نگاهی به فن آوری ارتباط بی سیم Bluetooth و wi-fi

 ،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 TRANSMITTER 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. بگذریم که در کشور ما حتی هنوز به طور کامل از این سیستم های تقریبا از مد افتاده  نیز به طور مفید و بهینه استفاده نمیشود و همچنان سیستم های قدیمی و بسیار ضعیف  DIALUP مورد استفاده قرار میگیرد . اما به هر حال به لطف تکنولوژی های جدیدی مثل Bluetooth، و با گسترش حوزه آن، کشورهایی چون آمریکا و برخی کشورهای اروپایی که در زمینه تکنولوژی حرف اول را میزنند، 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 استانداردBluetooth  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. تکنولوژی مادون قرمز ، IRDA  نام دارد و مخفف Infrared Data Association است . 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  پایهBluetooth   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.

Wi-Fi چیست؟

این استاندارد از زیر مجموعه های Bluetooth است و تحت آن ارتباطی با قدرتی بیشتر از خود Bluetooth ایجاد خواهد شد. ارتباط Wi-Fi که مخففWireless Fidelity است، بیشتر بر پایه ارتباط شبکه اینترنت به صورت بی سیم می باشد و همین امر باعث محبوبیت بسیار زیاد آن شده است.با استفاده از این تکنولوژی ، می توان به راحتی در طول مسافرت، داخل هواپیما و یا هتل، از طریق Laptop و یا هرگونه وسیله ارتباطی در این زمینه ، به اینترنت متصل شد.

Wi-Fi که همان استاندارد  IEEE802.11 است ،در مدل های a802.11 وb802.11 مورد استفاده قرار میگیرد و استاندارد اصلی آن IEEE 802.11b است. در این مدل حداکثر سرعت انتقال اطلاعاتmbps11 است و از فرکانس رادیویی 2/4 گیگا هرتز استفاده میکند. برای سرعت بخشیدن به این استاندارد، مدل دیگری نیز به نام+b802.11 ایجاد شده که سرعت انتقال اطلاعات را تا mbps22 افزایش می دهد.

در مدلa802.11 سرعت انتقال حدود mbps54 است و از فرکانسghz50  استفاده می شود. البته به طور حتم این مدل در آینده ای نه چندان دور،جای b802.11 را خواهد گرفت. برای استفاده از این سیستم ، ایستگاههایی به نام access point در مناطق مختلف و به فواصل چند صد متری قرار می گیرند. این ایستگاه ها امواج رادیویی را در هوا منتشر می کنند و هر کامپیوتری که به سیستم Wi-Fi مجهز باشد و در محدوده این دستگاه ها قرار داشته باشد، قادر به استفاده از اینترنت است و کاربران با قرار دادن یک کارت سخت افزاری IEEE 802.11b و یا وصل کردن یک دستگاه Wi-Fi اکسترنال (external-خارجی) از طریق پورتUSB  به کامپیوتر خود ، قادر به استفاده از این سیستم هستند.

قابل ذکر اینکه قیمت اینترنت در این سیستم بسیار مناسب است. مثلا در کشور آمریکا یک account نامحدود یک ماهه با این سرویس ،به مبلغ 20 تا 30 دلار در اختیار کاربران قرار می گیرد.از نظر برد موثر هم، در حال حاضر حداکثر تا 150 متر اطراف access point  مورد پوشش قرار می گیرد. در این حالت سرعت انتقال ارتباطmbps1   است البته هر چه قدر فاصله کاربر با ایستگاه اصلی کمتر از 150 متر باشد، سرعت انتقال اطلاعات بیشتر خواهد شد. مثلا سرعت انتقال اطلاعات در فاصله 100 متریmbps505  ، در فاصله 80  متری mbps8  و در فاصله 50  متری و کمتر از ان پيشرفت ارتباطات بي سيم در قرن بيست و يکم: امپراتور فناوري برد کوتاه
   صنعت ارتباطات در جهان از سال 2000 به بعد تحولات بسياري را به خود ديده است. هر روزه مردم با يک فناوري جديد روبه رو مي شوند. جهان پيشرفته و پيچيده امروزي مردم را وادار به حرکت مي کند. يکي از مهمترين اين فناوري ها تکنولوژي بلوتوث (Bluetooth) است که به ارتباط بي سيم با برد کوتاه مربوط مي شود. اين تکنولوژي در تمام تجهيزات جديد وسايل الکترونيکي و ارتباطي کاربرد دارد و استفاده از آن تنها به شبکه ها و اينترنت مربوط نمي شود. به طوري که در حال حاضر حتي موس و کيبورد کامپيوتري مجهز به بلوتوث نيز در بازار ديده مي شود.

