تبلیغات
ســـــــــی تــــكــــــ - آشنایی با شبكه های بی سیم مبتنی بر بلوتوث
 
ســـــــــی تــــكــــــ
درباره وبلاگ


سی تک ، یک نام نیست ، حتی اوج یک کوه نیست ، ساده تر که بگویم ، " چیزی به وسعت یک عمر خاطره ست " ، چیزی شبیه رقابتی بی ثمــــــر ، شاید برای یک از یاد رفته ی عاصی ، ســــی تک ، نشانه بود ، آواز یک پرنده ی خار زار برای آغـــاز مبارزه ، در جایی که فرصت نبرد نه برای رستم بود و نه ، اسفندیار ....!

مدیر وبلاگ : شیرین عنایتی
نویسندگان

امواج بلوتوث دارای برد كوتاهی می باشند و بیشتر برای راه اندازی شبكه های PAN كه یكی از انواع شبكه های Ad hoc است، مورد استفاده قرار می گیرند...


 

 

امروزه با پیشرفت تكنولوژی های ارتباطی، برقراری ارتباطات مورد نیاز برای راه اندازی شبكه ها به كمك تكنیك های متفاوتی امكان پذیر می باشد. زمانی ارتباط بین ایستگاه های كاری در یك شبكه، فقط توسط كابل های Coaxial و اتصالات BNC امكان پذیر بود. سپس با پیشرفت تكنولوژی اتصالات موجود بهبود یافتند و كابلهای Twisted Pair و بعد كابل فیبر‌نوری یا Fiber Optic Cable پا به عرصه وجود گذاشتند. مزیت اصلی این پیشرفت ها افزایش سرعت انتقال دادهها و بهبود امنیت ارسال و دریافت داده ها می باشد.

در مراحل بعد، وجود برخی از مشكلات مانند عدم امكان كابل كشی جهت برقراری اتصالات مورد نیاز و یا وجود هزینه بالا یا سختی عملیات كابل كشی و غیر ممكن بودن یا هزینه بر بودن انجام تغییرات در زیر ساخت های فعلی شبكه سبب شد تا مهندسان به فكر ایجاد روشی برای برقراری ارتباط بین ایستگاه های كاری باشند كه نیاز به كابل نداشته باشد. در نتیجه تكنولوژی های بی سیم یا Wireless پا به یرصه وجود گذاشتند.

در این تكنولوژی، انتقال اطلاعات از طریق امواج الكترومغناطیس انجام می گیرد. به همین منظور می توان از یكی از سه نوع موج زیر استفاده نمود:

 «1» مادون قرمز : در این روش فاصله دو نقطه زیاد نیست زیرا امواج مادون قرمز برد كمی دارند و از طرفی سرعت انتقال داده‌ها توسط این موج پایین می‌باشد.

 «2» امواج لیزر : این موج در خط مستقیم سیر می كند و نسبت به امواج مادون قرمز دارای برد بالاتر می باشد. مشكل اصلی در این موج، مخرب بودن آن می‌باشد. « این موج برای بینایی مضر می باشد.»

 «3» امواج رادیویی : متداول ترین امواج در ارتباطات شبكه ای هستند و سرعت استاندارد آنها 11 مگابیت بر ثانیه می باشد. تجهیزات و شبكه های كامپیوتری مبتنی بر این نوع موج، به دو دسته تقسیم می شوند:

 1- شبكه های بی سیم درون سازمانی یا In door 

 2- شبكه های بی سیم برون سازمانی یا Out door

 

شبكه های نوع اول «In door»، در داخل محیط یك ساختمان ایجاد می گردند. جهت طراحی اینگونه شبكه ها می توان یكی از دو روش زیر را در نظر گرفتك

 1- Ad hoc Network  

 2- Infrastructure Network

در Ad hoc Network كامپیوتر ها و سایر ایستگاه های كاری دیگر، دارای یك كارت شبكه بی سیم می باشند و بدون نیاز به دستگاه متمركز كننده مركزی قادر به برقراری ارتباط با یكدیگر خواهند بود. اینگونه شبكه سازی بیشتر در مواردی كه تعداد ایستگاه های كاری محدود است - در شبكه های كوچك - مورد استفاده قرار می گیرند. « در ادامه مقاله در مورد این نوع شبكه ها صحبت بیشتری خواهد شد»

در روش دوم یعنی Infrastructure Network، برای پیاده سازی شبكه بی سیم مورد نظر، از یك یا چند دستگاه متمركز كننده مركزی یا Access Point‌ كه به اختصار AP نامیده می شود، استفاده می شود. وظیفه یك AP برقراری ارتباط در شبكه می باشد.

 

شبكه های نوع دوم «Out door»، در خارج از محیط ساختمان ایجاد می گردند. در این روش از AP و همچنین آنتن ها جهت برقراری ارتباط استفاه می شود. معیار اصلی در زمان ایجاد اینگونه شبكه ها، در نظر داشتن ارتفاع دو نقطه و فاصله بین آنها و به عبارت دیگر، داشتن دید مستقیم یا Line of Sight می باشد.

در شبكه های بی سیم  ممكن است یكی از سه توپولوژی زیر مورد استفاده قرار گیرند:

 a- Point To Point                            b- Point To Multipoint                      c- Mesh

 

**********************************                                                          دید كلی

امواج بلوتوث دارای برد كوتاهی می باشند و بیشتر برای راه اندازی شبكه های PAN كه یكی از انواع شبكه های Ad hoc است، مورد استفاده قرار می گیرند.

**********************************

شبكه های Ad hoc

یك شبكه Ad hoc‌ تشكیل شده از تجهیزات بی سیم قابل حمل كه با یكدیگر به كمك تجهیزات ارتباط بی سیم و بدون بر قراری هیچگونه زیر ساختی، ارتباط برقرار می كنند.

برای شروع كار بهتر است ابتدا معنی واژه Ad hoc را بررسی نماییم. واژه Ad hoc به مفهوم For this purpose only یا «برای یك كاربرد خاص» می باشد. این واژه معمولا در جاهایی كاربرد دارد كه حل یك مشكل خاص یا انجام یك وظیفه ویژه مد نظر باشد و ویژگی مهم آن، عدم امكان تعمیم راه حل فوق به صورت یك راه حل عمومی و به كارگیری آن در مسائل مشابه می باشد.

به شبكه Ad hoc، شبكه Mesh نیز می گویند. علت این نام گذاری آن است كه تمام ایستگاه های موجود در محدوده تحت پوشش شبكه Ad hoc، از وجود یكدیگر با خبر بوده و قادر به برقراری ارتباط با یكدیگر می باشند. این امر شبیه پیاده سازی یك شبكه به صورت فیزیكی بر مبنای توپولوژی Mesh می باشد.

 

ارتباط ایستگاه ها با یكدیگر در شبكه

 

اولین شبكه Ad hoc در سال 1970 توسط DARPA بوجود آمد. این شبكه در آن زمان Packet Radio‌ نامیده می شد.

از جمله مزایای یك شبكه Ad hoc می توان به موارد زیر اشاره نمود:

 «1»  سرعت توسعه آن زیاد است.

 «2»  به سادگی و به صرف هزینه پایین قابل پیاده سازی می باشد.

 «3»  مانند سایر شبكه های بی سیم، به زیر ساخت نیاز ندارد.

 «4»  پیكر بندی خودكار

 «5»  هر یك از ایستگاه ها به عنوان یك روتر نیز ایفای نقش می كنند.

 «6»  استقلال از مدیریت شبكه اصلی

 «7»  انعطاف پذیر بودن «به عنوان مثال، دسترسی به اینترنت از نقاط مختلف موجود در محدوده تحت پوشش شبكه امكان پذیر است.»

 «8»  دو ایستگاه موجود در شبكه می توانند به طور مستقل از دیگر ایستگاه ها، با یكدیگر ارتباط برقرار كرده و انتقال اطلاعات بپردازند.

 

پیكربندی خودكار شبكه

 

همانطور كه در مزایای فوق اشاره شد «شماره 4» اینگونه شبكه ها دارای پیكربندی خودكار می باشند. یعنی اگر پس از راه اندازی شبكه، یكی از ایستگاه ها بنابر دلایلی از كار بیافتد - مثلا فرض كنیم یكی از ایستگاه ها، یك دستگاه تلفن همراه باشد كه به كمك بلوتوث وارد شبكه شده باشد و اكنون با دور شدن صاحب تلفن از محدوده تحت پوشش از شبكه خارج شود - در نتیجه شكافی در ارتباط بین ایستگاه ها بوجود خواهد آمد. با بروز چنین موردی شبكه Ad hoc به سرعت مشكل را شناسایی كرده و مجددا بصورت خودكار عمل پیكربندی و تنظیمات شبكه را بر اساس وضعیت جدید انجام خواهد داد و راه ارتباطی جدیدی برقرار خواهد كرد.

در شكل قبل قسمت a نشان دهنده این است كه ایستگاه ها در حال شناسایی یكدیگر می باشند. در قسمت b می بینیم كه یكی از ایستگاه ها برای ارسال داده به سمت مقصد مورد نظرش از یك مسیر خاص و بهینه استفاده می كند. اما در شكل c وضعیتی نشان داده شده است كه یكی از ایستگاه های میانی از شبكه خارج شده و در نتیجه بعد از انجام پیكربندی مجدد، مسیر دیگری بین مبدا و مقصد برای ارسال داده ها بوجود آمده است.

به شبكه های Ad hoc اصطلاحا Mobile Ad hoc Network یا MANET نیز می گویند. علت این نامگذاری آن است كه ایستگاه ها در این شبكه می توانند به صورت آزادانه حركت كنند . بطور دلخواه به سازماندهی خود بپردازند. پس توپولوژی شبكه های بی سیم ممكن است به سرعت و بصورت غیر قابل پیش بینی تغییر كنند.

Mobile Ad hoc Network (MANET)

 

همانطور كه در شكل فوق می بینیم، شكل نشان دهنده یك شبكه Ad hoc ساده می باشد كه در آن اگر یكی از ایستگاه ها قصد برقراری ارتباط با اینترنت را داشته باشد، باید از طریق سایر ایستگاه های موجود كه نقش روتر یا مسریاب را بازی می كنند به اینترنت دسترسی یابند.

 

برخی از كاربردهای شبكه های Ad hoc عبارتند از:

 «1»  استفاده در شبكه های PAN یا Personal Area Network

این نوع شبكه در برگیرنده سیستم های بی سیم كه دارای برد و قدرت پایین هستند، می باشد. این نوع شبكه ها معمولا بین افراد و یا در یك دفتر كار و مكان های مشابه ایجاد می گردد. استاندارد مورد استفاده در این محدوده IEEE 802.15 می باشد. تجهیزات مورد استفاده معمولا Laptop، earphone، cellphone و غیره می باشد.

 «2»  استفاده در عملیات اورژانسی

مثلا در عملیات جستجو و نجات، اطفاء حریق یا عملیات پلیسی مورد استفاده قرار می گیرد.

 «3»  استفاده در محیط های غیر نظامی

مثلا در شبكه داخلی تاكسیرانی، استادیو ورزشی و ... مورد استفاده قرار می گیرد.

 «4»  حفاظت از محیط زیست

زیست شناسان با استفاده از گردن آویزهایی كه به حسگرهای مكان، دما و دیگر حس گرها مجهز هستند كیفیت زندگی حیوانات در خطر انقراض را كنترل می‌نمایند.

 «5»  استفاده در مصارف نظامی

به عنوان نمونه با مجهز كردن یك میدان جنگ به دستگاه هایی كه از حسگر لرزش، سیستم GPS و حسگر مغناطیسی برخوردارند، می توان عبور و مرور خودروها در محل را كنترل نمود. هر یك از ابزارها پس از حس كردن موقعیت جقرافیایی خود با ارسال یك موج رادیویی، ابزارهایی را كه در محدوده ای به وسعت 30 متر از آن قرار دارند را شناسایی كرده و با آن ارتباط برقرار می كند.

 

برخی از محدودیت های شبكه های Ad hoc عبارتند از:

 «1»  محدودیت پهنای باند دارد. «Bandwidth Limited»

 «2»  multi-hop router نیاز می باشد.

 «3»  مصرف انرژی یكی از دیگر مشكلات مهم می باشد.

 «4»  حفظ امنیت در اینگونه از شبكه ها مشكل می باشد.

 «5»  در شبكه های بزرگتر، ارسال اطلاعات با تاخیر همراه می باشد.

 

ایجاد شبكه به كمك بلوتوث

تكنولوژی بلوتوث استانداردی است كه به كمك آن می توان یك ارتباط بی سیم كوتاه برد بین تجهیزات بی سیم مجهز به بلوتوث مانند گوشی های تلفن همراه، لپ تاپ ها، چاپگر های مجهز به بلوتوث و ... برقرار نمود. به كمك بلوتوث می توان یك شبكه PAN بوجود آورد. شبكه های ایجاد شده توسط بلوتوث بر مبنای شبكه های Ad hoc‌ می باشد. شبكه های PAN معمولا در دفتر كار، منزل و سایر محیط های كوچك مشابه برای اتصال تجهیزات بی سیم استفاده می شود.

از مزایای بلوتوث می توان به موارد زیر اشاره نمود:

 1- بلوتوث ارزان بوده و مصرف انرژی پایینی دارد.

 2- تسهیل ارتباطات داده و صدا

 3- حذف كابل و سیم بین دستگاه ها و ابزارهای بی سیم

 4- فراهم كردن امكان شبكه های Ad hoc و همگام سازی بین ابزارهای موجود

تكنولوژی بلوتوث از امواج محدود در باند GHZ ISM 2.4 استفاده می كند. این باند فركانس برای مصارف صنعتی، علمی و پزشكی رزرو شده است. این باند در اغلب نقاط دنیا قابل دسترسی می باشد.

 

چگونه ابزارهای مجهز به بلوتوث را شبكه كنیم ؟

شبكه های بلوتوث بر خلاف شبكه های بی سیم كه از ایستگاه های كاری بی سیم و Access Point تشكیل می شود، فقط از Clientها یا ایستگاه های كاری بی سیم تشكیل می شود. یك client می تواند در واقع یك ابزار با قابلیت بلوتوث باشد.

ابزارهایی با قابلیت بلوتوث به طور خودكار یكدیگر را شناسایی كرده و تشكیل شبكه می دهند. مشابه همه شبكه های Ad hoc، توپولوژی های شبكه های بلوتوث می توانند خودشان را بر یك ساختار موقت تصادفی مستقر سازند.

شبكه های بلوتوث یك ارتباط Master-Slave را بین ابزارها برقرار می كنند. این ارتباط یك piconet را تشكیل می دهد. در هر piconet‌ هشت ایستگاه مجهز به بلوتوث وارد شبكه می شوند. به اینصورت كه یكی به عنوان Master و هفت تای دیگر به عنوان Slave در شبكه قرار می گیرند.

ابزارهای هر piconet‌روی كانال یكسان كار می كنند. اگر چه در هر Piconet فقط یك Master‌ داریم ولی Slave یك شبكه می تواند در شبكه های دیگر به صورت Master عمل كند. بنابراین زنجیره ای از شبكه ها به وجود می آید. «Scatternet»

 

مشخصات كلیدی تكنولوژی بلوتوث

شرح مشخصات
FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) لایه فیزیكی
( 2.4 GHz - 2.45 GHZ ) ISM باند فركانس
1600 hops/sec فركانس hop
1 Mbps نرخ انتقال داده
حدود 10 متر و به كمك تقویت كننده تا 100 متر محدوده كاری

 

نوآوری های اخیر در آنتن های بلوتوث به این وسایل اجازه داده است تا از بردی كه در ابتدا برای آن طراحی شده است، بسیار فراتر قدم بگذارد. در همایش دوازدهم DEFCON «همایش سالانه هكرها كه در لاس وگاس برگزار می شود»، گروهی از هكرها كه با عنوان Flexilis شناخته می شوند، توانستند دو وسیله بلوتوث را كه حدود 800 متر از یكدیگر فاصله داشتند را با موفقیت به یكدیگر متصل كنند. آنها از آنتم مجهز به یك نوسان نما یا scope‌ و یك آنتن یاگی «Yagi» استفاده كردند كه همه آنها به قنداق یك تفنگ متصل شده بود. كابل آنتن را به كارت بلوتوث در رایانه متصل می كرد. بعدها آنتن را تیرانداز آبی نامیدند.

در ارتباطاتی كه توسط تكنولوژی بلوتوث برقرار می گردند، معمولا ایستگاه های موجود در شبكه در هر لحظه در یكی از وضعیت های زیر می باشند.

 

حالت های مختلف یك دستگاه در زمان كار با شبكه

 

حالت انتظار «Standby» : اگر دستگاه مورد نظر هنوز جزء هیچ شبكه ای نشده باشد، در این وضعیت قرار دارد.

حالت پرس و جو «Inquery + Page» : اگر دستگاهی بخواهد با یك شبكه piconet یا یك دستگاه دیگر ارتباط برقرار كند، در این وضعیت قرار می گیرد.در این حالت دستگاه فوق برای مقصد مورد نظر پیامی مبنی بر تقاضای برقراری ارتباط، ارسال می كند.

حالت فعال «Active» : دستگاه در این حالت در حال ارسال و دریافت اطلاعات می باشد.

حالت ذخیره انرژی «Low Power state» : این مرحله شامل سه وضعیت می باشد:

1- Sniff : دستگاه Slave در این حالت بدون فعالیت می باشد.

2- Hold : هم دستگاه Master و هم دستگاه Slave در حالت انتظار به سر برده و هیچ داده ای رد و بدل نمی كنند.

3- Park : این وضعیت با نام توقف شناخته می شود و میزان فعالیت در این حالت از Hold نیز كمتر می باشد و فقط در حد همگام سازی دستگاه با piconet است.





نوع مطلب : شبكه های كامپیوتری، فناوری اطلاعات، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
شنبه 26 آذر 1390 08:29 ب.ظ
چقدر باحال بود.............
مطالب این صفحه توسط اینجانب کپی شده....البته با اجازه ی استاد گرامی
چهارشنبه 4 آبان 1390 05:09 ب.ظ
ostad cheraaaaaaaaa?
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :