ส่งได้ 100 เมตร)
• Class 2 : ใช้พลังงานในการส่ง 25 mW (ส่งได้ 20 เมตร)
• Class 3 : ใช้พลังงานในการส่ง 1 mW (ส่งได้ 10 เมตร)

ความปลอดภัยในการเชื่อมต่อ และ ส่งข้อมูลผ่านทาง Bluetooth 

ความปลอดภัยในการเชื่อมต่อ และ ส่งข้อมูลผ่านทาง Bluetooth มีเป้าหมายใน 4 ประการ 

1. Confidentiality (การรักษาความลับ)
2. (device) Authentication (การพิสูจน์ตัวตน)
3. (device) Authorization (การกำหนดสิทธิ์)
4. Integrity (ความถูกต้อง สมบูรณ์ของข้อมูล)

นอกเหนือจากนี้ Bluetooth ยังได้กำหนดระดับค่าความปลอดภัย ไว้ 3 ระดับ คือ

1. ระดับ Security Mode 1 : เป็นระดับที่ไม่มีระบบความปลอดภัย
2. ระดับ Security Mode 2 : Service level security (ความปลอดภัยในระดับการให้บริการ) เช่นพวก Application ต่าง ๆ ที่สามารถปรับปรุงให้มีการ Cryptographic (การเข้ารหัสรูปแบบต่าง ๆ)
3. ระดับ Security Mode 3 : Device level security(ความปลอดภัยในระดับอุปกรณ์) หมายถึง การเข้าใจการเข้ารหัสซึ่งเป็นการพัฒนาใน LMP รวมถึง Application ต่าง ๆ ที่นอกเหนือจากนี้

Bluetooth Packet 
ในการส่งข้อมูลของ Bluetooth จะมีการส่งเป็น Packet ซึ่งแต่ละ Packet จะประกอบด้วย 3 ส่วน ซึ่งก็คือ (1) Access Code ส่วน Code มีขนาด 72 Bit และ(2) Header จะมีขนาด 54 Bit (3) ส่วน Payload จะมีขนาด 0 – 2745 Bit โดยจะขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานเป็นหลัก

ลักษณะของ Packet มีอยู่ 2 ลักษณะ 

1. Packet ควบคุม มี 2 แบบ คือมีแต่ Access Code หรือ มีทั้ง Access Code + Header
   แต่ไม่มี Payload
2. Packet ข้อมูล จำเป็นต้องมีครบทั้ง 3 ส่วนคือ Access Code + Header + Payload

•Bluetooth Core Protocols 

• Base band และ Link Control ทั้งคู่เป็นส่วนที่ใช้เชื่อมต่อกันระหว่างอุปกรณ์ Bluetooth ในชั้นนี้มีหน้าที่สำคัญในการจับคู่สัญญาณความถี่คลื่นวิทยุ
• Audio เป็นส่วนที่เชื่อมต่อโดยตรงกันกับ Base band ใช้สำหรับการส่งและรับ ข้อมูลประเภทเสียง
• Link Manager Protocol (LMP) ทำหน้าที่เชื่อมต่อและควบคุมการทำงานต่างๆ เช่น เข้ารหัส และ การตรวจสอบแพ็คเกจที่มาจาก Base band
• Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) มีหน้าที่ในการรวม และตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลที่มาจากแต่ละแพ็คเกจ
• Service Discovery Protocol (SDP) มีหน้าที่ในการสำรวจตรวจสอบข้อมูลและ ลักษณะพิเศษของอุปกรณ์บลูทูธอื่นๆ

Cable Replacement Protocol RFCOMM

ทำหน้าที่จำลองข้อมูลที่ได้จาก L2CAP เป็นสัญญาณที่สามารถใช้ได้ใน แอพพลิเคชั่น

Telephony Protocol Telephony Control Protocol-Binary (TCS-BIN) 

