آشنایی با بلوتوث و مادر معنوی ایرانی این فناوری

[zamanian]

[JUSTIFY][font=Arial]فناوری Bluetooth که بعضی‌ها در فارسی آن را به دندان آبی ترجمه کرده‌اند ارتباط بی‌سیمی با برد کوتاه می‌باشد. این فناوری در تمام قطعات، وسائل الکترونیکی و ارتباطی کاربرد دارد و استفاده از آن صرفاً به شبکه و اینترنت مربوط نمی‌شود، به گونه‌ای که حتی موس و کی‌بورد Bluetooth هم به بازار آمده است. امروزه همگان با فناوری بلوتوث آشنا هستند و کمتر گوشی تلفن همراهی در جهان ساخته می‌شود که به این فناوری مجهز نباشد. حتماً تعجب می‌کنید اگر بشنوید که بانویی ایرانی در زمان مدیریت خود در شرکت اریکسون سوئد، ریاست این پروژه انقلابی را برعهده داشته است و در واقع مادر معنوی فناوری بلوتوث محسوب می‌شود.[/font][/JUSTIFY]
[font=Arial][JUSTIFY]
● تاریخچه بلوتوث
انتخاب نام بلوتوث برای این فناوری بسیار جالب است. این نام از نام پادشاهی دانمارکی به نام هارالد بلاتند گرفته شده است. کلمه Blaatand پس از انتقال به زبان انگلیسی به شکل Bluetooth تلفظ شد و به معنی دندان آبی است.
این پادشاه که بین سال‌های ۹۴۰ تا ۹۸۶ می‌زیست، توانست دانمارک و نروژ را که در جنگ‌های مذهبی با هم مشکل پیدا کرده بودند متحد کند و از آن پس شهرت زیادی کسب کرد.
در واقع فناوری Bluetooth بر اتحاد یکپارچه سامانه‌های رایانه در قالبی بدون سامانه تاکید دارد که نماد کار و تلاش پادشاه دانمارکی است.
هم‌اکنون این فناوری ۱۰ساله و جالب اینجاست که آنقدر مقبول مشتریان است که از رکورد‌داران فناوری‌ها محسوب می‌شود.
سن‌بلوتوث ۱۰سال است ولی اولین محصول تجاری آن در سال ۲۰۰۰ میلادی به بازار عرضه شد. در برخی از گزارش‌ها آمده که هیچ نوع فناوری با این سرعت در چنین دوره کوتاه زمانی رشد نکرده است. این آمارها را سازمان Bluetooth SIG از سال ۲۰۰۰ ثبت کرده و حاکی از افزایش ۱۳برابری شمار محصولات بلوتوثی است.
اما نگاهی گذرا به راه ۱۰ساله‌ای که بلوتوث طی کرده، خالی از لطف نیست. ایده اولیه بلوتوث در شرکت موبایل اریکسون در ۱۹۹۴ شکل گرفت. اریکسون در آن زمان در حال ساخت ارتباط رادیویی کم‌مصرف و کم‌هزینه‌ای بین تلفن‌های همراه و یک گوشی بی‌سیم بود.
کار مهندسی در سال ۱۹۹۵ شروع شد و ایده اولیه فراتر از تلفن‌های همراه و گوشی‌های آنها توسعه یافت تا شامل انواع وسایل همراه شود. اریکسون با هدف ساخت شبکه‌های شخصی کوچک از وسایل مختلف در طول این زمان، نام بلوتوث را برای این فناوری انتخاب کرد که انتخاب نام آن هم در نوع خود کم‌نظیر است. مدیران ارشد اریکسون با تیزبینی و آینده‌نگری مثال‌زدنی می‌دانستند که اگر فقط یک شرکت از این فناوری و استاندارد حمایت کند، هرگز موفق نخواهد شد.
به همین دلیل در ۱۹۹۸، اریکسون موافقت‌نامه‌ای با IBM، اینتل، نوکیا، COM۳، توشیبا و مایکروسافت امضا کرد که بر پایه این موافقت‌نامه، گروه Bluetooth Special Interest Group را تشکیل داد.
خانم خورسند در سال ۲۰۰۱ به مدیریت بخش تکنولوژی لایسنسینگ شرکت اریکسون منصوب شد و مدیریت پروژه بلوتوث را با بیش از ۲۰۰ مهندس و کارشناس در شرکت اریکسون بر عهده گرفت و با سیاست‌گذاری‌های درست خود، راه را برای همه‌گیر شدن این تکنولوژی هموار کرد.
