...
از زمانی که بلوتوث برای اولین بار در سال ۱۹۹۹ رسما شروع به کار کرد، به بخشی ضروری از زندگی روزمره همه ما تبدیل شده است. امروزه می توانید نسخه ای از این اتصال بی سیم را در گوشی های هوشمند، ساعت های هوشمند، بلندگو های بی سیم و گجت های قابل حمل پیدا کنید.
اما با وجود محبوبیت فراوانی که بلوتوث دارد، بسیاری از مردم هنوز نمی دانند که این فناوری دقیقا چگونه کار می کند. بنابراین، در ادامه این مقاله قصد داریم تا تمامی نکات فنی بلوتوث، از فرکانس سیگنال و تداخل پس زمینه گرفته تا کدک ها، محدوده عملیاتی، و پیشرفت هایی که در نسخه های مختلف آن حاصل شده را به صورت ساده و اجمالی بررسی کنیم.
بلوتوث چیست؟
قبل از اینکه به نحوه عملکرد فناوری بلوتوث و اینکه چگونه نسخه های جدیدتر آن قوی تر و بهتر از نسخه های قبلی شده اند بپردازیم، مهم است که بفهمیم اصلا بلوتوث چیست.
بلوتوث یک فناوری انتقال رادیویی با برد کوتاه و کم مصرف است. این نوع اتصال شامل امواج الکترومغناطیسی غیر یونیزه در محدوده رادیویی بین ۲.۴۰۲ گیگاهرتز و ۲.۴۸ گیگاهرتز است. قرار گرفتن در محدوده فرکانسی پایین باعث شده تا بلوتوث در مقایسه با سایر دستگاه های انتقال رادیویی کم مصرف تر باشد. به همین دلیل است که به راحتی می توان آن را در گجت ها و گوشی های هوشمند با اندازه کوچک بدون نگرانی زیاد در مورد مصرف شارژ باتری، بلوتوث را به کار گرفت.
بلوتوث می تواند در فضا های باز مورد استفاده قرار گرفته و از اغلب موانع فیزیکی نیز عبور کند. اینکه یک سیگنال بلوتوث خاص تا چه اندازه می تواند حرکت کند، در درجه اول به قدرت آن بستگی دارد و اینکه موانع سر راه آن ها تا چه حد ضخیم هستند بستگی دارد. همچنین، اگر موانع سر راه امواج بلوتوث از موادی ساخته شده باشند که سیگنال های رادیویی را مخدوش و تخریب می کنند، باعث کاهش برد این فناوری خواهد شد.
بلوتوث چگونه کار می کند؟
سیگنال بلوتوثی که گوشی شما به هدست بی سیم تان ارسال می کند، ابتدا از یک فیلتر نرم افزاری عبور می کند. داده های که می خواهید از طریق بلوتوث ارسال کنید اعم از تصویر، صدا و غیره نمی توانند به همان شکلی که هستند ارسال شوند. بنابراین، ابتدا باید از طریق یک الگوریتم فشرده سازی به نام کدک، به بسته هایی مجاز تبدیل شوند.
کدک هایی مانند SBC، AAC، aptX و LDAC باید در هر دو دستگاه فرستنده و گیرنده با همدیگر مطابقت داشته باشند. کدک های مختلف برای انواع داده های مختلف بهینه تر عمل می کنند و بر عواملی مانند مصرف انرژی، سرعت انتقال، کیفیت داده و محدوده اتصال تأثیر می گذارند.
در حال حاضر ۷۹ کانال بلوتوث از قبل تعیین شده وجود دارد و همه دستگاه هایی که به هم متصل می شوند باید از یک کانال فرکانس مشخص با پهنای باند ۱ مگاهرتز MHz استفاده کنند. از این نظر، کانال های بلوتوث مشابه کانال های وای-فای هستند که در روتر ها می توان پیدا کرد.
هنگامی که دو دستگاه مجهز به بلوتوث در مجاورت یکدیگر قرار می گیرند، قادر خواهند بود با استفاده از تراشه های کامپیوتری کوچکی که درون آن ها تعبیه شده، به هم متصل شده و ارتباط برقرار کنند. این سخت افزار مسئول انتشار و دریافت امواج رادیویی بلوتوث است.
محدوده سیگنال و کلاس های بلوتوث
به طور کلی، هر چه فرکانس کمتر باشد، دامنه عملیاتی بیشتر می شود. اما سیگنال های فرکانس پایین به طور قابل توجهی داده های کمتری را نسبت به همتایان فرکانس بالای خود حمل می کنند. در ضمن، بلوتوث به برق وابسته است و از همین رو اگر بتوانید انرژی کافی را اختصاص دهید، می توانید سیگنال بلوتوث با فرکانس بالا و غنی از داده را برای مسافت های طولانی تری نیز ارسال کنید. در واقع، یافتن تعادل بین مصرف انرژی، کیفیت و برد، همان چیزی است که باعث ظهور نسخه های جدیدتر بلوتوث می شود.
در حالت کلی می توان بلوتوث را در سه کلاس مختلف طبقه بندی کرد:
- بلوتوث کلاس ۱ با توان مصرفی ۱۰۰ میلی وات و برد بیش از ۱۰۰ متر.
- بلوتوث کلاس ۲ با توان مصرفی ۲.۵ میلی وات و برد بیش از ۱۰ متر.
- بلوتوث کلاس ۳ با توان مصرفی ۱ میلی وات و برد کمتر از ۹ متر.
برای اینکه درک بهتری از این کلاس ها داشته باشید، بهتر است بدانید که اکثر هدفون ها، هدست ها و گوشی های تلفن همراه جدید از بلوتوث کلاس ۲ استفاده می کنند، در حالی که برخی از آن ها نیز در کلاس ۳ قرار می گیرند. در مورد بلوتوث کلاس ۱ باید گفت، برد طولانی تر آن به انرژی زیادی نیاز دارد که معمولا به یک منبع تغذیه خارجی نیاز دارد و از همین رو استفاده از آن در یک دستگاه قابل حمل منطقی نیست. دستگاه های مبتنی بر بلوتوث کلاس ۱ را اغلب می توان در تجهیزات صنعتی مانند دستگاه های اینترنت اشیاء و تجهیزات کارخانه یا خط مونتاژ پیدا کرد.
تداخل پس زمینه
ممکن است تا به حال متوجه شده باشید که هنگام راه رفتن در یک خیابان پرترافیک یا سوار شدن به متروی شلوغ، هدفون بی سیم دچار وقفه هایی شده و قطع و وصل می شود. این به دلیل وجود همان ۷۹ کانالی است که در بالا هم اشاره کردیم.
وقتی در مدرسه، کتابخانه، یا در دفتر کار هستید و همه افرادی که در آنجا حاضر هستند از دستگاه های بلوتوث با برد حدود ۱۰ متر استفاده می کنند، معمولا ۷۹ کانال کافی است. اما وقتی ده ها دستگاه برای اتصال به یکدیگر در یک فضای محدود رقابت می کنند، دیگر این ۷۹ کانال کافی نبوده و سیگنال ها شروع به تداخل با یکدیگر می کنند.
با اینکه به هیچ وجه نمی توانید به سیگنال بلوتوث شخص دیگری دسترسی داشته باشید حتی اگر دستگاه خود هم روی همان کانال تنظیم شده باشد، سیگنال های بلوتوث رمزگذاری شده است و نمی توان آن ها را دریافت کرد ، اما تداخل سیگنال ها اتفاق می افتد و باعث افت کیفیت اتصال می شود. آسیب پذیری های امنیتی بلوتوث نیز دلیل دیگری است که باعث می شود از این نوع اتصال تنها برای ارتباطاتی با برد کوتاه استفاده شود. کنترل یک محیط ۱۰ تا ۳۰ متری مطمئنا به مراتب راحت تر از مسافت های طولانی تر است و امنیت دستگاه های متصل را بالا می برد.
موارد دیگری که می توانند با سیگنال های بلوتوث تداخل پیدا کنند عبارتند از:
موانع فیزیکی: فلز، گچ، بتن و حتی رطوبت بیشترین تأثیر را بر کیفیت سیگنال های بلوتوث دارند و موادی مانند چوب، شیشه و پلاستیک در انتهای این لیست قرار می گیرند.
حساسیت گیرنده: هر چه فاصله بیشتر شود، کیفیت سیگنال کاهش پیدا می کند. بنابراین، اگر گیرنده بلوتوث به اندازه کافی حساس نباشد، ممکن است نتواند سیگنال ها را به درستی دریافت و رمزگشایی کند.
قدرت انتقال: هر چه سیگنال اولیه قدرت کمتری داشته باشد، با طی مسافت و عبور از موانع ضعیف تر خواهد شد و دریافت آن سخت تر می شود.
نسخه های مختلف بلوتوث
فناوری بلوتوثی که اکنون استفاده می کنیم، آن چیزی نیست که در اوایل دهه ۲۰۰۰ وجود داشت. در حالی که بلوتوث هنوز از همان اصول اولیه خود پیروی می کند، اما نسخه های جدیدتر آن می توانند کار های بیشتری را با هزینه کمتر انجام دهند. در مجموع، سه چیز با توسعه بلوتوث تغییر می کند: مصرف انرژی، برد و سرعت انتقال داده ها که به عنوان مثال بر تأخیر صدا تأثیر می گذارد .
بلوتوث نسخه ۱.۰ انرژی زیادی مصرف می کرد، اما برد آن فقط ۱۰ متر و سرعتش حداکثر ۱ مگابیت بر ثانیه بود. در حالی که بلوتوث نسخه ۲.۰ می توانست داده ها را با سرعت ۳ مگابیت در ثانیه انتقال دهد. سرعت انتقال داده ها در بلوتوث نسخه ۳.۰ با یک جهش بزرگ همراه بود و به ۲۴ مگابیت در ثانیه رسید. اما در عین حال، استفاده از لایه انطباق پروتکل ۸۰۲.۱۱ انرژی زیادی را از دستگاه های مبتنی بر بلوتوث ۳.۰ می گیرد.
امروزه یافتن بلوتوث ۱.۰ تا ۳.۰ در دستگاه های متداول بسیار سخت شده و بلوتوث ۴.۰ و ۵.۰ جایگزین آن ها شده است. هر دوی این استاندارد های جدید به واسطه مصرف کم انرژی، برد ۲۴۰ متری و سرعتی که از ۲ مگابیت در ثانیه پایین تر نمی آید، به محبوبیت زیادی دست پیدا کرده اند.
اطلاعاتی کلی از نحوه کار بلوتوث داشته باشید
بلوتوث در کنار فناوری های وای-فای، GPS و دکل های مخابراتی، بخش عمده ای از اتصالات بی سیم را مدیریت می کند. این فناوری تقریبا در همه دستگاه های مدرن استفاده می شود، و برای اینکه بتوانید به درستی با آن کار کنید به یک سری اطلاعات کلی و اولیه نیاز خواهید داشت.
دانستن تفاوت بین نسخه های بلوتوث و کدک های انتقال مختلف به شما امکان می دهد دستگاه هایی را انتخاب کنید که بیشتر با نیازتان مطابقت داشته باشند. به عنوان مثال، نیازی به بلوتوث پرمصرف و دوربرد در صفحه کلید بی سیم نیست، اما این ویژگی ها در هدفون های بی سیمی که قرار است در حین حرکت از آن ها استفاده کنید، می توانند بسیار مهم باشند.
منبع: دیجی رو
