بلوتوث

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
شعار تقنية البلوتوث

البلوتوث (بالإنجليزية: Bluetooth) هي تقنية اتصالات راديووية في نطاق الموجات القصيرة صممت لنقل البيانات لمسافات قصيرة من المتر الواحد إلى المائة متر وبأستهلاك كميات ضئيلة من الطاقة وتستخدم هذه التقنية بشكل كبير في نقل البيانات بين الأجهزة المحمولة وفى الملحقات الطرفية للحاسب.

تعريف البلوتوث[عدل]

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 لوحدها 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.

تطبيقات تقنية البلوتووث[عدل]

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

  1. من الممكن وصل أجهزة الهاتف الخلوية مع بعضها أو مع أجهزة أخرى (الميكروفونات) أو مع أدوات السيارة.
  2. شبكة حاسوب صغيرة بين الحواسيب الموجودة في مساحة جغرافية صغيرة(شبكة شخصية).
  3. وسيلة إدخال للحاسوب مثل الفأرة أو لوحة المفاتيح حيث يتم الاستغناء عن الأسلاك.
  4. وسيلة إخراج للحاسوب مثل الطابعات حيث يتم الاستغناء عن الأسلاك.
  5. نقل الملفات والمعلومات بين الأجهزة عبر نظام نقل العناصر.

كيفية التخلص من الأسلاك في الاتصالات[عدل]

كانت الأشعة تحت الحمراء(IrDA-كالمستعملة في حواكيم التلفاز (remote control)- كانت الحل الأمثل للتخلص من الأسلاك، ولكن كان لها سلبيتان:

  1. الأشعة تحت الحمراء تقنية تعتمد على خط النظر، أي:يجب عليك أن توجه الحاكوم (remote control) باتجاه التلفاز لكي تقوم بإصدار الأوامر.
  2. الأشعة تحت الحمراء هي تقنية تعتمد على الفردية. فمن خلال الأشعة تحت الحمراء تستطيع أن ترسل البيانات من حاسوبك الشخصي إلى المحمول، ولكنك لا تستطيع أن ترسل هذه البيانات من حاسوبك الشخصي إلى المحمول وحاسوب آخر في نفس الوقت.

بالتالي كان الحل اختراع تقنية البلوتوث.

تاريخ البلوتوث[عدل]

منذ العام 1980 جرت محاولات حثيثه لاحلال الربط بين الاجهزه المختلفه 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 المشكله 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, ولتحقيق ذلك قامت 30 شركة ومؤسسة تقريبا في شهر أغسطس من عام 1993 (منها HP, IBM, Digital) بالعمل معا لتاْسيس ما سمي ب IrDA (Infrared Data Association). الهدف كان استحداث ميثاق (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 المختلفه 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 المعرفه والمعلومات من ال IrDA. قادت هذه المواصفات في النهاية إلى ايجاد وتأسيس ما يعرف بالـ (بلوتوث).

كلمة بلوتوث (بالعربيه "السن الأزرق" ،Bluetooth in English, Blatand in Danish) أخذت من اسم ملك دنماركي (Harald Blåtand) عاش في القرن العاشر للميلاد, اشتهر بمقدراته الفريده على الاتصال مع الاخرين. ويرجع له الفضل الأعظم في وحدة الدنمارك واعتناق أهلها المسيحية.

ومما يجدر ذكره أن اختيار اسم إسكندنافي - دنماركي لهذه التكنلوجيا الجديده يدل على المساهمه الفعاله لشركة Ericsson السويدية لايجاد هذه التقنية الفعاله.

ميزة تقنية البلوتوث وبنية نظامه[عدل]

تقنية البلوتوث اللاسلكية هي نظام اتصالات قصير المدى، صمم لكي يحل محل الكابلات لوصل الأجهزة الألكترونية القريبة المحمولة أو المثبتة.

إن ميزة تقنية البلوتوث اللاسلكية هي شدتها، طاقتها المنخفضة وتكلفتها القليلة.

يتألف نظام البلوتوث الأساسي من مرسل ومستقبل وبروتوكول مكدس.

هذا النظام يقدم العديد من الخدمات التي تمكن من الأتصال بين الأجهزة، وتبادل صفوف البيانات بين هذه الأجهزة.[1]

أمن البلوتوث[عدل]

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-بت وهو فريد لكل جهاز Bluetooth ,ويحددها جمعية مهندسي الكهرباء والألكترونيات (IEEE).
  2. مفتاح الوثوقوية الخاص ذو ال 128-بت عشوائي، ويستخدم هذا المفتاح لأغراض الوثوقوية.
  3. مفتاح التشفير الخاص، بطول 8-128 بت الذي يستخدم لأغراض التشفير.
  4. رقم عشوائي مؤلف من 128-بت عشوائي، ويحدد هذا الرقم جهاز البلوتوث نفسه.

