تكنولوژي بيسيم برد کوتاه چيست ؟

[متین]

تكنولوژي بيسيم برد کوتاه چيست ؟

و چرا Bluetooth بهترين استاندارد از اين نوع ارتباط مي باشد؟

تكنولوژي بيسيم به تكنولوژى ارتباطى اطلاق مى شود كه در آن از امواج راديويى، مادون قرمز و مايكروويو، به جاى سيم و كابل، براى انتقال سيگنال بين دو دستگاه استفاده شود. از ميان اين دستگاه ها مى توان پيغام گيرها، تلفن هاى همراه، كامپيوترهاى قابل حمل، شبكه هاى كامپيوترى، دستگاه هاى مكان ياب GPS، سيستم هاى ماهواره اى و PDA ها را نام برد.
تكنولوژي بيسيم به سرعت در حال پيشرفت است و نقش كليدى را در زندگى ما در سرتاسر دنيا ايفا مى كند. اما تكنولوژي بيسيم چه فوايدى دارد. اين تكنولوژى به كاربر امكان استفاده از دستگاه هاى متفاوت، بدون نياز به سيم يا كابل، در حال حركت را مى دهد. شما مى توانيد صندوق پست الكترونيكى خود را بررسى كنيد، بازار بورس را زير نظر بگيريد، اجناس مورد نياز را خريدارى كنيد و يا حتى برنامه تلويزيون مورد علاقه خود را تماشا كنيد. بسيارى از زمينه هاى كارى از جمله مراقبت هاى پزشكى، اجراى قوانين و سرويس هاى خدماتى احتياج به تجهيزات Wireless يا تكنولوژي بيسيم دارند.
تجهيزات Wireless به شما كمك مى كند تا تمام اطلاعات را به راحتى براى مشترى خود به نمايش در بياوريد. از طرفى مى توانيد تمامى كارهاى خود را در حال حركت به سادگى به روز رسانى كنيد و آن را به اطلاع همكاران خود برسانيد. تكنولوژى Wireless در حال گسترش است تا بتواند ضمن كاهش هزينه ها، به شما امكان كار در هنگام حركت را نيز بدهد. در مقايسه با شبكه هاى سيمى، هزينه نگهدارى شبكه هاى Wireless كمتر است شما مى توانيد از شبكه هاى Wireless براى انتقال اطلاعات از روى درياها، كوه ها و... استفاده كنيد و اين در حالى است كه براى انجام كار مشابه توسط شبكه هاى سيمى، كارى مشكل در پيش خواهيد داشت.


چند استاندارد مهم در تكنولوژي بيسيم عبارتند از:

1- Bluetooth
2- Infrared
3- Wi-Fi
4- 3G

Infrared*: كه يك تكنولوژي نسبتاً قديمي و كارا مي باشد كه در آن براي انتقال اطلاعات از امواج مادون قرمز استفاده مي شود. محدوديت اين استاندارد كوتاه بودن مسافت و برد آن مي باشد. همچنين بين دو قطعه سخت افزاري نبايد چيزي قرار گيرد و روي آنها هم حتماٌ بايد روبه هم باشد، در غير اين صورت ارتباط قطع يا متخلخل خواهد شد. يكي از كاربردهاي اين استاندارد، استفاده در كامپيوترهاي Lap Top و Notebook مي باشد.

:Wi-Fi* در حال حاضر محبوب ترين و ارزان ترين شبكه محلى بى سيم (Wireless LAN) را دارد. Wi-Fi در طيف راديويى 2.4 GHz عمل مى كند و مى تواند سرعت انتقال اطلاعات را تا 11 Mbps با دامنه ۳۰ متر بالا ببرد. تعادلى كه Wi-Fi بين اقتصاد، پهناى باند، و مخصوصاً برد، برقرار كرده، آن را به صورت استانداردى برجسته براى تجارت در آورده، و كارمندان بسيارى از اين تكنولوژى براى كار و محاسبات شخصى استفاده مى كنند.
استاندارد Wi-Fi 802.11b برد مناسبى براى استفاده در مكان هاى ادارى دارد. استاندارد Wi-Fi 802.11a پهناى باند بيشترى داشته و مشكلات تداخل فركانس راديويى آن كمتر است ولى برد كوتاهترى دارد.

3G*: اما آينده Wireless به كجا ختم مى شود، نسل سوم شبكه ها،G3 نامگذارى شده است. سيستم هاى G3 كمك مى كنند تا صدا و تصوير و داده را با كيفيت مناسب و به سرعت انتقال دهيم. هم اكنون اين استاندارد بر روي بسياري از تلفن هاي همراه جديد با كپي رايت 2004 به بعد موجود مي باشد.

