جمعه 11 فروردين 1396
Friday, 31 March, 2017
در مورد Bluetooth

با ایجاد هر تکنولوژی جدید ، مردم مشتاق میشوند تا با آن آشنا شوند،ولی بلافاصله تکنولوژی پیشرفته دیگری متولد میشود. یکی از این تکنولوژی ها است که به مقوله ((ارتباط بی سیم با برد کوتاه )) مربوط میشود. این تکنولوژی در تمام قطعات ، وسایل الکترونیکی و ارتباطی کاربرد دارد و استفاده از آن تنها به شبکه ها و اینترنت مربوط نمیشود، به طوری که حتی در ماوس و کیبورد هم bluetoothاستفاده می شود. فرض کنید در منزلتان از تکنولوژی Bluetooth استفاده میکنید و در حال چک کردن e-mail های خود از طریق تلفن همراه هستید، و در همان حال نامه ای از دوست خود دریافت می کنید . شما هم نامه او را از طریق Bluetooth  به پرینتر که به این تکنولوژی مجهز است ارسال کرده و یک پرینت از آن تهیه می کنید. در همین زمان تلویزیون هم مشغول پخش برنامه ای است که بلافاصله تصویر را به مانیتور انتقال داده و توسط CD-writer که به تکنولوژی Bluetooth مجهز است،تصاویر مورد نظر را در یک چشم به هم زدن ، روی CD ذخیره میکنید. بله اینها تنها برخی از موارد استفاده از تکنولوژی Bluetooth در زندگی امروز است. به عبارت دیگر، تجهیزات مجهز به این تکنولوژی ،در کنار هم شبکه ای خانگی به نام
 personal area network ) pan ) را ایجاد میکند.

Bluetooth از کجا آغاز شد؟
 در واقع  تکنولوژی Bluetooth   هم بر پایه اتحاد یکپارچه سیستم های کامپیوتر ی  ، اما در قالب بی سیم (wireless) تاکید دارد. در حال حاضر شرکتهای زیادی از پدیدآورنده هاو توسعه دهنده های این تکنولوژی هستند. این شرکت ها موفق شدند استاندارد مورد نظر را ایجاد کنند. در این زمینه هر وسیله ای که از سیم برای انتقال اطلاعات خود استفاده نمیکند،از امواج رادیوئی بهره می گیرد. در واقع امواج رادیوئی سیگنالهایی هستند که توسط فرستنده در هوا پخش می شود. امواج رادیویی قادر به انتقال صدا، تصویر و هر نوع Data هستند. تلفن های بی سیم،موبایل،ماهواره ها ،امواج تلویزیونی...و غیره،جزء وسایلی هستند که ارتباط خود رااز طریق این امواج فراهم می کنند . حتی دزدگیر اتومبیل شما هم از طریق امواج رادیویی کنترل می شود.
بنابراین Bluetooth نوعی از ارتباطات امواج رادیویی اما با برد کوتاه است،و از پروتکل خاصی برای ارسال اطلاعات خود استفاده می کند و به همین دلیل است که  شرکت های معتبر سازنده دستگاه های ارتباطی و کامپیوتری ،علاقه زیادی دارند تا در این پروژه شرکت کنند. در واقع تمام دستگاههایی که بر پایه Bluetooth ایجاد می شود،باید با استاندارد مشخصی سازگاری داشته باشند.
همانطور که می دانید،فرکانس های امواج رادیویی با استفاده از واحد هرتز محاسبه می شوند. فرستنده این امواج که نام دارد،امواج مورد نظر را در یک فرکانس خاص ارسال می کند و دستگاه گیرنده در همان طول موج ، اقدام به دریافت اطلاعات می کند و دامنه آن GHZ 2/04 تا GHZ 2/48 است.

مزایای Bluetooth
عوامل بسیاری موجب شده تا شرکت های سازنده تجهیزات کامپیوتری و ارتباطی و موسسات ارتباطی، به دنبال استفاده از Bluetooth باشند. یکی از این عوامل ، محدودیت در انتقال DATA   از طریق سیم است. دستگاههایی که با سیم کار میکنند، از طریق رابطه های سریال یا پارالل و یا USB به کامپیوتر متصل می شوند. در همین رابطه اگر از ارتباط سریال استفاده شود، در هر سیکل زمانی ، یک بیت ارسال می شود و در ارتباط پارالل در هر سیکل 8 تا 16 بیت را ارسال می نماید. این مقادیر در دنیای ارتباطات پر سرعت امروزی بسیار کم است. در واقع تا چندی پیش ، اکثر کشورهای پیشرفته در زمینه ارتباطات اینترنتی، به طور کامل از ارتباطات سیمی و تکنولوژی چون ISDN و DSL استفاده می نمودند. البته این سیستم ها هنوز هم جزو پر طرفدار ترین و کاربردی ترین وسایل ارتباطی در جهان هستند. به لطف تکنولوژی های جدیدی مثل Bluetooth، و با گسترش حوزه آن، به سمت  استفاده از  ارتباطات  بی سیم بین شبکه ها و اینترنت حرکت میکنند که علاوه بر سرعت زیاد ، کیفیت بسیار خوبی در اختیار کاربرانش قرار می دهد.

