Blue Tooth

سأتناول هنا تقنية ال Blue Tooth بالشرح والله المستعان..
للأمانة الأدبية فأنا جمعت مادة هذا المقال واعتمدت على مصادر مختلفة


في البداية نتناول التسمية وسببها :

تعود التسمية إلى ملك الدنمارك هارولد بلوتوث Harald Bluetooth الذي وحد الدنمارك وإلنرويج وأدخلهم في الديانة المسيحية والذي توفى في 986 م في معركة مع ابنه. واختير هذا الاسم لهذه التكنولوجيا للدلالة على مدى اهمية الشركات الدنماركية والنرويجية والسويدية والفنلندية في صناعة الاتصالات، بالرغم من أن التسمية لا علاقة لها بمضمون التكنولوجيا....

فكرة عمل البلوتوث : Blue Tooth

الفكرة الأساسية لعمل ال Blue Tooth هي الاتصال بين الأجهزة المختلفة بدون أسلاك...

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

وهنا تجدر الإشارة إلى أن هناك الكثير من الطرق التي من خلالها يمكن ربط الأجهزة الالكترونية مع بعضها البعض... مثل توصيل الكمبيوتر بلوحة المفاتيح أو بالفارة أو بالطابعة أو بالماسحة الضوئية... وذلك من خلال أسلاك التوصيل المألوفة. كما يمكن توصيل المفكرة الشخصية الالكترونية مثل البالم "Palm" بجهاز الحاسب لتبادل المعلومات من خلال أسلاك خاصة... كما أن جهاز التلفزيون وجهاز الفيديو وجهاز استقبال المحطات الفضائية كلها تتصل مع بعضها من خلال كابلات خاصة ويتم التحكم بها من خلال أجهزة الريموت كنترول التي تعمل في مدى الأشعة تحت الحمراء... أما جهاز التليفون المتنقل المنزلي (اللاسلكي) فيتصل بقاعدته من خلال موجات الراديو تعمل على مسافة محدودة (50 متر-100 متر) في أغلب الأحوال وإن كان هناك بعض هذه الأجهزة يصل مداها لعدة كيلومترات.

الأجهزة السابقة الذكر وغيرها الكثير تتواجد في كل بيت ويطلق عليها أجهزة الكترونية.... وحتى هذا اليوم تترابط هذه الأجهزة من خلال أسلاك توصيل. و توصيل هذه الأجهزة في اغلب الأحيان مزعج من الناحية الجمالية ومربك من الناحية العملية. وقد يشعر المرء أنه عليه دراسة تخصص الهندسة الالكترونية ليتمكن بنفسه من ضبط هذه الأجهزة والاستفادة القصوى منها.

وسأشرح هنا مشكلة التوصيل السلكي للأجهزة الإلكترونية....

إن توصيل جهازين الكترونيين مع بعضهما البعض يحتاج إلى توافق في العديد من النقاط... من هذه النقاط نذكر:

(1) كم عدد الأسلاك اللازمة لتوصيل جهازين؟ ففي بعض الأحيان يكون سلكين فقط مثل توصيل الستيريو بالسماعات وفي أحيان أخرى يتطلب الأمر 8 أسلاك أو 25 سلك كالوصلات المستخدمة في الكمبيوتر وأجهزته 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...(وهي أمثلة قديمة نظراً لتطور وسائل توصيل تلك الأجهزة بالحاسب وإن ظلت مشكلة الأسلاك قائمة)

(3) ما نوع البيانات المتبادلة بين الأجهزة؟ وكيف تترجم إلى إشارات خاصة تستجيب لها الأجهزة؟ 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 استخدمتها الشركات المصنعة للأجهزة الالكترونية جعلت من الصعب التحكم في كمية الوصلات المستخدمة حتى ولو تم استخدام أسلاك ملونة للتمييز بينها... كما أنه لا يمكن ربط كافة الأجهزة الالكترونية مع بعضها البعض مثل الكمبيوتر وملحقاته وأجهزة الاتصالات وأجهزة الترفيه المنزلية بعضها البعض لان ذلك يتطلب إعداد بروتوكولات جديدة وإضافة المزيد من الأسلاك.

وانطلاقاً من هذه النقاط تم التفكير في تقنية للاتصال اللاسلكي محدود المدى "المسافة" كي يتم التغلب على مشكلة صعوبة توافق البروتوكولات المختلفة لتنوعها وأيضاً للتغلب على مشكلة غابات الأسلاك والكابلات التي نواجهها حالياً لتوصيل الأجهزة المختلفة مع بعضها البعض.

وهنا سنبدأ الكلام عن تقنية Blue Tooth للإتصال محدود المدى حيث سأقدم شرح مبسط لهذه التكنولوجيا الجديدة "نوعاً"و التي ستخلصنا من كل هذه المتاعب بالإضافة إلى توصيل أجهزة عديدة مع بعضها البعض لم تكن تخطر على بالنا أن ذلك سيصبح ممكنا في يوم من الأيام.

البلوتوث هي تكنولوجيا جديدة متطورة تمكن من توصيل الأجهزة الالكترونية مثل الكمبيوتر والتليفون المحمول ولوحة المفاتيح وسماعات الرأس لتبادل البيانات والمعلومات من غير أسلاك 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 بالأسلاك.

وهنا نأتي لنقطة مهمة لتلافي حدوث لبس بين تقنية ال Blue Tooth و الإتصال اللاسلكي

لاشك أن الاتصال اللاسلكي مستخدم في العديد من التطبيقات مثل التوصيل من خلال استخدام أشعة الضوء ولكن في تردد معين أو طول موجي معين إذا شئنا مزيد من الدقة.و المعروف باسم الأشعة تحت الحمراء وهي أشعة ضوئية لا ترى بالعين وتعرف باسم تحت الحمراء لان لها تردد "طول موجي" اصغر من تردد الضوء الأحمر .

وتستخدم الأشعة تحت الحمراء في أجهزة التحكم في التلفزيون (الريموت كنترول) وتعرف باسم Infrared Data Association وتختصر بـ IrDA كما إنها تستخدم في العديد من الأجهزة الطرفية للكمبيوتر. بالرغم من أن الأجهزة المعتمدة في عملها على الأشعة تحت الحمراء متعددة إلا أن هذه التقنية في الإتصال لها مشكلتين هما:

(1) أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الأشعة تحت الحمراء تعمل في مدى الرؤية فقط line of sight أي يجب توجيه الريموت كنترول إلى التلفزيون مباشرة للتحكم به.

(2) أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الأشعة تحت الحمراء هي تكنولوجيا واحد إلى واحد one to one أي يمكن تبادل المعلومات بين جهازين من نوع واحد فقط فمثلا يمكن تبادل المعلومات بين الكمبيوتر وجهاز الكمبيوتر المحمول أو تليفون محمول وتليفون محمول آخر بواسطة الأشعة تحت الحمراء أما تبادل المعلومات بين الكمبيوتر وجهاز التليفون المحمول فلا يمكن.

وهنا نكون قد وصلنا لذروة المشكلة ... فما الحل إذن ؟؟

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 والتليفونات وأجهزة التسلية الالكترونية لتصبح هذه الأجهزة تدعم تكنولوجيا البلوتوث والتي سيصبح الاستفادة من ميزاتها على النحو التالي:

- أجهزة بدون أسلاك: وهذا يجعل نقل الأجهزة وترتيبها في السفر أو في البيت سهلاً وبدون متاعب.

- غير مكلفة مقارنة بالأجهزة الحالية.

- سهلة التشغيل: تستطيع الأجهزة من التواصل ببعضها البعض بدون تدخل المستخدم وكل ما عليك هو الضغط على زر التشغيل واترك الباقي للبلوتوث ليتحاور مع الجهاز المعني بالأمر من خلال الموديول"Module" مثل تبادل الملفات بكافة أنواعها بين الأجهزة الالكترونية باختلاف أنواعها (مثل الحاسب الشخصي والتليفون المحمول على سبيل المثال)

نطاق عمل ال Blue Tooth:

تعمل وسيلة اتصال البلوتوث عند تردد بين 2.40 إلى تردد 2.48جيجاهيرتز وهذا المدى من التردد التردد يتفق مع الأجهزة الطبية والأجهزة العلمية والصناعية مما يجعل انتشار استخدامه سهل. فمثلا يمكن فتح باب الجراج من خلال أشعة تحت الحمراء يصدرها جهاز خاص لذلك ولكن باستخدام البلوتوث يمكن فتح الجراج باستخدام التليفون المحمول.

