پیشگفتار
در دهه های گذشته ، پیشرفت فناوری میکروالکترونیک و VLSI باعث گسترش استفاده همگانی از تجهیزات مخابراتی و محاسباتی در کاربردهای تجاری شده است. موفقیت محصولاتی از جمله کامپیوترهای شخصی و کیفی ، تلفن های بی سیم و سلولی ( سیار ) ، و تجهیزات جانبی آنها همواره کار دست و پاگیری بوده است که عمدتا با اتکا به کابلهای رابط خاص انجام می شده است.
اخیرا یک واسط رادیویی ( بی سیم ) همگانی برای ایجاد ارتباط بی سیم برد کوتاه طراحی شده است . این فناوری که Bluetooth نامیده شده است ، نیاز به استفاده از سیم و کابل و ارتباط دهنده های لازم برای برقراری ارتباط بین تلفن های بی سیم یا سلولی ، مودم ها ، کامپیوترها ، چاپگرها و ... فناوری ما را قادر به طراحی سیستمهای رادیویی کم توان ، کوچک و ارزان می کند و با توجه به این مزایا ، این سیستم ها را می توان به راحتی در تجهیزات قابل حمل موجود کار گذاشت . بدین ترتیب سیستم های رادایویی تعبیه شده باعث ایجاد ارتباطی همگانی و فراگیر می شود که این فناوری امکان تحقق ارتباط فوق را بدون هیچ گونه دخالت آشکار کاربر فراهم می کند.
مشخصه کلیدی آن پایداری ، پیچیدگی کم ، توان کم و هزینه کم است. با این که این تکنولوژی برای کار در محیط نویزی فرکانسی طراحی شده است. و از تاییدهای سریع و مدل پرش فرکانسی بهره می برد تا ارتباط را پایداری بخشد . عناصر بلوتوس در باند بی جواز 2.4GHz کار می کند و با کمک پرش فرکانسی پس از مبادله بسته ها از تداخل جلوگیری می کند. در قیاس با باقی سیستم های مشابه در چنین فرکانسی ، بلوتوس سریعتر پرش می کند و از بسته های کوچکتر بهره می برد .
بخش تاریخچه
و معرفی
تاریخچه Bluetooth
در سال 1994 مطالعاتی در شرکت اریکسون برای برقراری ارتباط رادیویی کم توان و ارزان بین تلفن های سیار و تجهیزات جانبی آنها آغاز شد شرایط مورد نظر برای قیمت ، ظرفیت و اندازه این سیستم چنان تعیین شد که این تکنیک از تمام راه حلهای مبتنی بر استفاده از کابل بین دستگاههای سیار پیشی گیرد. برای این کار ، ابتدا باید یک واسط رادیویی مناسب و یک بازه فرکانسی متناظر تعیین شود . همچنین واحد رادیویی باید به اندازه ای کوچک و کم مصرف باشد که بتوان آن را در دستگاههای قابل حمل کار گذاشت . باید بتوان توسط این فناوری هم صورت و هم داده را منتقل کرد، و بالاخره این فناوری باید در تمام دنیا قابل استفاده باشد.
تحقیقات به زودی نشان داد که یک راه حل مبتنی بر ارتباط رادیویی کوتاه برد برای این منظور مناسب است . هنگامی که طراحان اریکسون شروع به کار روی تراشه فرستنده/ گیرنده کردند ، به زودی مشخص شد که این کار نیازمند همکاری سایر شرکتها برای پیشبرد این فناوری است. این تلاش مشترک نه تنها برای بهبود کیفیت و تواناییهای محصولات ارائه شده ، بلکه برای ایجاد یک پایگاه یکپارچه و وسیع پشتیبانی کننده بازار در زمینه های سخت افزار کامپیوتر شخصی، کامپیوترهای قابل حمل، و تلفن های سیار نیز انجام شده است.