همچنین از دیگر مشکلاتی که متخصصین بخش ارتباط با آن سر و کار داشته اند ،عدم وجود یک استاندارد مشخص و ثابت برای ارتباط دستگاههای مختلف با یکدیگر بود. تا پیش از این ، هر شرکت دستگاههای خود را بر اساس استاندارد های خود تولید می کرد و به همین خاطر اغلب آنها برای ارتباط با دستگاههایی از همان نوع ، ولی متعلق به یک کمپانی دیگر،دچار مشکل می شدند ،زیرا پروتکل ثابتی وجود نداشت . حال این مشکل توسط استاندارد قابل حل است. در حقیقت قبل از مطرح شدن مسئله استفاده از Bluetooth ، متخصصان اعتقاد داشتند که در ارتباطات نزدیک ، از اشعه مادون قرمز استفاده شود . مثلا در کنترل از راه دور تلویزیون ،از همین سیستم استفاده میشود. . در عمل ثابت شده است که استفاده از این استاندارد قابل اطمینان است و هزینه بسیار کمی  به خود اختصاص می دهد ، ولی با این وجود معایبی نیز دارد. اولین مشکل حرکت نور در خط راست است . فرستنده مادون قرمز و گیرنده آن ، می بایست در مقابل یکدیگر قرار گیرند تا ارسال اطلاعات صورت گیرد، در غیر این صورت و وجود داشتن هر گونه مانعی در بین راه ، انتقال اطلاعات به درستی صورت نمیگیرد. یکی دیگر از مشکلات مادون قرمز ، اصطلاح  ((یک به یک)) است. به این معنی که شما فقط می توانید اطلاعات را از یک دستگاه ، به یک دستگاه دیگر ارسال کنید و در یک لحظه  قادر به ارسال اطلاعات از یک دستگاه به چند دستگاه نخواهید بود، اما در هر دو مشکل از طریق Bluetooth  قابل حل است.

یکی دیگر از دلایل استفاده از تراشه های Bluetooth قیمت بسیار مناسب ان است . قیمت این تراشه ها عملا 15 تا 30 دلار است که با توجه به کارآیی بسیار خوب ، این قیمت بسیار مناسب به نظر می رسد . همان طور که اشاره شد، این تکنولوژی از محدوده فرکانس 04/2 تا 48/2 گیگا هرتز که محدوده ای رایگان است استفاده می کند که 79 کانال ارتباطی را شامل می شود. البته این محدوده در اروپا و آمریکا مورد استفاده قرار می گیرد ، ولی در ژاپن این محدوده بین 47/2 تا 49/2 گیگا هرتز است و 23 کانال ارتباطی را شامل میشود . هر کدام  از این کانالهای ارتباطی ، قابلیت ارسال یک مگابایت اطلاعات را دارد و برد موثر ان ، 10 متر ذکر شده که شرکت های ارائه دهنده این سیستم ها، تا برد 7 متر را ضمانت می کنند و بیشتر از ان به فضای اتاق بستگی دارد که دستگاهها در آن قرار دارند و همچنین به میزان وجود و تداخل دیگر امواج رادیویی هم  بستگی  دارد. ضمنا سرعت انتقال اطلاعات در استاندارد Bluetoothبستگی به نوع سیستم ارتباطی دارد. مثلا اگر از ارتباط همزمان یا Synchronous استفاده شود ، نرخ انتقال اطلاعات 423 کیلو بایت در ثانیه خواهد بود. در این نوع ارتباط ، دستگاه فرستنده  و گیرنده ، به طور همزمان قادر به دریافت و ارسال اطلاعات هستند.   در نوع دیگر ارتباط که ارتباط غیر همزمان یا Asynchronous نام دارد، نرخ انتقال اطلاعات 721 کیلو بایت در ثانیه خواهد بود . البته با وجود سرعت بیشتر ، این ارتباط نسبت به ارتباط همزمان ، قابلیت دریافت و ارسال در یک زمان را ندارد.

البته در تکنولوژیهایی مانند Wi-Fi که بر  پایه   است ، برد موثر و نرخ انتقال اطلاعات بیشتر است. Bluetooth از سیستم بسیار حساسی نیز برخوردار است و از این لحاظ با استفاده از آن ، احتمال تداخل بین دستگاههای مجهز به امواج رادیویی ، به حداقل خود می رسد و حتی در صورت بروز تداخل در ارتباط، بلافاصله اطلاعات از بین رفته مجددا به طور خودکار برای دستگاه گیرنده  ارسال خواهد  شد. حال این سوال به وجود می آید که با وجود چندین دستگاه مجهز به این تکنولوژی در یک محل (فرضاً یک اتاق) ، چگونه آنها را روی یک فرکانس مشخص و بدون تداخل با یکدیگر به تبادل اطلاعات می پردازند؟ برای جلوگیری از تداخل اطلاعات ، Bluetooth  از تکنیکی به نام Spread Spectrum Frequency   استفاده می کند و این تکنیک به دستگاهها اجازه می دهد که در یک  محدوده  فرکانسی مشخص شده، به صورت خودکار تغییر فرکانس داشته باشند. در واقع در این تکنولوژی یابنده کانال آزاد، بیش از 1500 بار در ثانیه ، کانالهای ارتباطی را چک می کنند  تا از کانالهای اشغال شده با خبر  باشد و در صورت ایجاد یک ارتباط جدید ، یک کانال آزاد را به آن ارتباط اختصاص دهد. مثلا اگر یک دستگاه کامپیوتر در حال ارتباط با پرینتر ، از طریق فرکانس 47/2 گیگا هرتز باشد، و در همین زمان موبایل قصد ارتباط با اسکنر را داشته باشد، با استفاده از تکنیکی که ذکر شد، به طور خودکار فرکانس اشغال شده توسط کامپیوتر و پرینتر شناسایی شده و  ارتباط موبایل و اسکنر به روی یک فرکانس جدید برقرار می شود.