تقنية Bluetooth

هي تقنية اتصالات معيارية لنقل البيانات بين العقد المتحركة عبر المسافات القصيرة ، باستعمال أمواج الراديو ذات الترددات فوق العاليّة (UHF) في الحزمة الصناعية العلمية الطبية (ISM) لبناء الشبكات الشخصية (PAN). بدء تطوير هذه التقنية في شركة إريكسون في العام 1994م ، لتكون بديلاً للكابلات العاملة بمعيار (RS-232).

يتمّ إدارة وتطوير معيار البلوتوث عبر مجموعة التطوير الخاصة البلوتوث (SIG) ، والتي تضم أكثر من 30 ألف شركة عضو في مجالات الاتصالات البعادية والحوسبة والشبكات والإلكترونيات. أصدر معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات معياراً للبلوتوث تحت الاسم الرمزي (IEEE 802.15.1) ، لكنّه توقف عن إدارة عملية التطوير، وهي الآن تحت إشراف مجموعة التطوير الخاصة البلوتوث، وهي تحدد المواصفات التي يجب على الشركات المصنعة الالتزام بها.

تعريف البلوتوث

يُمكّن نظام البلوتووث الأجهزة الموجودة في إطار تغطية الموجات من الاتصال مع بعضها بعضا، تستخدم هذه الأجهزة في الحقيقة موجات لاسلكية للاتصال في ما بينها لذلك لا يشترط بوجود الأجهزة في صف واحد أو على خط واحد بل يمكن ان تكون الأجهزة موجودة في غرف مختلفة ولكن يجب أن تكون إشارة البلوتوث قوية لتغطي هذه المساحة

بلوتوث هو معيار تم تطويره من قبل مجموعة من شركات الإلكترونيات للسماح لأي جهازين إلكترونيين – حواسيب وهواتف خلوية ولوحات المفاتيح – بالقيام بعملية اتصال وحدها بدون أسلاك أو كابلات أو أي تدخل من قبل المستخدم.

الشركات التي تنتمي إلى مجموعة الاهتمام الخاص ببلوتوث، والتي يقدر عددها بحوالي 1000 شركة، تريد أن تحل اتصالات البلوتوث اللاسلكية محل الأسلاك لوصل خطوط الهاتف والحواسيب.

الاستخدامات

تستخدم تقنية البلوتووث في عدة تطبيقات مفيدة في حياتنا اليومية منها:

• وصل أجهزة الهاتف الخلوية مع بعضها أو مع أجهزة أخرى.
• شبكة حاسوب صغيرة بين الحواسيب الموجودة في مساحة جغرافية صغيرة شبكة شخصية.
• وسيلة إدخال للحاسوب مثل الفأرةأو لوحة المفاتيح حيث يتم الاستغناء عن الأسلاك.
• وسيلة إخراج للحاسوب مثل الطابعاتحيث يتم الاستغناء عن الأسلاك.
• نقل الملفات والمعلومات بين الأجهزة عبر نظام نقل العناصر.

تاريخ البلوتوث

منذ العام 1980 جرت محاولات لاحلال الربط بين الاجهزه المختلفة بواسطة الأسلاك بأسلوب وطريقه جديده تعتمد على الاتصال اللاسلكي . كل هذه المحاولات كانت تواجه مصاعب كثيره تتلخص في  الاستهلاك الاضافي للكهرباء, إلى جانب الثشويش الحاصل من الاجهزه المربوطه بعضها ببعض. كانت المشكلة الأكبر تكمن في غياب معايير واسس ثابتة ومتفق عليها من قبل الجميع. في تلك الأثناء كان يعتقد أن تقنية الأشعة تحت الحمراء (infrared) هي البديل والحل الأمثل لعمليات الاتصال والربط اللاسلكي.

حيث قامت 30 شركة ومؤسسة تقريبا في شهر أغسطس من عام 1993 منهاHP,  IBM  Digital بالعمل معا لتاْسيس ما سمي ب IrDA (Infrared Data Association) الهدف كان استحداث بروتوكول) متفق عليه للاستخدام في عمليات نقل المعلومات اللاسلكي عبر الاشعه تحت الحمراء (Infrared) .

كان من المقدر لهذه التقنية الجديدة أن تصارع مع مشكلة صعبة وهي ضرورة الاتصال البصري بين الاجهزه المختلفة كشرط أساسي لإتمام عملية الربط لاجل ذلك تم الاستعانه بشركة Ericsson لايجاد طريقة ربط لاسلكي تحل محل الربط السلكي ، كنتيجه للابحاث توصلت كل من الشركات (Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba, Intel) إلى صياغة مجموعه من المواصفات (specifications) المتفق عليها, والتي استقت كما من المعرفة والمعلومات من ال IrDA قادت هذه المواصفات في النهاية إلى ايجاد وتأسيس ما يعرف بالـبلوتوث.

كلمة بلوتوث بالعربيه ” السن الأزرق” ،Bluetooth in English, Blatand in Danish  أخذت من اسم ملك دنماركي (Harald Blåtand) عاش في القرن العاشر الميلادي واشتهر بشخصيته الكاريزمية والقوية التي ساعدته في التواصل مع الاخرين والصلح والربط بين الدول الاروبية التي كانت متخاصمة و منغلقة في تلك الفترة.

مميزات تقنية البلوتوث وبنية نظامه

• حل محل الكابلات لوصل الأجهزة الألكترونية القريبة المحمولة أو المثبتة.
• شدتها، طاقتها المنخفضة وتكلفتها القليلة.
• يتألف نظام البلوتوث الأساسي من مرسل و مستقبلو بروتوكول مكدس وهذا النظام يقدم العديد من الخدمات التي تمكن من الأتصال بين الأجهزة، وتبادل صفوف البيانات بين هذه الأجهزة.

أمن البلوتوث

في كل جهاز Bluetooth هناك أربعة من الكيانات المستخدمة للحفاظ على الامن وهي:

1. عنوان جهاز البلوتوث (BD ADDR) الذي هو عنوان مؤلف من 48 بتوهو فريد لكل جهاز  Bluetooth ويحددها جمعية مهندسي الكهرباء والألكترونيات.
2. مفتاح الوثوقوية الخاص ذو ال  128 بتعشوائي، ويستخدم هذا المفتاح لأغراض الوثوقوية.
3. مفتاح التشفير الخاص، بطول 8-128 بت الذي يستخدم لأغراض التشفير.
4. رقم عشوائي مؤلف من 128بتعشوائي، ويحدد هذا الرقم جهاز البلوتوث نفسه.

تكوين شبكة شخصية بواسطة البلوتوث

عندما يتقارب جهازا بلوتوث من بعضهما البعض، فإن حديث إلكتروني سيجري لمعرفة إن كانت هناك بيانات للمشاركة أو إذا على الجهاز الأول التحكم في الجهاز الثاني. هذا الأمر كله يجري بدون الحاجة إلى ضغط أي زر أو إصدار أي أمر، فهذا الحديث الإلكتروني سيأخذ مجراه بشكل تلقائي. وعندما يتم الاتصال ما بين الجهازين، فإنه يتم تكوين شبكة معينة ما بين الجهازين. وتقوم أنظمة بلوتوث بعدئذ بإنشاء شبكة شخصية قد تمتد لغرفة كاملة أو تمتد لمتر أو أقل. وعندما يتم تكوين الـ شبكة شخصية فإن الجهازين يقومان بتغيير التردد بطريقة واحدة وفي وقت واحد حتى لا يتم التداخل مع شبكات شخصية أخرى التي قد تكون موجودة في نفس المكان.

تزويد الحاسوب بتقنية بلوتوث

• شراء جهاز(وصلة) بلوتوث خارجية.
• الجهاز يوصل مع الحاسوب عن طريق USB .
• تعريف الوصلة الجديدة..

