فكرة عمل البلوتوث

e48e7cc2b2.gif


لماذا سميت هذه التكنولوجيا باسم بلوتوث؟ أعتقد ان معناها الناب الأزرق والله أعلم

تعود التسمية إلى ملك الدنمارك هار الد بلوتوث Harald Bluetooth الذي
وحد الدنمارك وقتل في عام 986م. واختير هذا الاسم لهذه التكنولوجيا للدلالة على مدى
أهمية شركات المنطقة البلطيقية التي تضم الدنمارك والنرويج والسويد وفنلندا في صناعة الإتصالات،
بالرغم من ان التسمية لا علاقة لها بمضمون التكنولوجيا.


فكرة عمل البلوتوث



الاتصال بين الاجهزة المختلفة بدون اسلاك





كنولوجيا الاتصال (بلوتوث) اللاسلكية هي مواصفات عالمية لربط كافة الاجهزة المحمولة مع بعضها البعض مثل الكمبيوتر والهاتف النقال والكمبيوتر الجيبي والاجهزة السمعية والكاميرات الرقمية. بحيث تتمكن هذه الاجهزة من تبادل البيانات ونقل الملفات بينها وبنها وبين شبكة الانترنت لاسلكياً. تم تطوير تكنولوجيا الاتصال اللاسلكي البلوتوث بواسطة مجموعة من المهتمين يطلق عليهم اسم Blutooth Special Interest Group GIS




هناك الكثير من الطرق التي من خلالها يمكن ربط الاجهزة الالكترونية مع بعضها البعض مثل توصيل الكمبيوتر بلوحة المفاتيح او بالماوس أو بالطابعة أو ب*****حة الضوئية وذلك من خلال اسلاك التوصيل المؤلوفة. كما يمكن توصيل المفكرة الشخصية الالكترونية بجهاز الحاسوب لتبادل المعلومات من خلال اسلاك خاصة. كما ان جهاز التلفزيون وجهاز الفيديو وجهاز استقبال المحطات الفضائية كلها تتصل مع بعضها من خلال كوابل خاصة ويتم التحكم بها من خلال اجهزة الرموت كنترول التي تعمل في مدى الاشعة تحت الحمراء. اما جهاز التلفون المتنقل يتصل بالقاعدته من خلال امواج الراديو تعمل على مسافة محدودة (50 متر). وجهاز الستيريو يتص بالسماعات من خلال اسلاك توصيل.



الاجهزة السابقة الذكر وغيرها الكثير تتواجد في كل بيت ويطلق عليها اجهزة الكترونية. وحتى هذا اليوم تترابط هذه الاجهزة من خلال اسلاك توصيل. إن توصيل هذه الاجهزة في اغلب الاحيان مزعج من الناحية الجمالية ومربك من الناحية العملية. وقد يشعر المرء أنه عليه دراسة تخصص الهندسة الالكترونية ليتمكن بنسه من ضبط هذه الاجهزة والاستفادة القصوى منها.


في هذا الموضوع من تفسيرات فيزيائية سوف نقدم شرح مبسط لتكنولوجيا جديدة تعرف باسم البلوتوث التي ستخلصنا من كل هذه المتاعب بالاضافة إلى توصيل اجهزة عديدة مع بعضها البعض لم تكن تخطر على بالنا ان ذلك سيصبح ممكنا في يوم من الايام.



توضيح مشكلة التوصيل بين الاجهزة

ان توصيل جهازين الكترونين مع بعضهما البعض يحتاج إلى توافق في العديد من النقاط، من هذه النقاط نذكر
(1) كم عدد الاسلاك اللازمة لتوصيل جهازين؟ ففي بعض الاحيان يكون سلكين فقط مثل توصيل الستيريو بالسماعات وفي احيان اخرى يتطلب الامر 8 اسلاك أو 25 سلك كالوصلات المستخدمة في الكمبيوتر واجهزته الطرفية.
(2) ما نوع التوصيل المستخدم بين الأجهزة لتبادل المعلومات؟ هل هو على التوالي أم على التوازي؟ فمثلا الكمبيوتر يستخدم الطريقتين للتوصيل من خلال المخارج المثبتة في لوحة الأم فتصل الطابعة مع الكمبيوتر على التوازي أما لوحة المفاتيح والمودم فيتصلا مع الكمبيوتر على التوالي.
(3) ما نوع البيانات المتبادلة بين الأجهزة؟ وكيف تترجم إلى اشارات خاصة تستجيب لها الاجهزة؟ هذا ما يعرف باسم البروتوكول Protocol. وهذا البروتوكولات يتم استخدامها من قبل جميع الشركات المصنعة فمثلاً يمكن توصيل جهاز فيديو من نوع Sony مع جهاز تلفزيون من نوع JVC. وذلك لان البروتوكولات المستخدمة لتبادل المعلومات موحدة مسبقاً.