ماریا خورسند، بانوی ۴۹ساله ایرانی، یکی از مدیران مشهور صنعت مخابراتی جهان است. هرچند ایرانی‌ها در میان مدیران رده بالای صنعت مخابراتی چندان کم‌شمار نیستند، اما خورسند یکی از بلندپایه‌ترین و در عین حال معدود زنان ایرانی فعال در این رشته است.
خورسند در پاسخ به این که چه چیزی باعث شد او به مدیریت پروژه بلوتوث برسد، می‌گوید: "کسی چیزی در این مورد به من نگفت، اما گمان می‌کنم بلندپروازی و اشتیاق من به دست‌وپنجه نرم‌کردن با مشکلات در این میان نقش داشته است."
ماریا خورسند در ۱۹۵۷ (۱۳۳۶) در شهر ساری، مرکز استان مازندران ایران، متولد شده است. او در ۱۹۷۵ به لس‌آنجلس مهاجرت کرد و فوق‌لیسانس خود را از دانشگاه فولرتون کالیفرنیا اخذ کرد. هرچند مادر ماریا تمایل داشت که فرزندانش پس از پایان تحصیل به ایران بازگردند، اما ماریا و خواهرش پس از پایان تحصیل تصمیم به ادامه زندگی در خارج از ایران گرفتند.
با این حال ماریا هیچ‌گاه هویت ایرانی خود را انکار نکرده است، هرچند این مسئله در مقاطعی باعث ایجاد مانع بر سر راه پیشرفت شغلی او شده است. برای مثال ماریا در زمان اقامتش در امریکا، هنگامی که برای مصاحبه به یکی از شرکت‌های طرف قرارداد وزارت دفاع امریکا رفته بود، پس از آن که در فرم استخدامی ملیت خود را ایرانی ذکر کرد، به آرامی و بی‌سروصدا از پروسه استخدام کنار گذاشته شد.
خورسند همسر سوئدی خود را هنگام تحصیل در دانشگاه فولرتون ملاقات کرد و پس از ازدواج با او، در اواخر دهه ۸۰میلادی به سوئد مهاجرت کرد. او پیش از آن تجربه کار در چند شرکت نفت و رایانه امریکایی نظیر شرکت نفتی یونیون کالیفرنیا و شرکت رایانه‌ای یونیسیس را به تجربیات کاری خود اندوخته بود و همین مسئله باعث شد پس از ورود به سوئد بتواند در کمپانی بزرگ اریکسون استخدام شود.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]
● بلوتوث چیست؟
Bluetooth که بعضی‌ها در فارسی آن را به دندان آبی ترجمه کرده‌اند، استانداری برای امواج رادیویی است که برای ارتباطات بی‌سیم رایانه قابل حمل‌و‌نقل مانند laptopها، تلفن‌های همراه و وسایل الکترونیکی رایج استفاده می‌شوند. این امواج برای فاصله‌های نزدیک استفاده شده و برای ارتباطات بی‌سیم، فناوری ارزانی محسوب می‌شوند. با کمک این فناوری می‌توانید بین دو وسیله که بلوتوث داشته باشند به صورت بی‌سیم پیغام، عکس یا هر اطلاعات دیگری را رد و بدل کنید. رادیوی Bluetooth در داخل یک میکروچیپ قرار دارد و در باند فرکانسی ۴/۲گیگاهرتزی عمل می‌کند. این فناوری از سیستم Frequency Hoping Spread Spectrum استفاده می‌کند که سیگنال آن ۱۶۰۰ بار در ثانیه تغییر می‌کند و کمک بزرگی برای پیشگیری از تداخل ناخواسته و غیرمجاز است. همچنین به وسیله نرم‌افزار، کد شناسایی وسیله طرف مقابل چک می‌شود. به این ترتیب می‌توان اطمینان حاصل کرد که اطلاعات شما صرفاً به مقصد موردنیاز می‌رسد. این امواج با دو قدرت وجود دارند. سطح قدرت پایین‌تر که محیط‌های کوچک (داخل یک اتاق) و یا در نوع با قدرت بالاتر که رنج متوسط (کل یک خانه) را پوشش می‌دهد. این سیستم برای ارتباط نقطه به نقطه و یک نقطه با چند نقطه استفاده می‌شود. پهنای باند آن Kbs۷۲۰ و قدرت انتقال آن ۱۰متر است که در صورت تقویت تا ۱۰۰متر نیز افزایش می‌یابد.