فوائد تقنية البلوتوث

إن توصيل جهازين إلكترونيين مع بعضهما البعض يحتاج إلى توافق في العديد من النقاط، من هذه النقاط نذكر

• كمية الأسلاك اللازمة لتوصيل جهازين:ففي بعض الأحيان يكون سلكين فقط مثل توصيل الأجهزة الصوتية بالسماعات وفي أحيان أخرى يتطلب الأمر 8 أسلاك ويصل حتى 25 سلك كالوصلات المستخدمة في الكمبيوتر وأجهزته الطرفية.
• نوعية التوصيل المستخدم بين الأجهزة لتبادل المعلومات:هل هو على التوالي أم على التوازي؟ فمثلاً الكمبيوتر يستخدم الطريقتين للتوصيل من خلال المخارج المثبتة في اللوحة الأمفتصل الطابعة مع الكمبيوتر على التوازي أما ما الفرق بين البلوتوث والاتصال اللاسلكي؟ الاتصال اللاسلكي مستخدم في العديد من التطبيقات، مثل التوصيل من خلال استخدام الأشعة تحت الحمراء وهي أشعة ضوئية لا ترى بالعين وتعرف باسم الأشعة تحت الحمراء لأن لها تردد أصغر من تردد الضوء الأحمر. تستخدم الأشعة تحت الحمراء في أجهزة التحكم عن بعد في التلفزيون Remote Control وتعرف باسم Infrared Data Association وتختصر بـ IrDA كما أنها تستخدم في العديد من الأجهزة الطرفية للكمبيوتر.

