دانلود تحقیق مفاهیم شبکه های بلوتوث Bluetooth

Bluetooth بلوتوث (Bluetooth) - شبکه های بی سیم صنعتی (Wireless)
صنعت IT در جهان از سال ۲۰۰۰ به بعد تحولات بسیارى را به خود دیده است.

هر روزه مردم با یک تکنولوژى جدید روبه رو مى شوند و دنیاى پیچیده و پیشرفته امروزى مردم را وادار به حرکت مى کند.

اما سرعت این حرکت به قدرى زیاد است که حتى متخصصین IT را هم به تعجب واداشته است.

با ایجاد هر تکنولوژى مردم مشتاق شده تا با آن آشنا شوند ولى بلافاصله تکنولوژى پیشرفته دیگرى متولد مى شود.

یکى از این تکنولوژى ها، Bluetooth است که به ارتباط بى سیم با برد کوتاه مربوط مى شود.

تکنولوژی Bluetooth استانداردی است که ارتباط بی سیم در فواصل کوتاه را برای گستره وسیعی از ابزارها شامل کامپیوترهای رومیزی، Laptop، PDA، موبایل، دوربین دیجیتال، چاپگر، صفحه کلید و حتی موس را ممکن می سازد.

بیش از 250 میلیون ابزار Bluetooth در حال حاضر در دنیا استفاده می شود و پیش بینی می شود تا دو سال آینده این تعداد به بیش از یک بیلیون افزایش یابد.
این تکنولوژى در تمام قطعات، وسائل الکترونیکى و ارتباطى کاربرد دارد و استفاده از آن تنها به شبکه ها و اینترنت مربوط نمى شود، به طورى که امروزه حتى موس و کى بورد Bluetooth هم به بازار آمده است.

اکثر کارشناسان و متخصصین کامپیوتر و شبکه اعتقاد دارند که از سال۲۰۰۴ پیشرفت هر چه بیشتر این تکنولوژى خواهد بود.

فرض کنید در منزلتان از تکنولوژى Bluetooth استفاده مى کنید و در حال چک کردن E-mailهاى خود از طریق تلفن همراه هستید، در همان حال نامه اى از دوست خود دریافت مى کنید.

شما هم نامه او را از طریق Bluetooth به پرینتر که به این سیستم مجهز است ارسال کرده و یک پرینت از آن تهیه مى کنید.

در همین زمان تلویزیون هم مشغول پخش برنامه اى است که بلافاصله تصویر را به مانیتور انتقال داده و توسط CD-Writer که به تکنولوژى Bluetooth مجهز است تصاویر را روى CD ذخیره مى کند.

اینها تنها برخى از موارد استفاده تکنولوژى Bluetooth در زندگى امروز است.
تجهیزات مجهز به این تکنولوژى در کنار هم شبکه اى خانگى به نامPAN (Personal Area Network) را ایجاد مى کنند.
در سال 1998 شرکت ال .

ام .

اریکسون علاقمند شد تا گوشی تلفنهای همراه تولیدی او بتوانند بصورت بی سیم به ابزارهای دیگر ( مثل PDA ) وصل شوند .

اریکسون و چهار شرکت دیگر (آی بی ام .اینتل.

نوکیا و توشیبا) یک <گروه sig=""> تشکیل دادند تا استانداردی بی سیم برای اتصال ایزارهای مخابراتی / رایانهای و ابزارهای جانبی آنها طراحی کنند که بردی کوتاه ، مصرف توان و پائین و قیمتی ارزان داشته باشد .

نام این پروپه ، بلوتوث انتخاب شد که برگرفته از نام < هوالدبلاتاند="" دوم=""> ( مشهور به Bluetooth ) ، یکی از پادشاهان وایکینگ است (981-940 ) که دانمارک و نروژ را با هم متحد کرد .
اگر چه تفکر اصلی ، رهایی از شر کابلهای مابین دستگاه های دیجیتالی بود ولی به سرعت در حوزه های دیگر نیز گسترش یافت و به تدریج در حیطه شبکه های محلی بی سیم نیز وارد شد.