این فناوری از سیستم گیرندگی و فرستندگی در جهت مناسب استفاده کرده و قادر است امواج رادیویی را از میان دیوار و دیگر موانع غیرفلزی عبور دهد. اگر امواج مزاحم دستگاه ثالثی باعث تداخل شود انتقال اطلاعات کند می‌شود ولی متوقف نخواهد شد.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]
● بلوتوث چگونه کار می‌کند؟
فناوری بلوتوث با حذف دخالت کاربر در سیستم و همچنین احتیاج به انرژی بسیار کم برای برقراری ارتباط با وسایل دیگر تکنولوژی شبکه‌های کوچک را وارد مرحله جدیدی کرد و موجب صرفه‌جویی زیادی در مصرف باطری شد. بلوتوث در واقع یک استاندارد شبکه و دارای ۲ سطح است: سطح اول که به عنوان سطح فیزیکی شناخته می‌شود و بیانگر این است که بلوتوث یک فرکانس رادیویی استاندارد است و سطح دوم که به عنوان پروتکل شناخته می‌شود و دربرگیرنده قوانین و دستوراتی نظیر مکان و زمان ارسال اطلاعات، تعداد بیت‌های ارسالی در آن واحد و همچنین شمار وسایلی است که به طور همزمان می‌توانند در عملیات ارسال و دریافت اطلاعات شرکت داشته باشند.
بعضی از وسایلی که شما هم‌اکنون نیز از آن استفاده می‌کنید نظیر دستگاه کنترل درب پارکینگ یا جدیدترین نسل تلفن‌های بی‌سیم از فرکانس‌های باند ISM استفاده می‌کنند. اطمینان حاصل کردن از اینکه امواج بلوتوث با امواج دستگاه‌های نامبرده شده تداخل پیدا نکنند از سخت‌ترین مراحل طراحی این فناوری است. یکی از راه‌هایی که تجهیزات بلوتوث از آن برای پیشگیری از تداخل امواجشان با سایر تجهیزات بهره می‌جویند، ارسال سیگنال‌های بسیار ضعیفی در حدود یک میلی‌وات است.
برای مقایسه کافی است بدانید که تلفن‌های همراه می‌توانند یک سیگنال حدوداً ۳واتی را مخابره کنند. استفاده از امواج کم‌قدرت، شعاع برد سیگنال‌های بلوتوث را به حدود ۱۰متر محدود می‌کند و با استفاده از این سیگنال‌های ضعیف، امکان ایجاد تداخل بین امواج بلوتوث با امواج تلفن همراه، رایانه و یا دستگاه تلویزیون به کلی منتفی می‌شود. با همین امواج ضعیف هم لازم نیست که دو دستگاه فرستنده و گیرنده امواج در دید مستقیم یکدیگر باشند. امواج بلوتوث براحتی از دیوارهای خانه شما عبور می‌کنند و این امکان خوبی برای کنترل چند دستگاه در اتاق‌های مختلف است.
بلوتوث می‌تواند همزمان با ۸دستگاه ارتباط داشته باشد به شرطی که این دستگاه‌ها در شعاع ده متری باشند. شاید شما تصور کنید که ممکن است بین این دستگاه‌ها تداخل به‌وجود بیاید اما این غیرممکن است. بلوتوث از نوعی فناوری به‌نام "جهش فرکانس در طیف گسترده" بهره می‌جوید که احتمال استفاده از یک فرکانس برابر توسط دو دستگاه بطور همزمان را تقریبا به صفر می‌رساند. بر پایه این فناوری هر وسیله از ۷۹فرکانس منحصر به فرد که به صورت اتفاقی از میان یک سری فرکانس‌های از پیش تعیین شده انتخاب شده است استفاده می‌کند که به طور منظم از یکی از آنها به دیگری تغییر فرکانس می‌دهد.
در مورد بلوتوث این عمل، تغییر فرکانس توسط دستگاه فرستنده حدود ۱۶۰۰ بار در ثانیه اتفاق می‌افتد و این بدان معنی است که تعداد دستگاه‌های بیشتری در آن واحد می‌توانند از یک بخش محدود از باند فرکانس رادیویی استفاده کنند. هنگامی که دو دستگاه فرستنده بلوتوث از فناوری جهش فرکانس در طیف گسترده بهره می‌گیرند این غیرممکن است که دو دستگاه به طور همزمان از یک فرکانس برابر استفاده کنند. بر پایه همین فناوری از اختلال بین امواج بلوتوث با دستگاه‌هایی مانند کنترل درب پارکینگ یا تلفن‌های بی‌سیم هم پیشگیری می‌شود.
حتی اگر در موارد استثنایی اختلالی هم بین امواج به‌وجود بیاید مدت آن کسر کوچکی از ثانیه خواهد بود که آن هم قابل اصلاح است. هنگامی که دو یا چند وسیله مجهز به بلوتوث در محدوده برد یکدیگر قرار می‌گیرند گفت‌و‌گویی الکترونیکی بین آنها صورت می‌گیرد که مشخص می‌کند آنها چه اطلاعاتی برای به اشتراک گذاشتن دارند یا اینکه کدامیک از آنها باید توسط دیگری کنترل شود. برای این کار لازم نیست که کاربر دکمه‌ای را فشار دهد یا دستوری صادر کند بلکه این گفت‌و‌گوی الکترونیکی به طور خودکار انجام می‌شود. به محض اینکه گفت‌و‌گو صورت گرفت دستگاه‌های بلوتوث موجود در این گفت‌و‌گو یک شبکه را تشکیل می‌دهند.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]
● مشکل‌گشای ارتباطات بی‌سیم
مشکلی که تمامی شرکت‌های سازنده تجهیزات الکترونیکی بویژه سازندگان موبایل، چاپگر، PDA، لپ‌تاپ و... داشتند عدم وجود استانداردی مشخص و ثابت برای ارتباط دستگاه‌های مختلف با یکدیگر بود.
تا پیش از این هر شرکت دستگاه‌های خود را براساس استانداردهای ارتباطی خود تولید می‌کرد و به همین خاطر اغلب آنها برای ارتباط با دستگاه‌هایی از همان نوع ولی متعلق به شرکتی دیگر دچار مشکل می‌شدند زیرا پروتکل ثابتی وجود نداشت تا زمانی که بلوتوث این استاندارد را تعریف کرد.
البته پیش از بلوتوث هم راه‌های ارتباط بی‌سیم وجود داشته است. نظیر: استفاده از تشعشعات مادون قرمز. تکنولوژی مادون قرمزIrDA نام دارد که مخفف Infrared Data Association است.
در عمل ثابت شده که استفاده از این استاندارد قابل اطمینان است و هزینه بسیاری کمی هم دارد (حضور گسترده این تکنولوژی را در دستگاه‌های کنترل از راه دور تلویزیون‌ها می‌بینید) ولی با این وجود معایبش باعث شد که نتواند در مقابل بلوتوث دوام بیاورد. اولین مشکل مادون قرمز حرکت نور در خط راست است. فرستنده مادون قرمز و گیرنده آن می‌بایست در مقابل هم قرار بگیرند تا ارسال اطلاعات صورت گیرد، در غیر این صورت با وجود مانعی در بین راه، انتقال اطلاعات به درستی صورت نمی‌گیرد.
یکی دیگر از مشکلات مادون قرمز، اصطلاح "یک‌به‌یک" است. به این معنی که شما فقط می‌توانید اطلاعات را از یک دستگاه و تنها به دستگاهی دیگر ارسال کنید و در یک لحظه قادر به ارسال اطلاعات از یک دستگاه به چند دستگاه نخواهید بود، اما هیچ کدام از این مشکلات در بلوتوث وجود ندارد.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]
● قیمت موجه بلوتوث
قیمت فناوری بلوتوث برای شرکت‌های سازنده دستگاه‌های الکترونیکی بسیار موجه بود. در واقع یکی دیگر از دلایل استفاده از تراشه‌های Bluetooth قیمت بسیار مناسب آن است.
قیمت این تراشه‌ها در ابتدای کار بین ۱۵ تا ۳۰دلار بود که با توجه به کارایی بسیار خوب، این قیمت کاملاً مناسب به نظر می‌رسد. همان‌طور که اشاره شد این فناوری از محدوده فرکانس ۲/۴۰ تا ۲/۴۸ گیگا هرتز که محدوده‌ای رایگان است استفاده می‌کند که ۷۹ کانال ارتباطی را شامل می‌شود.
البته این محدوده در اروپا و امریکا مورداستفاده قرار می‌گیرد ولی در ژاپن این محدوده بین ۲/۴۷ تا ۲/۴۹ گیگا هرتز است و ۲۳ کانال ارتباطی را دربرمی‌گیرد.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]
● سرعت انتقال داده در بلوتوث
سرعت انتقال اطلاعات در استاندارد Bluetooth بستگی به نوع سامانه ارتباطی دارد. برای مثال 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 غیر همزمان 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 وجود ندارد. در فناوری‌هایی نظیر Wi-Fi که بر پایه Bluetooth است برد موثر و نرخ انتقال اطلاعات بیشتر می‌شود.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]
● امنیت در بلوتوث
بلوتوث می‌تواند در ۳ مدل امنیتی کار کند. مدل ۱ که بدون امنیت است، مدل ۲ که در مرحله سرویس‌دهی و بعد از اینکه کانال ارتباطی پیدا شد، امنیت را برقرار می‌کند و مدل ۳ که در مرحله لینک و قبل از اینکه کانال ارتباطی پیدا شود، امنیت را ایجاد می‌کند. هر وسیله مبتنی بر بلوتوث یک آدرس ۴۸ بیتی منحصر به فرد دارد.
استفاده از کلیدهای متقارن و رمزنگاری با کلیدی ۱۲۸بیتی انجام می‌شود. البته در دستگاه‌های مختلف، طول کلید رمزنگاری مختلف است و بستگی به مقداری دارد که در کارخانه تعریف می‌شود.
این کلید ۱۲۸ بیتی که به صورت کاتوره‌ای انتخاب می‌شود، وظیفه انجام مذاکرات امنیتی بین دستگاه‌ها را بر عهده دارد. وقتی دو سیستم مبتنی بر بلوتوث یک کانال ارتباطی بین همدیگر برقرار می‌کنند، هر دو یک کلید آغازین را ایجاد می‌کنند. برای این کار یک کلید عبور یا شماره شناسایی شخصی وارد ارتباط می‌شود و کلید آغازین ساخته می‌شود و کلید پیوندی براساس کلید آغازین محاسبه می‌شود. از این به بعد کلید پیوندی برای شناسایی طرف ارتباط استفاده می‌شود. اولین چالش امنیتی کلید عبور است که به اختصار PIN نامیده می‌شود.
مثل هر کلید دیگری، کلیدهای طولانی از کلیدهای کوتاه امن‌تر هستند. اگر هکری بتواند کلید عبور را کشف کند، می‌تواند کلیدهای آغازین ممکن را محاسبه کند و بعد از آن کلید پیوندی را به‌دست آورد. کلید عبوری طولانی می‌تواند محاسبات را برای یافتن کلیدهای بعدی بسیار سخت کند. کلید آغازین، جایگزین لینک‌های رمزنگاری نشده می‌شود و این نقطه ضعف اساسی به حساب می‌آید و بهتر است که در پردازش هر دو دستگاه بلوتوث، این قسمت در محل امن‌تری قرار گیرد چراکه یک هکر می‌تواند داده‌های انتقالی را که به یک دستگاه بلوتوث فرستاده می‌شود ضبط کند و از آن برای خلق PIN استفاده کند.
همچنین استفاده از کلید عبوری ثابت در تمام مواقع می‌تواند امنیت ارتباط بلوتوث را کاملاً به خطر بیاندازد. کلیدهای لینک می‌تواند ترکیبی از کلیدها یا کلیدهای واحد باشد. بهترین حالت امنیتی این است که از کلیدهای ترکیبی شامل کلیدهای واحد استفاده شود. وقتی شما از یک کلید واحد استفاده می‌کنید، باید برای همه تعاملات امنیتی از همان کلید استفاده کنید و این کلید باید برای تمامی دستگاه‌های مجاز به اشتراک گذاشته شود. این یعنی هر دستگاه مجاز می‌تواند به ترافیک شبکه دسترسی داشته باشد.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]
● جمع‌بندی
این فناوری که با سیاست‌گذاری و مدیریت بانویی ایرانی طی عمر ۱۰ساله خود در دنیا فراگیر شده است به‌طور خلاصه دارای ویژگی‌های ذیل است:
۱) توانایی انتقال صوت و داده به صورت همزمان یا جداگانه
۲) ارزان‌قیمت بودن
۳) توان مصرفی بسیار کم و عمر باطری طولانی
۴) توانایی ایجاد و ارتباطات آنی به عبارتی عدم نیاز به Base stationها و تجهیزات Backbone
۵) فرکانس کاری ۴/۲GHZ (باند ISM) برای کاهش قیمت
۶) توانایی حذف تداخل‌های موجود بر روی باند عمومی ISM توسط روش‌های تشخیص و حذف خطا و طیف گسترده
۷) استاندارد باز برای ایجاد و امکان استفاده از پروتکل‌های قبلی

منابع ۱. [/JUSTIFY][FONT=Arial]www.equalizer.۸m.com[/font][font=Arial] ۲. [/font][font=Arial]www.itna.ir[/font][font=Arial] ۳.www.pcnetwork.ir ۴. [/font][font=Arial]www.bluetooth.pib[/font][font=Arial] ۵. [/font][font=Arial]www.۳meonline.ir[/font][font=Arial] نویسنده : مسعود عزمی

ماهنامه صنعت خودرو
[/font]
[/FONT]