كيف تعمل البلوتوث في الواقع؟

منذ أن تم إطلاق البلوتوث رسميًا لأول مرة في عام 1999 ، أصبح جزءًا لا غنى عنه في الحياة اليومية. في الوقت الحاضر ، يمكنك العثور على إصدار Bluetooth في الهواتف الذكية ، والساعات الذكية ، ومكبرات الصوت اللاسلكية ، والأدوات المحمولة.

ولكن على الرغم من شعبيتها ، لا يزال الكثير من الناس لا يعرفون كيفية عمل البلوتوث. لذا ، بدءًا من تردد الإشارة والتداخل في الخلفية إلى برامج الترميز والمدى والتطورات ، إليك كيفية عمل البلوتوث بالفعل.

ما هو البلوتوث؟

قبل الدخول في التفاصيل الجوهرية لكيفية عمل تقنية Bluetooth وكيف تكون الإصدارات الجديدة أقوى وأفضل من الإصدارات السابقة ، من المهم فهم ماهية البلوتوث.

Bluetooth هي تقنية إرسال لاسلكي قصير المدى ومنخفض الطاقة. يتكون من موجات كهرومغناطيسية غير مؤينة في النطاق الراديوي بين 2.402 جيجاهرتز و 2.48 جيجاهرتز. يجرى في الطرف السفلي من النطاق ، يسمح لـ Bluetooth بأن تكون منخفضة الطاقة مقارنة بالإرسال اللاسلكي الآخر الأجهزة. هذا هو السبب في أنه من السهل تنفيذ الأدوات صغيرة الحجم والهواتف الذكية دون الحاجة إلى القلق بشأن عمر البطارية.

يمكن أن تتنقل البلوتوث حول المساحات المفتوحة وعبر بعض الحواجز دون وسيط مادي. يعتمد المدى الذي يمكن أن تنتقل إليه إشارة Bluetooth بشكل أساسي على قوتها وما إذا كانت موجودة هي حواجز سميكة بدرجة كافية أو مصنوعة من مواد تشوه وتتحلل من الإشارة فيما وراءها التعرف على.

كيف يعمل البلوتوث؟

إشارة Bluetooth التي يرسلها هاتفك إلى سماعة الرأس يسبقها أولاً البرنامج. لا يمكن إرسال بياناتك - الصور والصوت وما إلى ذلك - كما هي عبر البلوتوث. يمر أولاً عبر خوارزمية ضغط تسمى برنامج الترميز الذي يحول البيانات إلى حزم فردية.

تحتاج برامج الترميز ، مثل aptX و AAC و SBC و LDAC ، إلى المطابقة بين جهاز الإرسال وأجهزة الاستقبال. مختلف برامج الترميز هي الأمثل لأنواع البيانات المختلفة، وتؤثر على عوامل مثل استخدام الطاقة ومعدل النقل وجودة البيانات ونطاق الاتصال.

هناك 79 قناة بلوتوث معينة ، وتحتاج جميع الأجهزة المتصلة إلى التناغم مع نفس قناة التردد مع عرض نطاق يبلغ 1 ميغا هرتز (MHz). وبهذا المعنى ، فإن قنوات البلوتوث مشابهة لقنوات قنوات Wi-Fi ستجدها على جهاز التوجيه الخاص بك.

عندما يكون هناك جهازان يعملان بتقنية Bluetooth على مقربة ، فيمكنهما الاتصال والتواصل باستخدام شرائح كمبيوتر صغيرة مدمجة داخلهما. هذا هو الجهاز المسؤول عن إرسال واستقبال موجات راديو Bluetooth.

نطاق الإشارة وفئات البلوتوث

بشكل عام ، كلما انخفض التردد ، زاد المدى. لكن إشارات التردد المنخفض تحمل بيانات أقل بكثير من نظيراتها عالية التردد. تعتمد تقنية Bluetooth على الطاقة.

إذا كنت على استعداد لتكريس طاقة كافية ، فيمكنك إرسال إشارة بلوتوث عالية التردد وغنية بالبيانات لمسافة أطول. في الواقع ، فإن إيجاد التوازن بين استهلاك الطاقة والجودة والمدى هو كيفية ظهور إصدار جديد من البلوتوث.

• تنقل البلوتوث من الفئة 1 بسرعة 100 ملي واط (ميغاواط) أكثر من 328 قدمًا
• تنقل البلوتوث من الفئة 2 بسرعة 2.5 ميغاواط أكثر من 33 قدمًا
• تنقل تقنية Bluetooth من الفئة 3 إشارة بسرعة 1 ميجاوات فقط مع نطاق أقل من 30 قدمًا.

