بسم الله الرحمن الرحيم
والصلاة والسلام على خاتم النبيين ..أما بعد
ملخص ماسبق
قد استعرضنا في المقالة السابقة فكرة عامه عن تقنية ال"بلوتوث" اللاسلكية
وقلنا أنها تقنية لاسلكية بأمواج الراديو(موجات دقيقة) قصير المدى(عند 2.45 جيجا هرتز)
لمسافة من 10 إلى 100متر ..كما استعرضنا نبذه عن تطبيقاته في الحياه العمليه
و الممكن تطبيقها في المستقبل كتم استعرضنا مقارنة سريعة بين "بلوتوث" وIrDA وكذلك أوردنا سبب تسميتها ب " بلوتوث"
لمزيد من المعلومات يمكن مراجعة المقالة الأولى
سنستعرض ان شاء الله بداية من هذه المقالة المزيد عن تقنية ال "بلوتوث" وسيكون ترتيب عرض المعلومات من خلال المحاور الرثيسية التاليه:
1- معمارية شبكة "بلوتوث" والجانب التقني والهندسي ال "بلو توث"
2- بعض التعريفات الوارد ذكرها في هذه التقنية وكذللك الأسئلة المتكرره
3- استعراض ال فرق بين ال "بلوتوث" و SWAP وhomeRF و غيرها من تفنيات اللاسلكي
4- نظرة مستقبلية لل "بلوتوث"
مقدمة :
ما هي التطبيقات العملية لل"بلو توث"؟ ..إنها تفوق تخيلنا في الحقيقة لكن الطموح مستمر و عالي التفكير
وعمليا جميع الأجهزه الرقمية الحديثة سواء في المكتب أو في البيت والتي لا تستخدم معيار اتصال
متزامن فيما بينها ممكن أن تحقق التواصل تحت مظلة تكنولوجيا "بلوتوث"bluetooth
من أمثلة هذه الجهزه:
- الهاتف وأجهزة النداء pager -الحاسب الألي -الطابعة -المفكرة الشخصية
-أجهزة الفاكس -أجهزه الوصول الى الشبكات المحلية LAN -الحاسب الرقمي المحمول laptop وغيرها الكثير
وسأسرد بعض هذه التطبيقات و سأترك الباقي لتخيلاتكم :
مثلا : -يمكن أن تتحرك بفأره تحتوي على "بلوتوث" بعيدا عن الشاشة وأنت تتمشى في الغرفة
- كذلك الحال مع لوحة المفاتيح بحيث وانت تتحرك في الغرفة أو جالسا تشرب الشاي تستخدم لوحة المفاتيح
و هذا مفيد للحماية من الإشعاع الكهرومغناطيسي الصادر من الشاشة كما يفيد أصحاب طول النظر
- أيضا ممكن للوحة المفاتيح لديك أن تتعرف عن أكثر من حاسب واحد بشكل دينامكي و تلقائي
ويمكن التحويل بينهم( وهذه ميزة أعتبرها عظيمة و مهمة في نفس الوقت)
-ممكن أن تستقبل بريدك الإلكتروني بينما حاسبك الشخصي المحمول في حقيبتك بحيث يبعث إشارة إلى
جهازك المحمول يخبرك بوجود رسائل ويمكنك من قراءتها عل شاشة المحمول والرد عليها
- أيضا رجل أعمال يسأل حاسبه المحمول لكي يحدد أقرب طابعه له لكي يطبع شيء مهم وهكذا.......
...نظرياً أي جهاز رقمي يمكن أن يكون جزءا من تقنية ال"بلوتوث"
تحديات تقنية "بلوتوث"BLuetooth technical challenges
- الوظائف السابق ذكرها تتضمن بعض التعقيدات ليس فقط لكثرة التطبيقات التي تدعمها ال"بلوتوث" ولكن أيضا
بالنسبة إلى حجم الشريحة ومقدار القدرة التي تستهلكها لتنفيذ المطلوب منها بنفس الكفاءة والدقة
إذا للنظام التقني الذي يدعم ال"بلوتوث" يجب أن يواجه التحديات التالية
1- يجب عليه أن يستخدم مدى من التردد غير المرخص للإستخدام العام ..لذا تم اختيار مدى تردد الأجهزة العلمية و التطبيقية(Industrial Scientificand Medical(ISM)
لكي يعمل فيه نظام ال "بلوتوث"..التحدي هنا أن يواجه أي تشويش الصادر من مصادر أخرى (أجهزةأخرى)تعمل في هذا المدى
2- أن يكون جهاز الإرسال والاستقبالtransceiverيجب أن يتوافق مع تغير البيئة المحيطة لأن الجهاز بطبيعةالأمر سيكون محمولاً
4- يجب ألا يشغل مساحة كبيرة داخل الجهاز الحامل له وكذلك ألا يستهلك إلا مقدار قليل من القدرة power من الجهاز العائل
5- يجب أن يدعم أكثر من نوع من الأجهزة في نفس الوقت
6- أن يضمن التزامن بين الوحدات المتصلة بين الأجهزة المشاركة في نفس الوقت والتي تستخدم أنواع مختلفة من صيغ الاتصال فيما بينها
7- الأمان الممكن أن يقدمه ال "بلوتوث" في نقل البيانات الشخصية والأوامر
لننتقل لمعرفة مدى مواجهة "بلوتوث" لهذه التحديات بمعرفة معمارية ال "بلوتوث"
معمارية شبكة ال "بلوتوث" bluetooth system architecture
مقدمه
تعتمد تقنية ال "بلوتوث" أو معيار ال "بلو توث" على معيار أخر تستند عليه و هو معيار IEEE 802.11إذا للفهم الكامل سأقدم نبذه عن هذا المعيار