هذه النقاط التي استخدمها المنتجون (الشركات المصنعة للاجهزة الالكترونية) جعلت من الصعب التحكم في كمية الوصلات المستخدمة حتى ولو تم استخدام اسلاك ملونة للتميز بينها كما أنه لا يمكن ربط كافة الاجهزة الالكترونية مع بعضها البعض مثل الكمبيوتر وملحقاته واجهزة الاتصالات واجهزة الترفيه المنزلية بعضها البعض لان ذلك يتطلب اعداد بروتوكولات جديدة واضافة المزيد من الاسلاك[/all1]




فكرة التوصيل اللاسلكي (البلوتوث Bluetooth)
البلوتوث هي تكنولوجيا جديدة متطورة تمكن من توصيل الاجهزة الالكترونية مثل الكمبيوتر والتلفون المحمول ولوحة المفاتيح وسماعات الرأس من تبادل البيانات والمعلومات من غير اسلاك أو كوابل أو تدخل من المستخدم.


وقد انضمت أكثر من 1000 شركة عالمية لمجموعة الاهتمام الخاص بالبلوتوث Bluetooth Special Interest Group وهي ما تعرف اختصارا بـ SIG وذلك لتحل هذه التكنولوجيا محل التوصيل بالاسلاك



4f1e35611f.jpg






ما الفرق بين البلوتوث والاتصال اللاسلكي
لاشك أن الاتصال اللاسلكي مستخدم في العديد من التطبيقات مثل التوصيل من خلال استخدام اشعة الضوء في المدى الاشعة تحت الحمراء وهي اشعة ضوئية لا ترى بالعين وتعرف باسم تحت الحمراء لان لها تردد اصغر من تردد الضوء الأحمر (ارجع إلى الاشعة الكهرومغناطيسة للمزيد من المعلومات).
تستخدم الاشعة تحت الحمراء في اجهزة التحكم في التلفزيون (الرموت كنترول) وتعرف باسم Infrared Data Association وتختصر بـ IrDA كما انها تستخدم في العديد من الاجهزة الطرفية للكمبيوتر.
بالرغم من ان الاجهزة المعتمدة على الاشعة تحت الحمراء إلا أن لها مشكلتين هما:
المشكلة الأولى: أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الاشعة تحت الحمراء تعمل في مدى الرؤية فقط line of sight أي يجب توجيه الرموت كنترول إلى التلفزيون مباشرة للتحكم به.
المشكلة الثانية: أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الاشعة تحت الحمراء هي تكنولوجيا واحد إلى واحد one to one أي يمكن تبادل المعلومات بين جهازين فقط فمثلا يمكن تبادل المعلومات بين الكمبيوتر وجهاز الكمبيوتر المحمول بواسطة الاشعة تحت الحمراء أما تبادل المعلومات بين الكمبيوتر وجهاز الهاتف المحمول فلا يمكن.


تكنولوجيا البلوتوث جاءت للتغلب على المشكلتين سابقتي الذكر حيث قامت شركات عديدة مثل Siemens و Intel و Toshiba, Motorola و Ericsson بتطوير مواصفات خاصة مثبته في لوحة صغيرة radio module تثبت في اجهزة الكمبيوتر والتلفونات واجهزة التسلية الالكترونية لتصبح هذه الاجهزة تدعم تكنولوجيا البلوتوث والتي سيصبح الاستفادة من ميزاتها على النحو التالي:


اجهزة بدون اسلاك: وهذا يجعل نقل الاجهزة وترتيبها في السفر او في البيت سهلا وبدون متاعب.
غير مكلفة بالمقارنة بالاجهزة الحالية.
سهلة التشغيل: تستطيع الاجهزة من التواصل ببعضها البعض بدون تدخل المستخدم وكل ما عليك هو الضغط على زر التشغيل واترك الباقي للبلوتوث ليتحوار مع الجهاز المعني بالامر من خلال الموديول مثل تبادل الملفات بكافة انواعها بين الاجهزة الالكترونية.

تعمل وسيلة اتصال البلوتوث عند تردد 2.45 جيجاهيرتز وهذا التردد يتفق مع الاجهزة الطبية والاجهزة العلمية والصناعية مما يجعل انتشار استخدامه سهل. فمثلا يمكن فتح باب الكارج من خلال اشعة تحت الحمراء يصدرها جهاز خاص لذلك ولكن باستخدام البلوتوث يمكن فتح الكراج باستخدام جهاز الهاتف النقال.



ماذا عن التشويش الذي قد يحدث نتيجة للتداخلات بين الاشارات المتبادلة
من المحتمل أن يتسائل القارئ إذا كانت الاجهزة سوف تبادل المعلومات والبيانات باشارات راديو تعمل عند تردد 2.45 جيجاهيرتز. فماذا عن التداخلات التي قد تسبب في التشويش الذي قد نلاحظه على شاشة التلفزيون عندما تتداخل مع اشارات لاسلكية!!
مشكلة التداخل تم حلها بطريقة ذكية حيث أن اشارة البلوتوث ضعيفة وتبلغ 1 ميليوات إذا ما قورنت باشارات اجهاز الهاتف النقال التي تصل إلى 3 وات. هذا الضعف في الإشارة يجعل مدى تأثير اشارات البلوتوث في حدود دائرة قطرها 10 متر ويمكن لهذه الاشارات من اختراق جدراان الغرف مما يجعل التحكم في الأجهزة يتم من غرفة لاخرى دون الحاجة للانتقال مباشرة للأجهزة المراد تشغيلها.



عند تواجد العديد من الاجهزة الالكترونية في الغرفة يمكن أن يحدث تداخل لاننا ذكرنا أن مدى تأثير البلوتوث في حدود 10 متر وهو اكبر من مساحة الغرفة ولكن هذا الاحتمال غير وارد لان هناك مسح متواصل لمدى ترددات اشارة البلوتوث، وهذا مايعرف باسم spread-spectrum frequency hopping حيث أن المدى المخصص لترددات البلوتوث هي بين 2.40 إلى 2.48 جيجاهيرتز ويتم هذا المسح بمعدل 1600 مرة في الثانية الواحدة. وهذا ما يجعل الجهاز المرسل يستخدم تردد معين مثل 2.41 جيجاهيرتز لتبادل المعلومات مع جهاز أخر في حين أن جهازين في نفس الغرفة يستخدموا تردد آخر مثل 2.44 جيجاهيرتز ويتم اختيار هذه الترددات تلقائيا وبطريقة عشوائية مما يمنع حدوث تداخلات بين الاجهزة، لانه لا يوجد اكثر من جهازين يستخدما نفس التردد في نفس الوقت. وان حدث ذلك فإنه يكون لجزء من الثانية.




بيتك يدعم (البلوتوث Bluetooth)
لنفترض انك حصلت على بيت عصري اجهزته تعمل بتكنولوجيا البلوتوث مثل جهاز تلفزيون ورسيفر وجهاز DVD واجهزة ستيريو سمعية وكمبيوتر وهاتف نقال. كل جهاز مما سبق يستخدم البلوتوث. كيف ستعمل هذه الاجهزة؟


عندما تكون الاجهزة مزودة بتكنولوجيا البلوتوث فإن هذه الاجهزة تتمكن من معرفة المطلوب منها دون تدخل من المستخدم حيث يمكنها الاتصال فيما بينها فتعرف فيما اذا كان مطلوب منها نقل بيانات مثل بيانات البريد الالكتروني من جهاز الهاتف المحمول إلى الكمبيوتر أو التحكم بأجهزة أخرى مثل تحكم جهاز الستيريو بالسماعات. حيث تنشئ شبكة تواصل صغيرة بين الأجهزة وتوابعها تعرف باسم الشبكة الشخصية personal-area network وتختصر PAN أو باسم البيكونت piconet تستخدم كل شبكة احد الترددات المتوفرة في المدى من إلى 2.48 جيجاهيرتز.



لنأخذ على سبيل المثال جهاز الهاتف النقال وقاعدته فالشركة المصنعة قد وضعت شريحتي بلوتوث في كل منهما، وتم برمجة كل وحدة بعنوان address محدد يقع في المدى المخصص لهذا النوع من الاجهزة. فعند تشغيل القاعدة فإنها ترسل اشارة راديو لاجهزة الاستقبال التي تحمل نفس العنوان وحيث أن الهاتف النقال يحمل نفس العنوان المطلوب فإنه يستجيب للاشارة المرسلة ويتم انشاء شبكة (بيكونت) بينهما. وعندها لا يستجيب هذين الجهازين لأية اشارات من أجهزة مجاورة لانها تعتبر من خارج تلك الشبكة.


كذلك الحال مع الكمبيوتر واجهزة الترفيه الالكترونية تعمل بنفس الالية حيث تنشئ شبكات تربط الاجهزة بعضها ببعض طبقا للعناوين التي صممت من قبل الشركات المصنعة. وعندها تتواصل هذه الاجهزة التي تصبح ضمن الشبكة الخاصة وتتبادل المعلومات بينها باستخدام الترددات المتاحة. ولا تتدخل اجهزة شبكة بأجهزة شبكة مجاورة لان كل منها يعمل بتردد مختلف.


وقد تمت برمجة هذه شرائح البلوتوث بكل المعلومات اللازمة لتشغيلها وعمل المطلوب منها دون تدخل من المستخدم



من هي أول الشركات التجارية التي ظهرت فيها تقنية الــ Bluetooth


تقنية «بلوتووث» Bluetooth هي نتيجة تعاون بين الشركات الرائدة المعنية بالاتصالات وأتمتة المعلومات. إذ اشتركت خمس من كبرى هذه الشركات العالمية، وهي «آي بي أم» وإنتل وإريكسون ونوكيا وتوشيبا، بالتفكير بتطوير وسيلة تتيح للناس ربط أجهزتهم الرقمية النقالة، كالهواتف الجوالة والكومبيوترات الجوالة والمساعدات الرقمية الشخصية PDA، بدون استخدام أي نوع من الأسلاك أو الكوابل. ولتحقيق ذلك قرروا في شهر مايو (أيار) من عام 1998 تأسيس مجموعة الاهتمام الخاصة بلوتووث Bluetooth Special Interest Group (SIG) لكي تعمل على تصميم تقنية مفتوحة لا يمتلكها أحد تتيح تحقيق ذلك، وخلال فترة قصيرة من تأسيس هذه المجموعة بدأت باقي الشركات بالانضمام لها واحدة تلو الأخرى، حيث كانت من بينها مايكروسوفت و«ثري كوم» ولوسنت تيكنولوجيز وموتورولا، وغيرها.


4- عدد بعض الشركات التجارية التي تعمل بعض أجهزتها بتقنية الــ Bluetooth


شركة Nokia للأجهزة الالكترونية شركة موتورولا Motorola
شركة «آي بي أم » IBM شركة سيمنس Siemens
شركة إنتل Intel شركة إريكسون Ericsson


5- ماهي الأجهزة التي يمكن أن تعمل بتقنية الــ Bluetooth


الهواتف المحمولة، الكمبيوترات، التلفزيونات , الرسيفر, وغيرها.......


6- ماهو أقصى مدى ( Range ) ممكن أن تصله أشعة(الـ Bluetooth)


أقصى مدى ممكن أن تصله أشعة البلوتوث هو 300 متر.


7- ماهي سرعة نقل البيانات ( Data transmission Rate ) في تقنية (الـ Bluetooth)


تصل سرعة نقل البيانات من 721 كيلوبت/ثانية إلى 1 جيجابت/ثانية.


8- ماهو مدى التردد ( Frequency Range ) المستخدم في تقنية (الـ Bluetooth)


تبث أجهزة البلوتوث ارسالها على موجات الراديو بتردد 2.45 جيجاهيرتز


9- ماهي المعدات( Equipments )الواجب توفرها في أي جهاز حتى يعمل ب(الـ Bluetooth)


تضع الشركة المصنعة في جهاز الهاتف النقال وقاعدته شريحتي بلوتوث في كل منهما، وتتم برمجة كل وحدة بعنوان محدد يقع في المدى المخصص لهذا النوع من الأجهزة فعند تشغيل القاعدة فإنها ترسل إشارة راديو لأجهزة الاستقبال التي تحمل العنوان وحيث إن الهاتف النقال يحمل العنوان المطلوب نفسه فإنه يستجيب للإشارة المرسلة ويتم إنشاء شبكة بيكونت بينهما، وعندها لا يستجيب هذان الجهازان لأية اشارات من أجهزة مجاورة لانها تعتبر من خارج تلك الشبكة•


10- افترض وجود جهازين يعملان بتقنية (الـ Bluetooth) , وضح باختصار كيف يتفاهم كلا الجهازين على بعضهما البعض


عندما يتقارب جهازي بلوتوث من بعضهما البعض، فإن حديث الكتروني سيجري لمعرفة إن كانت هناك بيانات للمشاركة أو اذا على الجهاز الأول التحكم في الجهاز الثاني. هذا الأمر كله يجري بدون الحاجة إلى ضغط إي زر أو اصدار أي أمر، فهذا الحديث الالكتروني سيأخذ مجراه بشكل تلقائي. وعندما يتم الاتصال ما بين الجهازين، فإنه يتم تكوين شبكة معينة ما بين الجهازين. وتقوم أنظمة بلوتوث بعدئذ بانشاء شبكة شخصية قد تمتد لغرفة كاملة أو تمتد لمتر أو أقل. وعندما يتم تكوين الشبكة الشخصية فإن الجهازين يقومان بتغيير التردد بطريقة واحدة وفي وقت واحد حتى لا يتم التداخل مع شبكات شخصية أخرى التي قد تكون موجودة في نفس المكان.