Bluetooth*: اما Bluetooth كه تكنولوژي و استاندارد جديدي است تقريباً تمام محدوديتهاي فوق را كنار زده و به سرعت در حال همه گير و جهاني شدن مي باشد.

ولي Bluetooth چيست و چرا چنين نامي براي آن انتخاب كرده اند؟

امروزه شنيدن اصطلاح بلوتوث(Bluetooth) در مقام يك تكنولوژى جذاب تبديل به امرى عادى شده است. سازندگان تلفن هاى همراه و لپ تاپ ها، محصولاتى هستند كه بيشترين استفاده از اين تكنولوژى را براى فروش بيشتر به كار گرفته اند و بلوتوث در دست آنان يك برگ برنده در مقابل رقيبان محسوب مى شود.
بلوتوث يك تكنولوژى بى سيم با برد كوتاه است كه ارتباط بين دستگاه هاى الكتريكى از قبيل تلفن هاى همراه، پرينترها و لب تاپ ها را بدون سيم يا كابل برقرار مى كند. اين تكنولوژى از امواج راديويى كوتاه براى ارتباط داخلى بين اجزاى يك شبكه كوچك بى سيم استفاده مى كند.
مجموعه اى از سيم ها را تصور كنيد كه دستگاه هاى جانبى را به كامپيوتر شخصى و كامپيوتر شخصى را به شبكه وصل مى كند و تصور كنيد كه تمام اين سيم ها و كابل ها نباشند! تصوير دلپذيرى است، نه؟ تكنولوژى بلوتوث به عنوان يك لينك راديويى با برد كوتاه و قيمت ارزان عمل مى كند. اين سيستم هم براى دستگاه هاى سيار و هم دستگاه هاى ثابت، امنيت ايجاد مى كند. ماموريت اصلى، ايجاد يك تكنولوژى بى سيم استاندارد است تا جايگزين انبوه كابل ها و سيم هايى شود كه دستگاه هاى محاسباتى و كامپيوترها را به يكديگر متصل مى كنند.

• دندان آبى

بلوتوث در لغت به معناى «دندان آبى» است. اين لغت برگرفته از نام هارالد بلاتاند يكى از پادشاهان دانمارك است كه در سال هاى ۹۴۰ تا ۹۸۵ پس از ميلاد در دانمارك زندگى مى كرده است. اين پادشاه كه در بين وايكينگ هاى اسكانديناوى محبوبيت زيادى داشته است، باعث اتحاد چندين پادشاهى از هم گسيخته شد. بلاتاند به دندان آبى شهرت داشته است آن هم به خاطر خوردن زياد توت فرنگي. بنابراين از آنجايى كه بلوتوث با معرفى يك معيار جهانى به هماهنگ كردن هزاران استاندارد رقيب مى پردازد؛ اين نام براى آن انتخاب شده است.

اما تكنولوژى «دندان آبى» - يا به آن نام اصلى كه براى همه آشناست: Bluetooth- در سال ۱۹۹۴ توسط شركت سوئدى "اريكسون" ايجاد شد. سرپرستان اين تيم تحقيقاتى، ال ام اريكسون و پاپ هارتسن بودند كه هدف آنها ايجاد ارتباطى راديويى و ارزان قيمت بين موبايل ها بود. با گسترده شدن تحقيقات، چهار شركت نوكيا، آى بى ام ، توشيبا و اينتل هم به شركت اريكسون پيوستند و در سال ۱۹۹۸ يك «گروه ويژه علاقه مند به بلوتوث» با نام اختصارى SIG تشكيل دادند. در دسامبر سال ۱۹۹۹ اين گروه اعلام كرد كه شركت هاى بزرگى مثل مايكروسافت و موتورولا هم به اين كمپانى ها افزوده شده اند.

• مرورى بر خصوصيات Bluetooth:

به هر جهش يك باند فركانسى اختصاص مى دهد. اين طيف گسترده براى جهش از يك كانال به كانال ديگر استفاده مى شود كه باعث ايجاد يك لايه امنيتى قوى مى شود.
در هر پيكونت تا هشت دستگاه مى تواند شركت داشته باشد. دستگاه هاى متصل در يك شبكه AD HOC، كه نيازى به تعيين قبلى و برنامه ريزى ندارند، پيكونت را تشكيل مى دهند. اين شبكه، يك شبكه متقارن است. در زمان ارتباط هر دستگاه دسترسي يكسانى به ساير دستگاه ها دارد. در اين سيستم يك دستگاه به عنوان واحد ميزبان (مستر) و بقيه به عنوان مهمان (اسليو) مشخص مى شوند.
برخلاف سيستم هاى بى سيمى نظير مادون قرمز كه در آن دو دستگاه گيرنده و فرستنده بايد دقيقاً رو به روى هم باشند و هيچ مانعى بين آنها نباشد، بلوتوث آزادانه تر عمل مى كند و براى ايجاد ارتباط بين دو دستگاه دارنده اين سيستم فقط كافى است كه اين دو دستگاه در برد يكديگر باشند تا ارتباط بين آنها ايجاد شود و سيگنال ها مى تواند از پشت موانعى مانند ديوار هم ارسال شوند.
هم كاربردهاى همزمان و هماهنگ، و هم غير هم زمان و ناهماهنگ را پشتيبانى مى كند، بنابراين به كار بردن دستگاه هاى متنوع و سرويس هاى متنوع را آسان مى كند.