ทำหน้าที่กำหนดสัญญาณการ ควบคุม สำหรับสร้างข้อมูลเสียง

Adopted Protocols

• OBEX (Object Exchange
  เป็นโปรโตคอลที่ใช้ในการส่งข้อมูลไฟล์
• TCP/UIP/IP
  เป็นตัวกำหนดวิธีการที่จะให้อุปกรณ์บลูทูธสามารถติดต่อสื่อสาร กับอุปกรณ์อื่นๆ ในกรณีที่เป็นการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต รายละเอียดการใช้จะเป็น TCP/IP/PPP ส่วนในกรณีที่เป็นสำหรับ WAP จะใช้ UDP/IP/PPP
  ***********************************************************************************
  ข้อดี (Strength)
  

  
  

  1. เพิ่มความสะดวกสบายในการใช้อุปกรณ์อิเล็คโทรนิคต่างๆ

  2. สามารถโอนถ่ายข้อมูลต่างๆได้ง่ายและรวดเร็วขึ้น

  3. ประหยัดค่าใช้จ่ายในการส่งข้อมูลหรือรูปภาพต่างๆ

  4. การใช้บูลทูธจะช่วยประหยัดเวลาในการตั้งอุปกรณ์ต่างๆ และสามารถเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ได้ง่าย

  5. ลดความกังวลในการใช้โทรศัพท์ เนื่องจากถ้าผู้ใช้เลือกใช้ Smalltalk แบบมีสายต่อก็ต้องคอยกังวลว่า

  สายจะไปเกี่ยวกับอะไรหรือไม่ แต่ถ้าเลือกใช้ชุด Booth Headset ผู้ใช้ก็หมดความกังวลได้เลยว่าสาย

  Smalltalk จะไปเกี่ยวถูกอะไรหรือไม่เวลาใช้โทรศัพท์
  6. เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้อินฟาเรดแล้ว การใช้ Bluetooth มีข้อดีกว่า เนื่องจากการรับส่งข้อมูลแบบอิน

  ฟาเรดต้องใช้แสงเป็นสื่อในการติดต่อและผู้ส่งกับผู้รับจะต้องอยู่ในตำแหน่งที่ตรงกันห้ามมีสิ่งกีดขวาง

  ระหว่างผู้ส่งกับผู้รับ Bluetooth ใช้สัญญาณวิทยุในการติดต่อสื่อสารผู้รับและผู้ส่งสามารถอยู่จุดไหนก็ได้

  ภายใต้รัศมีไม่เกิน 10 เมตร
  
  ข้อเสีย (weakness)
  1.ความง่ายดายในการโอนถ่ายข้อมูลอาจทำให้เกิดอาชญากรรมเพิ่มมากขึ้นได้ถ้าบุคคลเหล่านั้นนำ

  บูลทูธไปใช้งานในแบบที่ไม่เหมาะสม
  2. ถ้ามีการเปิดบูลทูธทิ้งไว้นานอาจมีกลุ่มบุคคลที่ไม่ประสงค์ดีปล่อยตัวไวรัสมาที่อุปกรณ์อิเล็คโทรนิคของ

  เราได้ ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายต่อทรัพย์สินและข้อมูลต่างๆได้
  3. การใช้ Booth Headset และโทรศัพท์มือถืออย่างเพลิดเพลินและความสะดวกสบาย อาจทำให้ผู้ใช้ขาด

  ความระมัดระวังได้
  4. การส่งข้อมูลทาง Bluetooth อาจทำให้เกิดการดักฟังหรือการลักลอบขโมยข้อมูลต่างๆได้ถึงแม้ว่าจะทำ

  ได้ยากก็ตาม
  ******************************************************************************************
  
  
  ผลกระทบ
  ในปัจจุบันและอนาคตที่มีการใช้ Bluetooth กันอย่างแพร่หลายก็อาจทำให้ให้เกิดมีการดักฟังหรือการลักลอบขโมยข้อมูลต่างๆได้ และที่ร้ายแรงไปกว่านั้นหากมีบุคคลซึ่งไม่ประสงค์ดีก็อาจใช้ Bluetooth เป็นตัวก่ออาชญากรรมต่างๆได้ ซึ่งปัญหาในส่วนนี้จะเป็นปัญหาที่สำคัญมาก