تکنولوژی

بلوتوث چگونه کار می‌کند؟ با اتصال «دندان آبی» بیشتر آشنا شوید!

خرید بلیط هواپیما از سافارمارکت

از زمانی که بلوتوث به طور رسمی در سال 1999 راه اندازی شد، به بخشی ضروری از زندگی روزمره ما تبدیل شده است. امروزه می‌توانید نسخه‌ای از این اتصال بی‌سیم را در گوشی‌های هوشمند، ساعت‌های هوشمند، بلندگوهای بی‌سیم و گجت‌های قابل حمل پیدا کنید.

اما با وجود محبوبیت بلوتوث، بسیاری از مردم هنوز دقیقاً نمی دانند که این فناوری چگونه کار می کند. از این رو در ادامه این مقاله قصد داریم تمامی نکات فنی بلوتوث از فرکانس سیگنال و تداخل پس زمینه گرفته تا کدک ها، محدوده کاری و پیشرفت های به دست آمده در نسخه های مختلف آن را به صورت ساده و مختصر بررسی کنیم.

بلوتوث چیست؟

قبل از اینکه بفهمیم فناوری بلوتوث چگونه کار می کند و چگونه نسخه های جدیدتر از نسخه های قبلی قدرتمندتر و بهتر شده اند، مهم است که بفهمیم بلوتوث چیست.

بلوتوث یک فناوری انتقال رادیویی با برد کوتاه و کم مصرف است. این نوع اتصال شامل امواج الکترومغناطیسی غیریونیزه در محدوده رادیویی بین 2.402 گیگاهرتز و 2.48 گیگاهرتز است. بلوتوث با قرار گرفتن در محدوده فرکانس پایین نسبت به سایر دستگاه های انتقال رادیویی انرژی کمتری دارد. به همین دلیل است که استفاده از بلوتوث در گجت‌های کوچک و گوشی‌های هوشمند بدون نگرانی زیاد در مورد تخلیه باتری آسان است.

بلوتوث

بلوتوث را می توان در فضاهای باز استفاده کرد و از اکثر موانع فیزیکی عبور کرد. اینکه یک سیگنال بلوتوث خاص تا چه حد می تواند برسد، در درجه اول به قدرت آن و ضخامت موانع بستگی دارد. همچنین اگر موانع موجود در مسیر امواج بلوتوث از موادی ساخته شده باشد که سیگنال های رادیویی را مخدوش کرده و از بین می برد، این امر باعث کاهش برد این فناوری می شود.


بیشتر بخوانید:


بلوتوث چگونه کار می کند؟

سیگنال بلوتوثی که تلفن شما به هدست بی سیم شما ارسال می کند ابتدا از یک فیلتر نرم افزاری عبور می کند. داده‌هایی که می‌خواهید از طریق بلوتوث ارسال کنید (تصاویر، صدا و غیره) را نمی‌توان آن‌طور که هست ارسال کرد. بنابراین، ابتدا باید توسط یک الگوریتم فشرده سازی به نام کدک به بسته های قانونی تبدیل شوند.

کدک هایی مانند SBC، AAC، aptX و LDAC باید در هر دو دستگاه فرستنده و گیرنده با یکدیگر سازگار باشند. کدک های مختلف برای انواع مختلف داده ها بهتر عمل می کنند و بر عواملی مانند مصرف انرژی، نرخ بیت، کیفیت داده و محدوده اتصال تأثیر می گذارند.

در حال حاضر 79 کانال بلوتوث از پیش تعریف شده وجود دارد و تمام دستگاه هایی که متصل می شوند باید از یک کانال فرکانس خاص با پهنای باند 1 مگاهرتز (MHz) استفاده کنند. از این نظر، کانال های بلوتوث مشابه کانال های وای فای در روترها هستند.