اگر چه گسترش و رشد این استاندارد، روز بروز کاربرد آنرا بیشتر می کرد ولی در عوض چالشهائی بین این استاندارد و 802.11 پدید آورد .

نقطه شدت این چالش آنجاست که این دو سیستم از لحاظ الکتریکی با یکدیگر تداخل فرکانسی دارند.

اشاره به این نکته مهم است که شرکت هیولیت پاکارد چندین سال قبل از آن شبکه ای مبتنی بر نور مادون قرمز برای وصل بی سیم دستگاه های جانبی کامپیوتر عرضه کرده بود، ولی استقبال چندانی از آن نشد.
فارغ از همه اینها ، در ژولای 1999 گروه طراح بلوتوث ، مشخصات هزار و پانصد صفحه ای از نسخه 1 آن یعنی V1.0 را منتشر نمود .

به فاصله کوتاهی ، گروه استاندارد سازی IEEE که در اندیشه تدوین استاندارد 802.15 برای شبکه های شخصب بی سیم بودند مستندات استاندارد بلوتوص را به عنوان مبنای کار خود برگزیدند و شروع به پلایش و تکمیل آن نمودند .

اگر چه ایتاندارد سازی چیزی که مشخصات تفضیلی و مشروح آن در اختیاراست و پیاده سازی و هماهنگی داشته باشد) عجیب به نظر میرسد ولی تاریخ نشان داده که وجود یک استاندار باز که توسط سازمانی بی طرف مصل IEEE تدوین و مدیریت می شود عموماً کاربری یک تکنولوژی را ترویج و ترغیب خواهد کرد .

اگر بخواهیم اندکی دقیقتر سخن بگوئیم باید اشاره کنیم که توصیف استاندارد بلوتوث برای سیستمی کامل تدوین شده که از لایه فیزیکی تا لایه کاربرد را در بر می گیرد در حالیکه کمیته IEEE 802.15 فقط لایه های فیزیکی و پیوند داده را استاندارد سازی کرده و باقیمانده پشته پروتکلی خارج از برنامه این استاندارد است.
هر چند IEEE اولین استاندارد (PAN ) را در سال 2002 با عنوان 802.15.1 به تصویب رساند ولی هنوز کنسرسیوم بلوتوث فعال و سر گرم بهبود و توسعه آنست .

اگر چه نسخه استاندارد عرضه شده توسط کنسرسیوبلوتوث و IEEE ایمنی نیستند ولی انتظار می رود بزودی به یک استاندارد واحد همگرا شوند.
دندان آبی یا Bluetoothاز کجا آمد؟
Bluetoothاز کجا آمد شاید جالب باشد تا از تاریخچه نام Bluetooth هم اطلاع داشته باشیم.
این نام از نام یک پادشاه دانمارکى به نام Harald Blaatand گرفته شده است.

کلمه Blaatand پس از انتقال به زبان انگلیسى به شکل Bluetooth تلفظ شد که به معنى دندان آبى است.
این پادشاه که بین سال هاى ۹۴۰ تا ۹۸۶ مى زیست، توانست دانمارک و نروژ را که در جنگ هاى مذهبى با هم مشکل پیدا کرده بودند متحد کند و از آن پس شهرت زیادى کسب کرد.

در واقع تکنولوژى Bluetooth هم بر پایه اتحاد یکپارچه سیستم هاى کامپیوتر در قالبى بدون سیستم تاکید دارد که نماد کار و تلاش پادشاه دانمارکى است.

این دندان آبیBluetooth یعنی چه ؟
ایده اصلى ایجاد این سیستم در سال ۱۹۹۴ توسط شرکت موبایل Ericsson ارائه شد.

این شرکت به همراه چند شرکت دیگر به دنبال یک سیستم ارتباطى بین وسایل الکترونیکى مختلف بودند تا قادر به هماهنگى و سازگارى با هم باشند.

امروزه بسیارى از وسایل ارتباطى مانند PC، PDA، موبایل، پرینتر و...

از پروتکل هاى متفاوت و ناسازگار با یکدیگر استفاده مى کنند و همین امر باعث عدم ارتباط مناسب بین آنها خواهد شد.
بنابراین شرکت هاى مربوطه تصمیم به ایجاد یک استاندارد مشترک براى انواع وسایل ارتباطى گرفتند تا ارتباط میان آنها تحت یک پروتکل ثابت و مشخص برقرار شود.


فن آوری دندان آبی Bluetooth در حال حاضر:
در حال حاضر Ericsson، Intel، Nokia، IBM و Toshiba از پدیدآورندگان و توسعه دهندگان این تکنولوژى هستند.

این شرکت ها با تشکیل گروهى به نامBluetooth (Special Interest Group)SIG موفق شدند استاندارد مورد نظر را ایجاد کنند.
در حال حاضر Ericsson، Intel، Nokia، IBM و Toshiba از پدیدآورندگان و توسعه دهندگان این تکنولوژى هستند.

این شرکت ها با تشکیل گروهى به نامBluetooth (Special Interest Group)SIG موفق شدند استاندارد مورد نظر را ایجاد کنند.

از امواج رادیویى تا فن آوری دندان آبی Bluetooth: هر وسیله اى که از سیم براى انتقال اطلاعات خود استفاده نمى کند از امواج رادیویى بهره مى گیرد در واقع امواج رادیویى سیگنال هایى هستند که توسط فرستنده در هوا پخش مى شود.

امواج رادیویى قادر به انتقال صدا، تصویر و هر نوع Data هستند.

تلفن هاى بى سیم، موبایل، ماهواره ها، اداره تلویزیون و غیره جزء وسایلى هستند که ارتباط خود را از طریق این امواج فراهم مى کنند.

حتى دزدگیر اتومبیل شما هم از طریق امواج رادیویى کنترل مى شود.

فن آوری دندان آبی Bluetooth امواج بردکوتاه: Bluetooth نوعى از ارتباطات امواج رادیویى ولى با برد کوتاه است و از پروتکل خاصى براى ارسال اطلاعات خود استفاده مى کند و به همین دلیل است که شرکت هاى معتبر سازنده دستگاه هاى ارتباطى و کامپیوترى علاقه زیادى دارند تا در این پروژه شرکت کنند.

در واقع تمام دستگاه هایى که بر پایه Bluetooth ایجاد مى شود باید با استاندارد مشخصى سازگارى داشته باشند.

همان طور که مى دانید فرکانس هاى امواج رادیویى با استفاده از واحد هرتز محاسبه مى شوند.

فرستنده این فرکانس ها که Transmitter نام دارد امواج مورد نظر را در یک فرکانس خاص ارسال مى کند و دستگاه گیرنده در همان طول موج اقدام به دریافت اطلاعات مى کند و دامنه آن GHZ2.40 تا GHZ2.48 است.

Bluetooth یا فن آوری دندان آبی در جهان امروز: به لطف تکنولوژى جدید Bluetooth کشورهایى چون آمریکا و برخى کشورهاى اروپایى که در زمینه تکنولوژى حرف اول را در دنیا مى زنند به سمت استفاده از ارتباطات بى سیم بین شبکه ها و اینترنت حرکت مى کنند که علاوه بر سرعت زیاد، کیفیت بسیار خوبى را در اختیار کاربرانش قرار مى دهد.

استاندارد Bluetooth: از دیگر مشکلاتى که متخصصین بخش ارتباط با آن سروکار داشتند عدم وجود یک استاندارد مشخص و ثابت براى ارتباط دستگاه هاى مختلف با یکدیگر بود.

تا پیش از این هر شرکت دستگاه هاى خود را براساس استانداردهاى ارتباطى خود تولید مى کرد و به همین خاطر اغلب آنها براى ارتباط با دستگاه هایى از همان نوع ولى متعلق به یک کمپانى دیگر دچار مشکل مى شدند زیرا پروتکل ثابتى وجود نداشت.

حال این مشکل توسط استاندارد Bluetooth به راحتى قابل حل است.

قبل از مطرح شدن مسئله استفاده از Bluetooth متخصصان اعتقاد داشتند که در ارتباطات نزدیک از اشعه مادون قرمز استفاده شود.

مثلاً در کنترل از راه دور تلویزیون از این سیستم استفاده مى شود.