مميزات تقنية البلوتوث

• أجهزة بدون أسلاك
• تقنية رخيصة التكاليف

أنماط عمل البلوتوث

• A2DP نمط نشر الصوت المتقدم : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث المخصصة لنقل الصوت، وهو أحادي الجهة، بمعنى أنه يؤمن نقل الصوت من الجوال إلى سماعات الرأس دون نقل الأوامر من السماعات إلى الجوال.
• AVRCPنمط التحكم عن بعد بالصوت والفيديو: وهو أحد أنماط عمل البلوتوث ويستعمل للتحكم بتشغيل الصوت والفيديو، فهو يؤمن نقل أوامر التحكم القياسية كالتشغيل والإيقاف، ويمكن للجوال أن يستعمل الـ A2DP لإرسال الصوت إلى السماعة في حين تستعمل السماعة الـ AVRCP لإعطاء الجوال أوامر التحكم.
• BIPنمط التحكم الأساسي بالصور: وهو أحد أنماط عمل البلوتوث ويضم العديد من العمليات المتعلقة بالصور. يعد إرسال الصور من أكثر استخدامات الـ BIP شيوعاً، كما توجد استخدامات أكثر تقدماً للـ BIP كسحب الصور ودعم الطباعة المتقدمة والأرشفة التلقائية والتحكم عن بعد بالكاميرا وإظهار الصور الملتقطة عن بعد.
• BPPنمط التحكم الأساسي بالطباعة : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث المخصص للطباعة المباشرة من الجوال إلى الطابعة (التي تدعم البلوتوث) حيث يتمكن الـ BPP من إرسال المعلومات إلى الطابعة دون الحاجة إلى تعريفها على الجوال.
• DUNنمط النفاذ عبر المودم : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث المخصص لربط الجوالات القادرة على تصفح الوب مع الحاسبات ليتمكن الحاسب من الدخول إلى الإنترنت عبر الجوال (حيث يعمل الجوال هنا عمل المودم).
• FAX نمط عمل الفاكس : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث والذي صمم لتتمكن الحاسبات من استعمال الجوال الداعم للبلوتوث كفاكس.
• FTP نمط نقل الملفات : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث والتي تسمح للجوال الداعم للبلوتوث من استعراض الملفات الموجودة على جهاز آخر (جوال أو غيره) لتبادل الملفات بين الجهازين.
• GAVDPنمط النشر العام للصوت والفيديو: وهو أحد أنماط عمل البلوتوث والذي يشكل الطبقة التحتية التي بني عليها نمطي الـ A2DP والـ VDP. لكن ومع ذلك فمن الممكن أيضاً الاستفادة منه كنمط عمل لنقل الصوت من الجوال إلى سماعة الرأس.
• GAP : وهو نمط عمل بدائي جداً ويشكل الطبقة الأساسية لباقي أنماط عمل البلوتوث.
• HFP نمط الأجهزة التي لا تشغّل باليد : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث المصممة لدعم الاتصال اللاسلكي ثنائي الجهة بين سماعة الرأس والجوال، يكثر استعماله في السيارات فيظهر الصوت عبر نظام السيارة الصوتي بصيغة ستيريو دون الحاجة إلى إخراج الجوال من الجيب.
• HID نمط أجهزة التفاعل البشري : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث للتحكم عن بعد بجهاز من خلال الآخر. وكمثال شائع عن ذلك فمن الممكن استخدام الـ HID لإدخال البيانات إلى الجوال من خلال لوحة مفاتيح قياسية تعمل على البلوتوث. أو بالعكس كأن تستخدم لوحة مفاتيح الجوال للتحكم بجهاز آخر كالتلفاز مثلاُ.
• HSP نمط السماعات : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث المصممة لدعم الاتصال اللاسلكي ثنائي الجهة بين سماعة الرأس والجوال. يتميز الـ HSP عن شبيهه الـ HFP بأنه يسمح بإرسال واستقبال الصوت في آن واحد، لكن الـ HFP يفوق الـ HSP في أنه يزود السماعات بصوت ستيريو.
• LAP نمط النفاذ إلى الشبكة المحلية: وهو أحد أنماط عمل البلوتوث المصممة لتمكين الجوال من الدخول إلى الشبكة المحلية أو شبكة الإنترنتعبر جهاز آخر يملك اتصالاً فيزيائياً معها.
• OPP نمط دفع الأغراض : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث يسمح بنقل ملفات كالصور والمعلومات الشخصية من جوال إلى آخر. كما تقوم الجوالات التي تدعم نمط الـ OPP بإرسال المعلومات الشخصية فقط على هيئة بطاقة الزيارة.
• PAN نمط الشبكة الشخصية : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث والذي يسمح بإنشاء شبكات لاسلكية ما بين الأجهزة القريبة، لكن مدى تلك الشبكات لا يتعدى الـ 10 أمتار، وبالتالي فهو أقل بكثير من مدى شبكات الـ WLAN.
• PBAP نمط النفاذ إلى دفتر الهاتف : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث التي تسمح بتبادل معطيات دفتر الهاتف بين جهازين، وعادةً ما تكون بين نظام الاتصال في السيارة وبين الجوال لتتمكن السيارة من عرض اسم الشخص المتصل.
• SPP نمط المأخذ التسلسلي : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث المصممة لمنافسة المأخذ التسلسلي للحاسب وذلك بغية توفير بديل لاسلكي عن بروتوكول الاتصال RS-232.
• SAP نمط النفاذ إلى بطاقة السيم : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث المخصص لمشاركة معلومات السيم بشكل آمن مع جوال GSM آخر. عادةً ما يستعمل هذا النمط في أنظمة السيارات المتقدمة حيث يكون للسيارة آلية بث GSM خاصة لكنها متصلة بجوال السائق عبر البلوتوث وتعتمد على بطاقة السيم الموجودة فيه.
• VDPنمط نشر الفيديو: وهو أحد أنماط عمل البلوتوث والذي يسمح ببث الفيديو. يمكن الاستفادة منه في بث الفيديو من الحاسب إلى الجوال.
• ESDP نمط دليل الخدمة الموسع : وهو أحد أنماط عمل البلوتوث والذي يمكن الجوال من استكشاف الأجهزة القريبة منه والتي تدعم نظام التركيب والتشغيل العالمي (UPnP)
• نمط اتصال كاميرة : هو أحد أنواع الذي يسمح اتصال كاميرة ويب بالحاسوب