• آرايش شبكه

اين سيستم به صورت نقطه به نقطه و نقطه به چند نقطه مى تواند فعاليت كند. در مورد عملكرد نقطه به نقطه مى توان رابطه بى سيم يك موبايل به عنوان دستگاه متحرك و خود موبايل به عنوان بيس (تكيه گاه) را مثال زد. در مورد عملكرد نقطه به چند نقطه هم مى توان چند پرينتر و فقط يك دستگاه كامپيوتر را در نظر گرفت. مى توان اين كامپيوتر را با استفاده از سيستم بلوتوث به چند پرينتر موجود ارتباط داد و از طريق كامپيوتر به عنوان بيس از تمام كامپيوترها به صورت همزمان يا جداگانه استفاده كرد.

• فركانس راديويى و جهش طيف

اگر ميزان زيادى نويز راديويى وجود داشته باشد، چه اتفاقى مى افتد؟ آيا اين مسئله باعث اختلال در ارتباطات بلوتوث نمى شود؟
اين سيستم طورى طراحى شده است تا از جهش فركانسى و تائيد سريع استفاده كند كه ارتباطات را قوى و به دور از خطا مى كند. با جهش به يك فركانس جديد، بعد از اين كه هر بسته اطلاعاتى دريافت مى شود، علاوه براينكه كمك مى كند تا تداخل امواج محدود شود، موجب افزايش امنيت هم مى شود. سرعت ارسال اطلاعات در سيستم بلوتوث 1 MB/s است.
بلوتوث در فركانس ۴۵/۲ گيگاهرتز ارتباط برقرار مى كند و توافق بين المللى براى استفاده صنعتى، علمى و پزشكى (ISM) از آن انجام شده است. اين فركانس، فركانس ميانه است. فركانس دقيق بلوتوث ۴۰/۲ گيگاهرتز تا ۴۸/۲ گيگاهرتز است. در اين محدوده فركانس، ۷۹ كانال راديويى فركانس متفاوت وجود دارد. براى اين كه در امواج به كار رفته در دستگاه هاى بلوتوثى كه در برد يكديگر قرار دارند اختلال راديويى ايجاد نشود، هر دستگاه در هر ثانيه ۱۶۰۰ بار اين ۷۹ كانال را به صورت Random انتخاب مى كند. در اين صورت اگر دو دستگاه در برد يكديگر قرار داشته باشند و بر حسب شانس هر دو، يك كانال راديو - فركانس مشترك را انتخاب كنند، زمان اشتراك آنها به قدرى كوتاه است كه هيچ تداخلى را باعث نمى شود. محدوده ارتباطى استاندارد در بلوتوث، ۱۰ سانتى متر تا ده متر است كه با افزايش قدرت مخابره تا صد متر نيز قابل افزايش است.

• پروتكل ارتباطى

در ارتباطاتى كه از بلوتوث استفاده مى كنند، معمولاً يكى از حالات و موقعيت هاى زير برقرار است:

• Standby(انتظار): دستگاه هايى كه به هيچ پيكونتى متصل نباشند، در حالت انتظار هستند. در اين حالت، دستگاه با حدود ۳۲ جهش فركانسى در هر ۲۸/۱ ثانيه به پيغام ها گوش مى دهد.

•Page/Inquiry : اگر دستگاهى بخواهد با دستگاه ديگرى ارتباط برقرار كند و آدرس آن مشخص باشد، يك پيغام ارسال مى كند. اگر آدرس مشخص نباشد، توسط يك پيغام كدى براى تقاضا پاسخ مى فرستد. واحد اصلى ۱۶ پيغام مشابه را به واحد پيرو مى فرستد. اگر پاسخى دريافت نشود، واحد اصلى دوباره ۱۶ پيغام ارسال مى كند.

• Active (فعال): در اين حالت اطلاعات در حال ارسال هستند.

• Hold (حفظ كردن): زمانى كه هم واحد اصلى و هم پيرو در حالت انتظار هستند و هيچ اطلاعاتى مبادله نمى شود، اين حالت برقرار مى شود. هدف از اين حالت، ذخيره توان است. در غير اين صورت مبادله اطلاعات به طور ثابت صورت مى گيرد.
Sniff: اين حالت تنها براى دستگاه پيرو قابل اجرا است كه براى ذخيره توان انجام مى شود، البته نه به اندازه حالت قبل. در اين حالت پيرو نقش فعالى در پيكونت ندارد. اين حالت معمولاً قابل برنامه ريزى است.