تکنولوژى مادون قرمز در مقابل دندان آبی: تکنولوژى مادون قرمز IrDA نام دارد و مخفف Infrared Data Association است.

در عمل ثابت شده که استفاده از این استاندارد قابل اطمینان است و هزینه بسیار کمى به خود اختصاص مى دهد.

ولى با این وجود معایبى نیز دارد.

اولین مشکل حرکت نور در خط راست است.

فرستنده مادون قرمز و گیرنده آن مى بایست در مقابل هم قرار بگیرند تا ارسال اطلاعات صورت گیرد، در غیر این صورت و وجود داشتن مانعى در بین راه، انتقال اطلاعات به درستى صورت نمى گیرد.

یکى دیگر از مشکلات مادون قرمز اصطلاح «یک به یک» است.

به این معنى که شما فقط مى توانید اطلاعات را از یک دستگاه تنها به یک دستگاه دیگر ارسال کنید و در یک لحظه قادر به ارسال اطلاعات از یک دستگاه به چند دستگاه نخواهید بود اما هر دو مشکل IrDA از طریق Bluetooth قابل رفع است.

قیمت ارزان فن آوری دندان آبی Bluetooth: یکى دیگر از دلایل استفاده از تراشه هاى Bluetooth قیمت بسیار مناسب آن است.

قیمت این تراشه ها عملاً ۱۵ تا ۳۰ دلار است که با توجه به کارایى بسیار خوب، این قیمت کاملاً مناسب به نظر مى رسد.

همان طور که اشاره شد این تکنولوژى از محدوده فرکانس ۴۰/۲ تا ۴۸/۲ گیگا هرتز که محدوده اى رایگان است استفاده مى کند که ۷۹ کانال ارتباطى را شامل مى شود.

البته این محدوده در اروپا و آمریکا مورد استفاده قرار مى گیرد ولى در ژاپن این محدوده بین ۴۷/۲ تا ۴۹/۲ گیگا هرتز است و ۲۳ کانال ارتباطى را شامل مى شود.

هر کدام از این کانال هاى ارتباطى قابلیت ارسال یک مگابایت اطلاعات را دارد و برد موثر آن ۱۰متر ذکر شده که شرکت هاى ارائه کننده این سیستم ها تا برد ۷ متر را ضمانت مى کنند و بیشتر از آن به فضاى اتاقى بستگى دارد که دستگاه ها در آن قرار دارند و همچنین به میزان وجود دیگر امواج رادیویى هم وابسته است.

سرعت انتقال اطلاعات در دندان آبی Bluetooth: سرعت انتقال اطلاعات در استاندارد Bluetooth بستگى به نوع سیستم ارتباطى دارد.

مثلاً اگر از ارتباط همزمان یا Synchronous استفاده شود نرخ انتقال اطلاعات ۴۲۳ کیلوبایت 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 غیرهمزمان یا Asynchronous نام دارد نرخ انتقال اطلاعات ۷۲۱ کیلوبایت در ثانیه خواهد بود.

البته با وجود سرعت بیشتر این ارتباط نسبت به ارتباط همزمان، قابلیت ارسال و دریافت در یک زمان را ندارد.

البته تکنولوژى هاى مانند Wi-Fi که بر پایه Bluetooth است برد موثر و نرخ انتقال اطلاعات بیشتر مى شود.

Bluetooth و سیستم تداخل امواج: Bluetooth از سیستم بسیار حساسى نیز برخوردار است و از این لحاظ با استفاده از آن احتمال تداخل بین دستگاه هاى مجهز به امواج رادیویى به حداقل خود مى رسد و حتى در صورت بروز تداخل در ارتباط بلافاصله اطلاعات از بین رفته مجدداً به طور خودکار براى دستگاه گیرنده ارسال خواهد شد.

حال این تصور به وجود مى آید که با وجود چندین دستگاه مجهز به این تکنولوژى در یک اتاق چگونه آنها روى یک فرکانس مشخص و بدون تداخل با یکدیگر به تبادل اطلاعات مى پردازند.

براى جلوگیرى از تداخل اطلاعات Bluetooth از تکنیکى به نام Spread Spectrum Frequency استفاده مى کند و این تکنیک به دستگاه ها اجازه مى