معيار IEEE 802.11
معيار الإتصال ال IEEE 802.11 يعرف نوعين من أنواع الشبكات
1- Ad-hoc
2client/server
1- Ad-hoc هي شبكة بسيطة بحيث يتم الإتصال بين مكونات الشبكة (المحطات) داخل منطقة الإتصال دون الحاجة إلى لمزودserver أو نقطة تصريح وصولaccess point
و ال معيار IEEE 802.11يحدد عملية أن كل محطة يجب تراقب(أو تكون في وضع الاستعداد) بحيث تكون كل الوحدات لها وصول access في الوسط اللاسلكي
2- client/server وهي شبكة تستخدم نقطة وصول Access point والتي تتحكم في وقت الارسال allocation of transmit timeبين المحطات ويسمح بال محطات المحمولة(الأجهزة المكونة للشبكة اللاسلكية المحمولة) من التحويل من
خلية إلى أخرى..كما تتحكم نقطة الوصول في ازدحام الشبكة بين المحطات اللاسلكية والسلكية أو اللاسلكية
تقنية ال"بلوتوث" تدعم النوع الأول من الشبكات المعرفة من IEEE802.11 وهي ad-hoc وذلك أن كل محطة عامله في ال "بلو توث" يجب أن تراقب أو تكون مستعده للاتصال وتعطي لكل الوحدات المتصلة حرية الوصول اليها
إن معمارية نظام ال "بلوتوث" هوتقسيم نظام ال "بلوتوث إلى طبقات متعدده ومستقلة لغرض سهولة الدراسة والإيضاح
وهذه الطبقات تكون الأساس التي يعمل عليهاال "بلوتوث". والشكل التالي يبين هذه الطبقات :
الشكل السابق يوضح أن معيار ال "بلوتوث" يتكون من :
1- طبقة الراديو radio layer في الأسفل و التي تشكل الوسط الفزيائي للنقل
2 طبقة baseband و طبقة معيار إدارة الشبكة Link manager protocol(LMP)وهما معنيين بالتوصيل والتحكم بين الأجهزه المدعمة ل "بلوتوث"
3 طبقة تحكم العائلHos Controller Layer HCL وهي لازمة لتوفير التوافق بين الطبقات الثلاث السفلية اليابق وطبقة L2CAP الأعلى
4 طبقة Logic link control and adaptation protocol L2CAP وهي الطبقة الأعلى المعنية بخدمة ومعالجة البيانات والمعلومات ومعلومات عن الأجهزة الموصلة
5- طبقة RFCOMMوهي فوق طبقة L2CAP وتوفر النقل التسلسلي إلى خدمات أعلى مثل WAP وغيره
سنبدأ بالطبقة الأولى إن شاء الله :
طبقة الراديو Radio layer
تستخدم تقنية ال "بلوتوث" مشعار antennaالمواجه للهواءبقدرة 0 dBm
تعمل تقنية ال "بلوتوث" في مدى من التردد الغير مرخص للإستخدام العام وهو مدى ISM وهو حول التردد الموجي 2.45GHz كما يدعم
نقل بيانات بسرعة 721 كيلو بت/ثانية بالإضافة إلى ثلاث قنوات اتصال صوتي voice channels ... ويستهلك قدرة 1mW مما جعل مداها يقتصر على عدة أمتار (10 متر)
يمكن زياده هذه المسافة(إلى 100 متر) بزيادة القدره
تستخدم تقنية ال "بلوتوث " المدى المتسعspread spectrum لها فهي تعمل من2.402 جيجا هرتز إلى 2.4835 جيجاهرتز
وهي تسهل القيام بعمليات إلى مستوى قدرة 100mW
لكن لتجنب التشويش أو تداخل الإشارات وخصوصا مع وجود أكثر من جهاز للتعامل في نفس الوقت تستخدم تقنية ال "بلوتوث ما يسمى يتقنية "القفز الترددي""Frequency hopping"
حيث يقفز حوالي 79 قفزه في المدى الترددي (2.402 -2.4835 جيجاهرتز) بفاصل 1 ميجاهرتز بحيث المعادلة كالتالي
f=2.402+k.....where k=0,1,2,3.....78
وذلك بسرعة 1600 مرة في الثانية.. وهذا يعطي الفترة بين القفزتين حوالي625 ميكروثانية
(في بعض البلاد الأخرى(مثل اليابان وفرنسا) يتقلص المدى الترددي قليلا وبالتالي يتقلص عدد القفزات إلى 23 قفزه)
وبالتالي حيث أن أي جهازين يرسلوا بشكل تلقائي فلن يحصل أن يرسلوا الإثنين في نفس التردد وفي نفس الوقت
يستخدم تقنية ال "بلوتوث" تقنية gausian frequencey shift keying GFSKأو الترحيل الترددي الجاوسي
حيث يمثل البت "1" بترحيل ترددي موجب ""positive frequency deviation" والبت "o" بترحيل ترددي سالب "negative frequency deviation
وان شاء سنكمل في المقالة القادمة المزيدعن هذه الطبقة بمعرفة الإرسال والاستقبال والقدرة المستهلكة
..أرجو أن أكون قد قدمت شيئا ..وأرجو ألا تنسوني بدعائكم في هذا الشهر المبارك
أعاده الله علينا بالرحمة والمغفرة