11- وضح على شكل خطوات كيف تعمل أشعة (الـ Bluetooth)

أجهزة بلوتووث تقوم بإنشاء الشبكات الشخصية وكيف أن الترددات المختلفة تمنع حدوث عمليات التداخل. لنفترض مثلا بأنه لديك غرفة اعتيادية تحوي الأمور الاعتيادية. فهناك أستريو، DVD وجهاز مستقبل للساتيلات وتلفزيون بالإضافة إلى جهاز تلفون لاسلكي وجهاز كمبيوتر شخصي. كل هذه الأجهزة مزودة ببلوتوث فالتلفون اللاسلكي يحوي على نظام بلوتووث مرسل في قاعدة التلفون ونظام آخر في محمول التلفون. الشركة المصنعة لهذا التلفون أعطت عنوان معين لكل وحدة. وهذا العنوان يقع ضمن مجموعة من العناوين الخاصة بجهاز معين. عندما يتم تشغيل قاعدة التلفون، فإن قاعدة التلفون تبدأ بإرسال إشارات الراديو في كل جهة بحثا عن أي وحدة تحوي عنوانا في مدى معين. ولأن محمول التلفون يحوي ذلك العنوان، فإنه يستقبل هذه الإشارات ويتم إنشاء شبكة شخصية. والآن، حتى إذا لو تم إرسال إشارات إلى أحد الأجهزة المكونة لهذه الشبكة، فإن هذه الأجهزة ستتجنبها لأنها لم تأتي من داخل الشبكة. نفس المرحلة تبدأ ما بين الكمبيوتر وجهاز الستريو. ومن ثم فإن كل شبكة شخصية تغير تردد الاتصال فيما بينها وعلى ذلك فإن أي شبكة لا تستطيع التأثير في شبكة أخرى.

12- تكلم عن الأمان في تقنية (الـ Bluetooth)


نشرت جريدة نيويورك تايمز خبر اكتشاف باحثين في معامل بل بشركة لوسنت التي تمتلك مقعد عضوية في المجموعة الخاصة ببلوتوث(Bluetooth Interest Group) سهولة التلصص على المحادثات وسهولة فك تشفير البيانات, وقال أحد خبراء علم التشفير عند سماع الخبر بأنه واثق في أن مكتب التحقيق الفيدرالي ووكالة الأمن القومي يترقبان بفارغ الصبر القدرة على اختراع أجهزة استقبال تعمل بتقنية البلوتوث على شكل أقلام رصاص وكابلات هاتف ومنافذ إلكترونية.وفي أوروبا خصص فرع شركة انتل نصف ميزانية التقنية اللاسلكية لاكتشاف سبل علاج ثغرات الأمان في استخدامات البلوتوث. وقال أحد الخبراء بمركز أبحاث تقنية المعلومات باستكهولم بأن قضية الأمان في تقنية البلوتوث هي السبب في احجام خبراء التقنية المحمولة عن الاستخدام والتطبيق الواسع لهذه التقنية, وتقنية البلوتوث كافية لتشغيل التطبيقات الصغيرة ولكن لا ينبغي ارسال أي بيانات حساسة من خلال تقنية البلوتوث.


13- ماهي فوائد تقنية (الـ Bluetooth)


1- أنها تقنية لا تعتمد على الأسلاك.
2-أنه لايوجد فيها تكاليف مادية غير جهاز البلوتوث.
3- أن الأجهزة تتعارف بنفسها دون أن يتدخل الِأنسان بذلك.


14- هل أنت من مؤيدي استعمال تقنية (الـ Bluetooth)


بالتأكيد أن البلوتوث تقنية من التقنيات الحديثة التي ستقدم للبشرية خدمات كبيرة ولكن يعاب عليها حتى الآن عدم الأمان فهي سريعة ورخيصة وهي تعتبر من الأجهزة ذوات الحدين فيجب استغلالها بما يفيد.

10313849.gif
 
بارك الله فيك و رزقك من حيث لا تدري
 
معلومات مهمة و قيمة
بارك الله فيك أخي:satelite:
 
أعلى