اریکسون، اینتل ، آی بی ام، توشیبا و نوکیا ، در سال 1998 یک گروه ویژه SIG interest group ) ( special تشکیل دادند . نگاهی به تخصص های اعضای این گروه به خوبی نشان دهنده تنوع دست اندر کاران لازم برای پشتیبانی خوب از این فناوری جدید است.
گروه SIG که در ابتدا 5 عضو داشت، در حال حاضر بیش از 2100 عضو دارد که بر روی یک استاندارد باز برای Bluetooth کار می کنند . SIG همچنین روی یک فرآیند تضمین کیفیت کار کرده است که شرایط لازم برای تضمین کیفیت محصول مطابق ویژگیهای Bluetooth را تعیین می کند.
نام Bluetooth
در آغاز بکار، اریکسون نام رمز پروژه خود را Bluetooth قرار داد. این نام از یکی از پادشاهان وایکینگها در قرن دهم میلادی گرفته شده است. Harald Batland پادشاه دانمارک در سالهای بین 940 تا 985 میلادی بوده است. گرفته می شود که وی در مدت حکومت خود کشورهای اسکاندیناوی از جمله دانمارک و نروژ را متحد نمود . همچنین از او بعنوان فرمانروایی یاد می شود که مسیحیت را به شبه جزیره اسکاندیناوی وارد نمود. ترجمه ضعیفی از Batland در زبان انگلیسی، Bluetooth یا " دندان آبی " می باشد. هر چند منشا این نامگذاری مشخص نیست، اما گفته می شود که این نامگذاری بدلیل رنگ تیره چهره وی بوده که در میان وایکینگها معمول نبوده است. از آنجائیکه سرآغاز این استاندارد در اسکاندیناوی بوده و ایجاد کنندگان آن بر این باور بوده اند که این تکنولوژی بسوی یکسان نمودن و هماهنگی تمامی ارتباطات رادیویی برد کوتاه پیش می رود، نمی توان نامگذاری Bluetooth را بر روی آن توسط متخصصان [1]Ericsson کاملا بی دلیل تلقی نمود.
علت Bluetooth
همانگونه که قبلا نیز اشاره گردید ، هدف Bluetooth حذف سیمهای ارتباطی انتقال داده و صوت در مسافتهای کوتاه ( تا یکصد متر ) می باشد . با استفاده از این تکنولوژی ، دستگاههایی نظیر تلفنهای همراه، کامپیوترهای قابل حمل، دوربینهای دیجیتال ، PDAها[2] ، دستگاههای فاکس ، چاپگرها و ... می توانند در هر لحظه بدون نیاز به اتصال از طریق کابل، به برقراری ارتباط پرداخته و از سرویسهای یکدیگر استفاده نمایند. کامپیوترهای قابل حمل می توانند از طریق ایجاد یک شبکه آنی[3] به انتقال اطلاعات بپردازند یا از طریق یک تلفن همراه به اینترنت متصلل گردند . دستگاههایی نظیر چاپگرها ، ماشینهای فاکس و حتی خطوط تلفن عادی ، بدون احتیاج به کابلهای ارتباطی می توانند بعنوان منابع مشترک از این طریق در دسترس استفاده کنندگانی که در یک محیط کاری نظیر یک شرکت مشغول به فعالیت هستند، قرار گیرند.