    شايد جالب باشد بدانيد نام اين تکنولوژي از نام يک پادشاه دانمارکي به نام «هرالد بلوتوث» گرفته شده است. اين پادشاه که نزديک به هشتصد سال قبل در دانمارک سلطنت مي کرد، موفق شد کشورهاي دانمارک و نروژ را که ساليان دراز در جنگ هاي مذهبي با يکديگر مشکل پيدا کرده بودند، متحد و هم پيمان کند.

    در حقيقت فناوري بلوتوث هم بر پايه اتحاد يکپارچه سيستم هاي الکترونيکي تاکيد دارد که نمادي از کار و تلاش پادشاه دانمارکي است.
    ايده اصلي ايجاد اين فناوري در اواسط سال 1994 ميلادي به وسيله شرکت مخابراتي اريکسون سوئد عرضه شد و به سرعت مورد استقبال قرار گرفت. در گذشته بسياري از وسايل ارتباطي مانند PC ها يا همان سيستم هاي کامپيوتري شخصي، گوشي هاي تلفن همراه، پرينترها، تجهيزات مخابراتي و غيره از پروتکل هاي ارتباطي مختلف و ناسازگار با يکديگر استفاده مي کردند که به همين دليل برقراري ارتباط مناسب بين آنها به درستي امکان پذير نبود. به همين دليل شرکت هاي فعال در زمينه ارتباطات، تصميم به ايجاد يک استاندارد مشترک براي انواع وسايل ارتباطي گرفتند، تا ارتباط بين وسايل الکترونيکي تحت يک استاندارد ثابت و مشخص برقرار شود.

    در حال حاضر شرکت هاي اريکسون، اينتل، نوکيا، IBM و توشيبا از توسعه دهندگان مهم اين تکنولوژي هستند. هر وسيله يي که از سيم براي انتقال اطلاعات خود استفاده نمي کند، از امواج راديويي بهره مي گيرد و در واقع امواج راديويي سيگنال هايي هستند که به وسيله فرستنده در هوا پخش مي شوند. امواج راديويي مي توانند صدا، تصوير و هر نوع اطلاعاتي را منتقل کنند. تلفن هاي بي سيم، ماهواره ها، فرستنده هاي تلويزيوني، بي سيم هاي پليس و غيره از جمله وسايلي هستند که ارتباطات خود را از طريق امواج راديويي فراهم مي کنند. حتي دزدگير خودروي شما هم به وسيله امواج راديويي کار مي کند.

    فناوري بلوتوث هم نوعي ارتباط از راه امواج راديويي است که با برد کوتاه کار مي کند و از پروتکل خاصي براي ارسال اطلاعات خود استفاده مي کند و به همين دليل هم طرفداران زيادي دارد. در واقع تمام دستگاه هايي که براساس بلوتوث ايجاد مي شوند با استاندارد شخصي سازگار هستند.

    به لطف فناوري بلوتوث کشورهايي همچون ايالات متحده و برخي کشورهاي اروپاي غربي که در زمينه تکنولوژي صاحب نام هستند، قدم هاي بيشتري به سمت استفاده از ارتباطات بي سيم بين شبکه هاي کامپيوتري و تجهيزات الکترونيکي برداشته اند که علاوه بر سرعت بسيار زياد کيفيت قابل قبولي را هم در اختيار کاربران شان قرار مي دهند. يکي از اين فناوري هاي مهم در اين زمينه که به نوعي مهمترين رقيب بلوتوث هم محسوب مي شود، فناوري بي سيم ويبري (Wibree) است. اين فناوري در اکتبر سال 2006 به وسيله شرکت نوکيا طراحي و ابداع و به عنوان تکميل کننده فناوري بلوتوث ارائه شد.

    فناوري ويبري هم دقيقاً مانند بلوتوث يک پروتکل ارتباطي امواج راديويي با برد کوتاه است. ويبري و بلوتوث هر دو به وسايل الکتريکي مختلف اجازه مي دهند از راه سيگنال هاي برد کوتاه راديويي با يکديگر ارتباط برقرار کنند.

  فناوري ويبري دقيقاً قادر به انجام همان وظايفي است که بلوتوث مي تواند انجام دهد ولي با يک تفاوت اساسي مهم و آن اينکه ميزان مصرف انرژي در فناوري ويبري تقريباً نصف ميزان مصرف انرژي در بلوتوث است، يعني از فناوري ويبري مي توان در بسياري از وسايل که ذخيره انرژي اندکي دارند و طول عمر باتري آنها کوتاه است، استفاده کرد. اين نکته براي بسياري از کاربران بسيار حائز اهميت است زيرا اگر فناوري بلوتوث در يک گوشي تلفن همراه يا هر وسيله ديگري در حالت فعال باشد، حتي اگر گوشي تلفن همراه اطلاعاتي را دريافت يا ارسال نکند، باز هم انرژي زيادي از باتري هدر مي رود در حالي که در فناوري ويبري اين طور نيست. ضمن اينکه تراشه الکترونيکي ويبري کوچک تر از تراشه بلوتوث و استفاده از فناوري ويبري در وسايل کوچک راحت تر و امکان پذيرتر است.

    نکته مهم ديگر در اين زمينه سرعت انتقال اطلاعات است به طوري که سرعت انتقال اطلاعات از يک وسيله به وسيله ديگر توسط بلوتوث تقريباً سه برابر بيشتر از ويبري است و به همين دليل فناوري ويبري در شبکه هاي بزرگ کامپيوتري کاربرد زيادي ندارد. به همين دليل تکنولوژي ويبري براي استفاده در تجهيزات کوچک مانند گوشي هاي تلفن همراه، صفحه کليد و موس بي سيم، تجهيزات پزشکي و غيره بسيار مناسب است.

  يکي ديگر از تکنولوژي هاي ارتباطات بي سيم Wi-Fi است که نسبت به ويبري و بلوتوث داراي اين مزيت است که برد بسيار بيشتري دارد زيرا بلوتوث و ويبري حداکثر 14 متر برد دارند در حالي که
Wi-Fi حداقل يکصد متر برد موثر دارد و در صورت تقويت شدن، برد آن به مراتب افزايش پيدا مي کند. هم اکنون بي سيم هاي پليس از اين نوع فناوري استفاده مي کنند.

    از ديگر مزاياي مهم تکنولوژي ويبري که به تازگي ابداع شده است، اين است که باعث تداخل بين دستگاه هاي مجهز به امواج راديويي نمي شود. در اين فناوري از تکنيکي به نام «SSF» (جست وجوي تغييرات فرکانسي) استفاده مي شود که به وسيله آن دستگاهي که قصد ارسال اطلاعات را دارد، بيش از 1500 بار در ثانيه کانال هاي ارتباطي را کنترل مي کند تا بهترين کانال ارتباطي را يافته و اطلاعات را از آن راه ارسال کند.

  امروزه با استفاده از پيشرفت فناوري مخابرات، برقراري ارتباطات روز به روز ساده تر از قبل انجام مي شود و به زودي فناوري ويبري و حتي تکنولوژي هايي شبيه به آن جاي بلوتوث را خواهند گرفت تا دنياي پرجنب وجوش تکنولوژي زندگي ساده تري براي مردم فراهم کند.،mbps11 است.