وهنا نأتي لسؤال مهم ....

إذا كانت الأجهزة سوف تتبادل المعلومات والبيانات بإشارات راديو تعمل عند تردد 2.45 جيجاهيرتز. فماذا عن التداخلات التي قد تسبب في التشويش الذي قد نلاحظه على شاشة التلفزيون عندما تتداخل مع إشارات لاسلكية؟؟؟

مشكلة التداخل تم حلها بطريقة ذكية... حيث أن إشارة البلوتوث ضعيفة وتبلغ 1 مللي وات إذا ما قورنت بإشارات جهاز الهاتف النقال التي تصل إلى 3 وات..... هذا الضعف في الإشارة يجعل مدى تأثير إشارات البلوتوث في حدود دائرة قطرها 10 متر ...ويمكن لهذه الإشارات من اختراق جدران الغرف مما يجعل التحكم في الأجهزة يتم من غرفة لأخرى دون الحاجة للانتقال مباشرة للأجهزة المراد تشغيلها.

وهنا نأتي لسؤال آخر مهم ....

لسؤال آخر مهم ....
عند تواجد العديد من الأجهزة الالكترونية في الغرفة ... ألا يمكن أن يحدث تداخل لأننا 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 إشارة البلوتوث... وهذا ما يعرف 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 الأجهزة... لأنه لا يوجد أكثر من جهازين يستخدما نفس التردد في نفس الوقت. وان حدث ذلك فإنه يكون لجزء من الثانية.

لنفترض الآن أنك امتلكت كل الأجهزة الإلكترونية المنزلية وكلها تعمل بتكنولوجيا البلوتوث مثل جهاز تلفزيون ورسيفر وجهاز DVD وأجهزة ستيريو سمعية وكمبيوتر وهاتف لاسلكي... كل جهاز مما سبق يستخدم البلوتوث. كيف ستعمل هذه الأجهزة؟

عندما تكون الأجهزة مزودة بتكنولوجيا البلوتوث فإن هذه الأجهزة تتمكن من معرفة المطلوب منها دون تدخل من المستخدم حيث يمكنها الاتصال فيما بينها فتعرف فيما إذا 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 من2.40 إلى 2.48 جيجاهيرتز.

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

كذلك الحال مع الكمبيوتر وأجهزة الترفيه الالكترونية تعمل بنفس الآلية حيث تنشئ شبكات تربط الأجهزة بعضها ببعض طبقاً للعناوين التي صممت من قبل الشركات المصنعة... وعندها تتواصل هذه الأجهزة التي تصبح ضمن الشبكة الخاصة وتتبادل المعلومات بينها باستخدام الترددات المتاحة... ولا تتدخل أجهزة شبكة بأجهزة شبكة مجاورة لان كل منها يعمل بتردد مختلف كما سبق ووضحت هذا.

وقد تمت برمجة شرائح البلوتوث بكل المعلومات اللازمة لتشغيلها وعمل المطلوب منها دون تدخل من المستخدم لذا فإنها في نطاق الاتصال محدود المدى والذي يصل إلى 10 أمتار فهي اختيار ممتاز للإتصال وتبادل المعلومات بين أجهزة مختلفة مع بعضها البعض.

في النهاية يجب ذكر معلومة مهمة ... وهي أنه حالياً قد تم التوصل لجيل جديد من هذه التقنية ... إن لم تتضح الصورة تماماً بعد ..إلا أن الشيء المؤكد فيها هي أن مدي الإتصال قد تمت زيادته ..فلم يعد قاصراً على 10 أمتار فقط .. ولكن لم يمكنني الوصول لتفاصيل أكثر من هذه حتى الآن.