در حالت کلی ، برای یک چنین ارتباطی نمی توان هیچگونه محدودیتی قائل گردید و از نظر تئوری انواع مختلف کاربردهای آن نامحدود است. تمامی تلاش SIG بر یان بوده که آن را بعنوان یک لایه فیزیکی مجزا برای ارتباطات بین دستگاهها بکار گیرد و برای استفاده پروتکلهایی نظیر TCP/IP که امروزه کاربردهای بسیاری دارد تطبیق دهد، بنحوی که نیازی به بازنویسی برنامه های کاربردی که از پروتکلهای دیگری برای برقراری ارتباط استفاده می کنند وجود نداشته باشد. در این حالت، Bluetooth تبدیل به یک واسط ارتباطی می گردد که برنامه ها بجای کابل، از آن برای انتقال اطلاعات خود استفاده می کنند. به همین منظور لایه های تطبیقی مختلفی در ساختار پروتکلی Bluetooth گنجانده شده که در بخشهای بعد مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
به منظور استفاده عمومی و مقبولیت همگانی Bluetooth در تمامی دستگاههایی که نیاز به ارتباطات رادیویی برد کوتاه دارند، تمامی سخت افزار سیستم که شامل یک فرستنده – گیرنده رادیویی نیز می گردد ، بصورت یک تک تراشه[4] به بازار عرضه شده است که ابعادی بسیار کوچک داشته و برای استفاده در هر وسیله ای کاملا مناسب می باشد. شرکتهای تولید کننده به منظور تشویق استفاده هر چه بیشتر از این تراشه سیاستهای خود را بر پایه هر چه ارزانتر ساختن آنها قرار داده اند، تا جائیکه قیمت چنین تک تراشه ای تا پنج دلار کاهش یابد.
با توجه به پشتیبانی بسیار قوی از جانب شرکتهای پیشرو در SIG از سویی و از سوی دیگر استقبال از این تکنولوژی در دنیا، به نظر می رسد طی چند سال آینده Bluetooth خود را کاملا جایگزین استانداردهای ارتباطی فعلی خواهد نمود و از آنجائیکه یک استاندارد باز[5] می باشد محدودیتی برای توصعه کاربردهای خود نخواهد داشت .
فن آوری های رقیب :
رقیب اصلی Bluetooth در بازار جایگزینی کابلهای رابط IrDA است. این فناوری یک واسط مادون قرمز است که ارتباط بی سیم بین دستگاهها را بر قرار می کند . این تکنیک در بازار مصرف کاملا شناخته شده است اما تمام محصولات موجود در بازار از یک پیاده سازی استاندارد پیروی نمی کنند . حداکثر نرخ اطلاعات قابل تبادل در این فناوری بیشتر از Bluetooth می باشد اما دو ضعف عمده آن محدود بودنش به ارتباط نقطه به نقطه ( بین تنها دو دستگاه ) و نیاز آن به ارتباط دید مستقیم است.
مهم ترین رقیب Bluetooth در بازار شبکه های محلی بی سیم، فناوری مبتنی بر استاندارد IEEE 802.11 است. برخی از فناوری ها از روش های پرش فرکانسی نیز استفاده می کنند. تفاوت اصلی بین Bluetooth و این فناوری ها عبارتند از :
1-این فناوری ها ظرفیت ارسال اطلاعات بیشتری دارند.
2-تعداد کاربران همزمان در آنها بیشتر است.
3-سخت افزار مورد نیاز در Bluetooth به مراتب کوچک تر است.
4-قیمت واحدهای Bluetooth به مراتب کمتر است.تعداد پرش های فرکانسی ( در واحد زمان ) به مراتب بیشتر است.
UWB یک فناوری رادیویی جدید است که ایده مورد استفاده در این فناوری شبیه به رادار است، پالس های کوتاه در محدوده فرکانسی وسیعی ارسال می شوند و اطلاعات در زمان و فرکانس پالس ها نهفته است. این تکنیک هنوز کاملا توسعه نیافته است ولی ممکن است خطری برای سیستم Bluetooth باشد، چون مصرف توان و ظرفیت ارسال آن بسیار خوب می باشد. نمونه های اولیه این فناوری دارای ظرفیت ارسال تا 1.25 Mb/s با برد 70 متر و مصرف تنها 0.5mW توان هستند.
1- به نظر می رسد که نام صحیح این شرکت ، Ericsson باشد که Eric نیز از جمله پادشاهان وایکینگها است.
[2] - Personal Digital Assistant
[3] - Ad hoc
4- Single Chip
[5] - Open Standard