للإشارة ، فإن أحدث سماعات الرأس ، وسماعات الرأس ، والهواتف التي تعمل بتقنية Bluetooth هي الفئة 2 Bluetooth ، في حين أن بعضها من الفئة 3. بالنسبة إلى الفئة 1 من البلوتوث ، تتطلب قدراتها طويلة المدى الكثير من الطاقة التي تتطلب عادةً مصدر طاقة خارجيًا ، وليس مجرد بطارية محمولة. يمكنك العثور على أجهزة Bluetooth من الفئة 1 في التطبيقات الصناعية مثل أجهزة وتطبيقات إنترنت الأشياء في المصنع أو خط التجميع.

تدخل الخلفية

ربما لاحظت أن السير في شارع مزدحم أو ركوب قطار أنفاق مزدحم يؤدي إلى ثبات في سماعات الرأس اللاسلكية. هذا بسبب 79 قناة Bluetooth المحددة المذكورة أعلاه.

إذا كنت في المدرسة أو المكتبة أو في المكتب معك ومع كل شخص يستخدم أجهزة Bluetooth مع نطاق يبلغ حوالي 33 قدمًا ، فإن 79 قناة تكون كافية في العادة. ولكن عندما تتنافس عشرات الأجهزة على مساحة محدودة ، تبدأ الإشارات في التداخل.

بينما لن تكون قادرًا على الوصول إلى إشارة Bluetooth الخاصة بشخص آخر (حتى إذا قمت بضبط جهازك على نفس القناة ، فإن البلوتوث مشفر) ، فسيظل يتصادم مع الإشارة ويؤدي إلى تدهورها. الضعف سبب آخر لماذا يتم استخدام Bluetooth للاتصال قصير المدى فقط. من الأسهل التحكم في بيئة من 30 إلى 100 قدم بدلاً من التحكم في المسافات الطويلة في الأميال.

تشمل العوامل الأخرى التي تتداخل مع إشارات Bluetooth ما يلي:

• حواجز طبيعية: المعادن والجص والخرسانة وحتى الرطوبة لها التأثير الأكبر على جودة البلوتوث ، مع وجود مواد مثل الخشب والزجاج والبلاستيك في أسفل القائمة.
• المتلقي حساسية: المسافة تحط من الإشارة. إذا لم يكن جهاز الاستقبال حساسًا بدرجة كافية ، فقد لا يتمكن من استلامه وفك تشفيره بشكل صحيح.
• انتقال السلطة: كلما كانت القوة الأساسية للإشارة أضعف ، كانت أضعف عبر المسافة وعبر الحواجز.

إصدارات بلوتوث

تقنية البلوتوث التي نستخدمها الآن ليست هي نفسها التي كانت موجودة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. بينما لا يزال يتبع نفس المبادئ ، يمكن لإصدارات Bluetooth الأحدث أن تفعل المزيد بتكلفة أقل. تتغير ثلاثة أشياء مع تطوير البلوتوث: استهلاك الطاقة ، والمدى ، وسرعة نقل البيانات (التي تؤثر على زمن انتقال الصوت).

كانت تقنية Bluetooth 1.0 كثيفة الاستخدام للطاقة ولكن نطاقها 33 قدمًا وسرعة قصوى تبلغ 1 ميجابت في الثانية. بينما يمكن أن يقوم Bluetooth 2.0 بنقل البيانات بسرعة 3 ميجابت في الثانية ، إلا أنه لا يقارن بالقفزة في أداء Bluetooth 3.0 بمعدل 24 ميجابت في الثانية. لكن استخدام بروتوكول 802.11 بروتوكول Adaption Layer يستهلك الكثير من الطاقة من أجهزة Bluetooth 3.0.

ومع ذلك ، يصعب العثور على Bluetooth 1.0 إلى 3.0 في الأجهزة التجارية في الوقت الحاضر. لقد تم استبدالهما بالبلوتوث 4.0 و بلوتوث 5.0. يعمل كلا المعيارين مثل Bluetooth Low Energy ، مع نطاق يصل إلى 800 قدم وسرعة لا تقل عن 2 ميجابت في الثانية.

لماذا تحتاج إلى معرفة كيفية عمل البلوتوث

البلوتوث على قدم المساواة مع Wi-Fiو GPS وتقنيات الأبراج الخلوية. يتم استخدامه في كل جهاز حديث تقريبًا ، وتحتاج إلى مستوى أساسي من الإدراك لاستخدامه.

تتيح لك معرفة الفرق بين إصدارات Bluetooth وبرامج ترميز الإرسال المختلفة اختيار الأجهزة التي تحمل المواصفات التي تحتاجها. على سبيل المثال ، ليست هناك حاجة لاستخدام مكثف للطاقة وبلوتوث طويل المدى في لوحة مفاتيح لاسلكية ، ولكن هذه الميزات أكثر أهمية مع سماعات الرأس اللاسلكية التي ستنتقل بها.

كيف يعمل البلوتوث؟ هل تستخدم خطة البيانات الخاصة بي؟

يربط Bluetooth أجهزتك ، لكن هل يستخدم شبكة Wi-Fi أو بيانات الجوال؟

اقرأ التالي

عن المؤلف