Park (توقف): فعاليت در اين روش، از حالت Hold هم كمتر است. در طول اين حالت واحد پيرو با پيكونت همگام شده است، بنابر اين نياز به عكس العمل كامل ندارد. در اين حالت آنها آدرس MAC را ندارند و تنها گوش مى دهند تا خود را با واحد اصلى هماهنگ كنند (به آدرس سه بيتى كه هر واحد در يك پيكونت را مشخص مى كند، آدرس MAC مى گويند).

• ارسال اطلاعات

اطلاعات مى تواند به صورت هم زمان و غير هم زمان ارسال شود. روش ارتباط هم زمان (SCO) عمدتاً براى صدا و روش غير هم زمان (ACL) براى داده ها به كار مى رود. در هر پيكونت، هر جفت واحد اصلى و پيرو مى توانند روش ارسال متفاوتى را استفاده كنند و روش ها در هر زمانى مى تواند تغيير كند. پهناى باند توسط واحد اصلى كنترل مى شود تا مشخص كند هر واحد پيرو مى تواند چه ميزان از كل را استفاده كند. پيروها نمى توانند اطلاعاتى مبادله كنند تا زمانى كه واحد اصلى به آنها اجازه بدهد و دستگاه اصلى مى تواند پيغام ها را از طريق لينك ACL به همه پيروها بفرستد.

• امنيت سيستم و اصلاح خطا

سه تكنيك اصلاح خطا براى شبكه هاى بلوتوث معرفى شده است: دو حالت كد اصلاح خطاى مستقيم (FEC) و درخواست تكرار اتوماتيك (ARQ). روش هاى FEC طورى برنامه ريزى شده اند تا تعداد ارسال هاى مجدد را كاهش دهند.
امنيت سيستم از سه طريق انجام مى شود: جهش هاى فركانسى تصادفى تكرار شونده، استفاده از كدهاى خاص براى تعيين صحت اطلاعات و روش رمز نگارى.
جهش هاى فركانسى، استراق سمع را براى هر كسى مشكل مى كند. در اين روش فركانس ارتباطى بين دو دستگاه براساس الگوى توافقى بين خودشان در محدوده فركانس مجاز ۱۶۰۰ بار در ثانيه، عوض مى شود تا علاوه بر اينكه نويز كمترى در ارتباطات ايجاد شود، دست يافتن به اطلاعات واقعى رد و بدل شده براى هكرها هم دشوار شود. روش تعيين صحت به كاربر اجازه مى دهد تا اتصال را تنها با دستگاه هايى كه تعيين شده است كنترل كند. روش رمز گذارى از يك كليد رمزى با طول ۶۴ بيت استفاده مى كند.
دنياى بى سيم موهبتى براى كامپيوترها بوده است. سيستم بى سيم باعث شده است تا از وجود انبوهى از سيم ها و كابل ها راحت شويم و مهم تر از آن موجب شده است تا كامپيوترهاى شخصى بسيار كاربردى تر شوند و تكنولوژى بلوتوث هم به عنوان يكى از مهم ترين تكنيك هاى بى سيم روز به روز در حال پيشرفت است.
از سخت افزار هايي كه Bluetooth را Support مي كنند، ميتوان به دوربين هاي ديجيتال جديد، ماوسها و كيبورد هاي بلوتوس دار، هدست و هدفون ها، گوشي هاي مبايل و بعضي از Lop Top ها اشاره كرد.
مقدار برد مفيد يك بلوتوس هم اكنون به صد متر در Class 1 هم رسيده است.


البته قابل ذکر که بهتر از بلوتوث هم هست ولي به چند دليل ازش استفاده نميشه.

مثل پروژه ناكNAC كه در اسكانديناوي ( فنلاند ) طراحي شده .

دليل ها :

1- تغيير كردن ساختار CPU هاي موبايل و گران شدن آنها به دليل امنيت بالاي اين سيستم.

2- تداخل فركانسي در بعضي گشور ها frequency 1360Mhz 5Mhz bandwith

3سو ء استفاده از اين سيستم به دليل هاي زير.

اصول طراحي اين سيستم بر مبناي اصل BPSK است و توازني كار مي كنه و خروجي كمي داره در حد 10mW كه مي تونه با يه باتري كوچيك ساعت ها كار كنه با ولتاژ 3.5 ولت

برد اين سيستم ميتونه با يه آنتن Omini سه سانتي حدود 600 متر باشه.

حلا اگه اينو بذارن رو يه ميكروفون كوچيك چي ميشه .....!!!!!

موفق باشید.