هنگامی که دو دستگاه بلوتوث در مجاورت یکدیگر قرار می گیرند، می توانند با استفاده از تراشه های رایانه ای کوچک تعبیه شده در آنها به یکدیگر متصل شده و ارتباط برقرار کنند. این سخت افزار وظیفه ارسال و دریافت امواج رادیویی بلوتوث را بر عهده دارد.

بلوتوث

محدوده سیگنال بلوتوث و کلاس ها

به طور کلی، هرچه فرکانس کمتر باشد، محدوده عملکرد بیشتر است. اما سیگنال های فرکانس پایین به طور قابل توجهی داده های کمتری نسبت به آنالوگ های فرکانس بالا خود دارند. همچنین، بلوتوث به انرژی وابسته است، بنابراین اگر بتوانید انرژی کافی را اختصاص دهید، می‌توانید سیگنال بلوتوث با فرکانس بالا و پر از داده را در فواصل دورتر ارسال کنید. در واقع، یافتن تعادل بین مصرف انرژی، کیفیت و برد، چیزی است که نسخه‌های جدیدتر بلوتوث را هدایت می‌کند.

به طور کلی بلوتوث را می توان به سه کلاس مختلف طبقه بندی کرد:

  • بلوتوث کلاس 1 با توان مصرفی 100 مگاوات و برد بیش از 100 متر.
  • بلوتوث کلاس 2 با توان مصرفی 2.5 میلی وات و برد بیش از 10 متر.
  • بلوتوث کلاس 3 با توان مصرفی 1 میلی وات و برد کمتر از 9 متر.

برای درک بهتر این کلاس‌ها، بهتر است بدانید که اکثر هدفون‌ها و تلفن‌های همراه جدید از بلوتوث کلاس 2 استفاده می‌کنند، در حالی که برخی از آنها در کلاس 3 قرار می‌گیرند. در مورد بلوتوث کلاس 1، برد بیشتر آن به قدرت زیادی نیاز دارد که معمولاً به یک دستگاه خارجی نیاز دارد. منبع تغذیه، بنابراین استفاده از آن در یک دستگاه قابل حمل منطقی نیست. دستگاه‌های مبتنی بر بلوتوث کلاس 1 اغلب در تجهیزات صنعتی مانند دستگاه‌های IoT و تجهیزات کارخانه یا مونتاژ یافت می‌شوند.

تداخل پس زمینه

ممکن است متوجه شده باشید که هنگام راه رفتن در یک خیابان شلوغ یا سوار شدن در متروی شلوغ، هدفون های بی سیم دارای قطع، قطع و وصل شدن متناوب هستند. این به دلیل وجود همان 79 کانالی است که در بالا به آن اشاره کردیم.

وقتی در مدرسه، کتابخانه یا اداره هستید و همه در آنجا از دستگاه‌های بلوتوث با برد حدود 10 متر استفاده می‌کنند، معمولاً 79 کانال کافی است. اما وقتی ده‌ها دستگاه برای اتصال به یکدیگر در یک فضای محدود رقابت می‌کنند، این ۷۹ کانال دیگر کافی نیستند و سیگنال‌ها شروع به تداخل با یکدیگر می‌کنند.

هدفون بلوتوث

اگرچه هیچ راهی برای دسترسی به سیگنال بلوتوث شخص دیگری وجود ندارد (حتی اگر دستگاه شما روی همان کانال تنظیم شده باشد، سیگنال های بلوتوث رمزگذاری شده و قابل دریافت نیستند)، اما تداخل سیگنال رخ می دهد و کیفیت اتصال را کاهش می دهد. آسیب پذیری های امنیتی بلوتوث یکی دیگر از دلایلی است که از این نوع اتصال فقط برای ارتباطات کوتاه برد استفاده می شود. کنترل یک محیط 10-30 متری مطمئناً بسیار راحت تر از مسافت های طولانی تر است و امنیت دستگاه های متصل را افزایش می دهد.