ينقسم أمن البلوتوث ألى ثلاثة أوضاع:

  1. الوضع الأمني 1:غير آمن
  2. الوضع الأمني 2:فرض مستوى الخدمات الأمنية
  3. الوضع الأمني 3:ربط مستوى الأمان القسري

الفرق بين الوضع الأمني 3 و2 هو أنه في الوضع 3 يبدأ جهاز ال Bluetooth الإجراءات الأمنية قبل إنشاء قناة الاتصال.[2]

آلية عمل تقنية البلوتوث[عدل]

جهاز البلوتوث يقوم بتوليد أمواج لاسلكية بتردد يبلغ(2.45 GHz), وقيمة هذا التردد قد تم الاتفاق عليه من قبل الاتفاقية العالمية لاستعمال الأجهزة الصناعية والعلمية والطبية ISM)). قد تظن أن إشارات الأجهزة التي تعمل بتكنولوجيا بلوتوث والموجودة في غرفة معينة، ستتداخل فيما بينها مما يؤثر في عملية الاتصال. ولكن هذا أمر بعيد الحدوث لأن الأجهزة ستكون على ترددات مختلفة وفي أوقات مختلفة مستخدمة تقنية معينة تسمى (قفزا تردديا ذا طيف منثور) (spread-spectrum frequency hopping باستخدام هذه التقنية فإن جهاز ما سيستعمل 79 ترددا فرديا مختلف بصورة عشوائية في دائرة معينة وقيمة التردد ستختلف بطريقة دورية, أي أن جهاز البلوتوث سوف يغير قيمة التردد 1600 مرة في الثانية, مما يعني أن أجهزة أكثر تستطيع الاستفادة من طيف الراديو المحدد. وعلى ذلك، فإن هناك احتمالا بعيدا جدا أن يقوم جهازا بلوتوث آخر باستعمال نفس التردد في نفس الوقت.

تكوين شبكة شخصية بواسطة البلوتوث[عدل]

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[عدل]

  • شراء جهاز(وصلة)بلوتوث خارجية.
  • الجهاز يوصل مع الحاسوب عن طريق USB.
  • تعريف الوصلة الجديدة.
  • علماً أن الوصلة متوفرة بأحجام وأسعار مختلفة.

إصدارات البلوتوث[عدل]

فيما يلي عرض لاهم اصدارات البلوتوث المعروفه:

  1. بلوتوث 1.0 و 1.0B:عانى هذا الإصدار من مشاكل تتعلق بالامن والحماية، كانت بسبب استخدام الـ (Bluetooth Hardware Device Address Transmission "BD_ADDR"). الحد الأقصى لمعدل البيانات 732.2 كيلو بت / ثانية.
  2. بلوتوث 1.1:

إضافة مؤشر قوة الإشارة "Received Signal Strength Indication (RSSI)", الحد الأقصى لمعدل البيانات 732.2 كيلو بت / ثانية.

بلوتوث 1.2:

أقل حساسية لساكنة المتدخل (مثل الشبكة المحلية اللاسلكية (التكيف عن طريق التنقل بين التردد الانتشار الطيفي (AFH)، علبة أنواع جديدة من أجل نقل متزامن (إسكو) الحد الأقصى لمعدل البيانات من 1 ميغابايت تحديدا في تشرين الثاني / نوفمبر 2003.

  1. بلوتوث 2.0 + EDR:

صدر في عام 2004 وكان متوافق مع الاصدرات السابقة والفرق الرئيسي هو سرعة نقل البيانات EDR التي وصلت إلى 3 ميجا /ثانية مع ان السرعة الحقيقية التي وصلها كانت 2.1 ميجا / ثانية.

  1. بلوتوث 2.1 + EDR:صدر في عام 2007 لزيادة نسبه الامان وتوافق مع الأجهزة الأخرى وثبات في النقل.
  2. بلوتوث 3.0 + HS:صدر في عام 2009 يوفر بلوتوث 3.0 + HS النظرية سرعات نقل بيانات تصل إلى 24 ميغابت / ثانية، ولكن ليس عبر الارتباط بلوتوث نفسها. يتم استخدام خط بلوتوث للارتباط وإنشاء اقتران ويتم تنفيذ حركة المرور البيانات عن طريق شبكة وايرلس اللاسلكية
  3. بلوتوث 4.0:صدر في عام 2010 وهو يتضمن بلوتوث الكلاسيكية، وتقنية بلوتوث عالية السرعة والبروتوكولات منخفضة الطاقة. ويستند بلوتوث على السرعةعالية وعلى واي فاي، ويدعم الإصدارات الأقدم--. ويقوم بتوفير كبير في الطاقة.

مشاكل حلها البلوتوث[عدل]

إن توصيل جهازين إلكترونيين مع بعضهما البعض يحتاج إلى توافق في العديد من النقاط، من هذه النقاط نذكر 1- 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.

2- 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 الأم فتصل 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. لكن الأجهزة المعتمدة على الأشعة تحت الحمراء لها ثلاث مشاكل هي: المشكلة الأولى:أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الأشعة تحت الحمراء تعمل في مدى الرؤية فقط line of sight أي يجب توجيه جهاز التحكم عن بعد إلى التلفزيون مباشرة للتحكم به. المشكلة الثانية:أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الأشعة تحت الحمراء هي تكنولوجيا واحد إلى واحد one to one أي يمكن تبادل المعلومات بين جهازين فقط فمثلاً يمكن تبادل المعلومات بين جهاز الكمبيوتر العادي وجهاز الكمبيوتر المحمول بواسطة الأشعة تحت الحمراء أما تبادل المعلومات بين الكمبيوترين وجهاز الهاتف المحمول فلا يمكن. المشكلة الثالثة:وتتجلى في كون الشركات المصنعة لأجهزة الموبايل مثلاً تقوم باعتماد بروتوكولات نقل مختلفة. وعلى سبيل المثال فإن جهاز من إنتاج شركة Samsung لا يستطيع إرسال المعلومات إلى جهاز من إنتاج Siemens. ومثال آخر هو أن أجهزة Nokia 6610 7210 6100 مثلاً لا تستطيع إرسال أي معلومات من خلال فتحة IrDA ولا تستطيع استقبال المعلومات إلا من جهاز كمبيوتر.

جاءت تكنولوجيا البلوتوث للتغلب على المشاكل المذكورة أعلاه، حيث قامت شركات عديدة مثل Siemens و Intel و Toshiba, Motorola و Ericsson بتطوير مواصفات خاصة مثبته في لوحة صغيرة radio module تثبت في أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الموبايل وأجهزة التسلية الإلكترونية لتدعم هذه الأجهزة تقنية البلوتوث وسنتمكن بعدها من الاستفادة من ميزاتها على النحو التالي:

  1. أجهزة بدون أسلاك:وهذا يجعل نقل الأجهزة وترتيبها في السفر أو في البيت سهلاً وبدون متاعب.
  2. تقنية رخيصة التكاليف:غير مكلفة بالمقارنة بالأجهزة الحالية.

ويأتي البلوتوث على شكل كرت كمبيوتر، أو على شكل دنقل في مدخل اليو إيس بي أو قد يأتي مدمجاً في الموبايل نفسه أو أي قطعة ألكترونية. أما بخصوص الـ USB Dongle، فهو مفيد للموبايلات ولنقل البيانات وسعره مناسب جداً البلوتوث متوفر في الأسواق وبكميات كبيرة، وأسعاره متفاوته ومختلفة ولكن كإستخادم للبلوتوث مع الموبايلات، فأنصح باستخدام الـ USB Dongle، وليس كرت كمبيوتر BT PC Card، لأن الكرت سعره مرتفع وهو مفيد للشبكات. وهذه مجموعة صور مختارة للبلوتوث بأشكاله وأنواعه: وصلة البلوتوث من شركة MSI وهي الوصلة التي استخدمها حالياً وهي ممتازة وسريعة، في الكتاب الخاص مع نفس القطعة يقال أن مداها 200 متر، لكن مع الجوال ما وصلت أكثر من 10.

أنماط عمل البلوتوث[عدل]

  • 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.
  • AVRCP:نمط 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.
  • BIP:نمط 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.
  • BPP:نمط 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.
  • DUN:نمط 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.
  • GAVDP:نمط 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 الإنترنت عبر 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.
  • VDP:نمط 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

وصلات خارجية[عدل]

المصادر[عدل]

  1. ^ "How Bluetooth Technology Works". Bluetooth SIG. اطلع عليه بتاريخ 2009-12-09. 
  2. ^ "Bluetooth Security". Helsinki University of Technology. اطلع عليه بتاريخ 2009-12-09.