موارد دیگری که می تواند با سیگنال های بلوتوث تداخل ایجاد کند عبارتند از:

  • موانع فیزیکی: فلز، گچ، بتن و حتی رطوبت بیشترین تاثیر را بر کیفیت سیگنال های بلوتوث دارند و موادی مانند چوب، شیشه و پلاستیک در انتهای این لیست قرار دارند.
  • حساسیت گیرنده: هر چه فاصله بیشتر باشد، کیفیت سیگنال پایین تر است. بنابراین، اگر گیرنده بلوتوث به اندازه کافی حساس نباشد، ممکن است نتواند سیگنال ها را به درستی دریافت و رمزگشایی کند.
  • قدرت انتقال: هرچه قدرت سیگنال اولیه کمتر باشد، در مسافت ها و موانع ضعیف تر می شود و دریافت آن را سخت تر می کند.

نسخه های مختلف بلوتوث

فناوری بلوتوثی که امروزه استفاده می کنیم، همان چیزی نیست که در اوایل دهه 2000 بود. در حالی که بلوتوث همچنان از همان اصول اولیه پیروی می کند، نسخه های جدیدتر می توانند کارهای بیشتری را با کمتر انجام دهند. به طور کلی، با تکامل بلوتوث سه چیز تغییر می کند: مصرف انرژی، برد و سرعت انتقال داده (که برای مثال بر تأخیر صدا تأثیر می گذارد).

بلوتوث نسخه 1.0 انرژی زیادی مصرف می کند اما برد آن تنها 10 متر و حداکثر سرعت آن 1 مگابیت بر ثانیه است. در حالی که بلوتوث نسخه 2.0 می تواند اطلاعات را با سرعت 3 مگابیت بر ثانیه انتقال دهد. سرعت انتقال اطلاعات بلوتوث نسخه 3.0 با جهشی بزرگ همراه بود و به 24 مگابیت بر ثانیه رسید. اما در عین حال، استفاده از لایه انطباق پروتکل 802.11 انرژی زیادی را از دستگاه های مبتنی بر بلوتوث 3.0 می گیرد.

امروزه یافتن بلوتوث 1.0 تا 3.0 در دستگاه های رایج بسیار سخت است و بلوتوث 4.0 و 5.0 جایگزین آن شده است. هر دو استاندارد جدید به دلیل مصرف انرژی کم، برد 240 متر و سرعتی که کمتر از 2 مگابیت بر ثانیه نمی‌افتند، محبوبیت زیادی به دست آوردند.

بلوتوث 5.0

شما اطلاعات کلی در مورد نحوه عملکرد بلوتوث دارید

بلوتوث در کنار فناوری‌های Wi-Fi، GPS و دکل‌های مخابراتی، بر اکثر اتصالات بی‌سیم حاکم است. این فناوری تقریبا در تمامی دستگاه های مدرن مورد استفاده قرار می گیرد و برای اینکه بتوانید به درستی با آن کار کنید نیاز به اطلاعات کلی و اولیه خواهید داشت.

دانستن تفاوت بین نسخه‌های مختلف بلوتوث و کدک‌های انتقال به شما این امکان را می‌دهد تا دستگاه‌هایی را انتخاب کنید که به بهترین وجه با نیازهای شما مطابقت دارند. به عنوان مثال، شما نیازی به بلوتوث دوربرد در صفحه کلید بی سیم ندارید، اما این ویژگی ها می توانند در هدفون های بی سیمی که در حال حرکت از آنها استفاده می کنید بسیار مهم باشند.

امیدواریم در این مقاله توانسته باشیم شما را با مفهوم بلوتوث و نحوه عملکرد آن آشنا کرده باشیم. اگر نظری در مورد مسائل مطرح شده دارید، مایلیم آن را از طریق بخش نظرات زیر این مقاله با ما و سایر خوانندگان دی جی به اشتراک بگذارید.

آن را بگذار

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا