تعد تقنية الأشعة تحت الحمراء من أقل الطرق انتشاراً للربط بين الهاتف الذكي والحاسوب المحمول

هلا وغلا بكم اعزائي الطلاب والطالبات في بلدان الوطن العربي في موقعنا الأكثر

تميزا وريادة في حل أسئلة المواد الدراسية التي تهمكم لكافة المراحل الدراسية،

 تحت إشراف أساتذة المواد والعباقرة

 والمتميزين في كبرى المدارس والمرافق التعليمية والمتخصصين

 لتدريس كل المراحل والصفوف الدراسية الثانوية والمتوسطة والابتدائية

 يسرني أن اقدم لكم حل أسئلة المناهج لكافة الصفوف لرفع وزيادة التحصيل العلمي لدى كل الطلاب في كل المراحل التعليمية التى تساعد على الوصول الى قمة التفوق الدراسي ودخول افضل التخصصات في افضل الجامعات

سواء في ونرحب بكم في موقعنا المتميز لحصول على افضل الاجوبة النموذجية التى تودون الحصول عليها من اجل المراجعات وحل الواجبات الخاصة بكم , وهو السؤال الذي يقول :

تعد تقنية الأشعة تحت الحمراء من أقل الطرق انتشاراً للربط بين الهاتف الذكي والحاسوب المحمول

اخترع البشر الكثير من التقنيات لتساعدنا على البقاء متصلين مع أصدقائنا وعائلتنا، ومع أن بعض هذه التقنيات اندثرت ولم تعد مُستخدمة، ما تبقى تقنية البلوتوث إحدى أكثر التقنيات المستخدمة شيوعًا، وهي وسيلة اتصال لاسلكي عبر إشارات الراديو. نستخدم تقنية البلوتوث اللاسلكية كثيرًا في حياتنا كل يوم، فهي تربط السماعات ولوحة المفاتيح بحواسيبنا، وتربط هواتفنا المحمولة مع سياراتنا لسماع الموسيقا في رحلتنا لـ العمل صباحًا.

لاتصال أي جهازين ببعضهما، يجب أن يتوافق بينهما عدد من النقاط قبل إنشاء التواصل (أو المحادثة). النقطة الأولى فيزيائية: هل سيتصل الجهازان عبر الأسلاك أو من طريق الإشارات اللاسلكية؟ وفي حالة الأسلاك كم عدد الأسلاك المطلوبة لتحقيق التواصل؟ سلك واحد والدة سلكين والدة أكثر؟. إذا توصلت لـ الصفة الفيزيائية للاتصال، تظهر الكثير من الأسئلة المختلفة:

•  ما كمية البيانات التي يمكن إرسالها في وحدة الزمن؟ مثلًا ترسل المنافذ التسلسلية 1 بت في وحدة الزمن، بينما ترسل المنافذ التفرعية عدة بتات.
•  كيف سيتصل الجهازان؟ إذ يجب أن يعرف طرفا التواصل في هذا الحوار الإلكتروني ماذا يعني البت، وما إذا كان كل طرف قد استقبل نفس الرسالة التي أرسلها الطرف الآخر. ما يعني تحديث مجموعة من الأوامر والاستجابات التي تعرف باسم البروتوكولات Protocols.

تعطينا تقنية البلوتوث الإجابة هذه الأسئلة. وسنتعلم أكثر عن تقنية البلوتوث في هذا المقال. أولًا علينا اكتشاف كيف تنشئ تقنية البلوتوث اتصالًا لاسلكيًّا.

كيف تُنشئ تقنية البلوتوث التواصل؟

تنقل تقنية البلوتوث الشبكات صغيرة المساحة لـ المستوى الثاني الذي لا يحتاج لـ تدخل المستخدم، وتستخدم طاقة إرسال منخفضة للغاية لتوفير طاقة البطارية. وهي تقنية أساسية في معيار الشبكات تعمل على مستويين:

•  تؤمن توافقًا على المستوى الفيزيائي، وتشكل معيار تردد راديو radio-frequency standard.
•  تؤمن توافقًا على مستوى البروتوكول المستخدم، ليتأكد طرفا التواصل أن الرسالة المستقبَلة هي نفسها المرسَلة.

الميزة الرائعة لتقنية البلوتوث هي أنها اتصال لاسلكي آلي رخيص. لكن توجد طرق أخرى لتجنب استعمال الأسلاك مثل التواصل بالأشعة تحت الحمراء.

الأشعة تحت الحمراء Infrared (IR) هي موجات ضوئية ذات تردد أقل مما تستطيع العين استقباله وترجمته، وتُستخدم في معظم أجهزة التحكم في التلفاز.

يعد هذا النوع من الاتصالات موثوقًا لـ حد ما وغير مكلف، ولكن يعيق استخدامه أمران: أولًا، إن تقنية التواصل عبر الأشعة تحت الحمراء هي تقنية تعتمد على توفر خط نظر Line Of Sight.

أي إن عليك توجيه الجهاز لـ التلفاز أو مشغل الفيديو. يتمثل العائق الثاني في أن تقنية التواصل بالأشعة تحت الحمراء هي تقنية تسمح بالاتصال بين طرفين فقط one to one. إذ يمكنك إرسال البيانات من حاسوب المكتب لـ حاسوبك المحمول لكن لا يمكنك في نفس الوقت إرسالها لـ حاسوبك اللوحي.

لاتصال الأشعة تحت الحمراء ميزات عديدة. إن أجهزة إرسال واستقبال الأشعة تحت الحمراء يجب أن تكون مصطفة، ما يجعل التداخل بينها نادر الحدوث. طبيعة التواصل بالأشعة تحت الحمراء بين جهازين تجعلك تتأكد أن الرسالة قد ذهبت فقط لـ الجهاز المقصود، حتى لو كانت الغرفة ممتلئة بأجهزة الاستقبال المختلفة.

تقدم تقنية البلوتوث ميزات أكثر من أنظمة التواصل بالأشعة تحت الحمراء. إذ يمكنها التواصل بعدة أجهزة، ولا تتطلب خط نظر بين المعدات حتى تعمل. دعنا نكتشف كيف تعمل شبكات البلوتوث.

كيف يعمل البلوتوث؟

ترسل شبكات البلوتوث البيانات عبر موجات راديو منخفضة القدرة، على تردد 2.45 غيغاهرتز (للدقة 2.400-2.483 غيغاهرتز)، وهو في الترددات المتفق عليها دوليًّا للاستخدام في المعدات الصناعية والعلمية والطبيةIndustrial, Scientific and Medical (ISM bands) .

قد يُستخدم نفس التردد في بعض المعدات المختلفة، إذ تستخدم أجهزة مراقبة الأطفال وأجهزة فتح باب المرآب والجيل الجديد من الهواتف المحمولة نفس المجال الترددي ISM. وقد كان التأكد من أن تقنية البلوتوث لن تتداخل مع هذه المعدات تحديًّا كبيرًا.

كماًا للتقنيين، تُستخدم هذه التقنية في مدى أكبر من 3,281 قدم (1 كيلومتر)، ولكن لتتجنب أجهزة البلوتوث التداخل مع الأنظمة المختلفة فإنها ترسل إشارات منخفضة القدرة جدًّا (نحو 100 ميلي واط) ولذلك لا يتجاوز مجال عمل أجهزة البلوتوث 656.2 قدم (200 متر)، ما يمنع حدوث تداخل بين نظام حاسوبك وهاتفك المحمول أو تلفازك. وحتى باستخدام الطاقة المنخفضة هذه، لا تتطلب تقنية البلوتوث وجود خط نظر بين المعدات المتصلة، ولا تمنع الجدران مرور إشارات البلوتوث، ما يمكننا من التحكم في المعدات المتواجدة في غرف متعددة من المنزل.

تستطيع تقنية البلوتوث التعامل مع الكثير من المعدات في الوقت ذاته. ربما تظن أن المعدات الموجودة في نطاق 10 أمتار ستتداخل، لكن ذلك لا يحدث. إذ يستخدم البلوتوث تقنية اتصال القفز الترددي للطيف المنثور spread spectrum frequency hopping ما يمنع أن يرسل أكثر من جهاز رسائل على نفس التردد في نفس الوقت. في هذه التقنية، ستستخدم المعدات 79 ترددًا عشوائيًّا مختارًا في مجال معين، وتتغير من تردد لـ انتهاء بانتظام.

عند استعمال هذه التقنية في البلوتوث، فإن المرسل يغير التردد 1600 مرة كل ثانية، ما يعني أن المعدات تستخدم كامل النطاق المحدد لها من طيف الراديو. وبما أن كل جهاز مرسل يستخدم الإرسال الآلي بالنثر الطيفي، فمن غير المحتمل أن يرسل جهازان الإشارة على نفس التردد في نفس الوقت. تقلل هذه التقنية من مخاطر تداخل أجهزة الهاتف المحمول وأجهزة مراقبة الأطفال مع أجهزة البلوتوث، مع إن أي تداخل محتمل لن يدوم إلا جزءًا من الثانية.

عندما تعمل أجهزة البلوثوت في نطاق مشترك، تلعب المحادثة الإلكترونية دورًا في تحديد ما إذا كانت هذه المعدات تمتلك بيانات لتشاركها والدة أن أحدها يحتاج لـ التحكم في الآخر. ليس على المستخدم ضغط أي زر أو إعطاء أي أمر لأن المحادثة الإلكترونية تحدث آليًّا. وعندما تنتهي المحادثة الإلكترونية تبني هذه المعدات شبكتها الخاصة حتى لو كانت جزءًا من نظام الحاسوب أو مكبر الصوت.

تبني أنظمة البلوتوث شبكة شخصية Personal Area Network أو ما يسمى piconet قد تملأ الغرفة أو قد تشمل فقط المسافة بين هاتفك المحمول وسماعات الأذن. فور إنشاء الشبكة الخاصة، تحافظ القفزات الترددية العشوائية على الانسجام والتوافق بين الجهازين وتتجنب الشبكات المختلفة الموجودة في نفس الغرفة. دعنا نلقي نظرة على مثال لنظام اتصال بالبلوتوث.

تخيل غرفة معيشة نموذجية تحوي أثاثًا نموذجيًّا حديثًا. في الغرفة نظام تسلية ومشغل أقراص DVD وتلفاز ومضخم صوت ذكي وهاتف ذكي وهاتف أرضي لاسلكي وحاسوب محمول. تستخدم كل هذه المعدات تقنية البلوتوث، وكل منها يبني شبكته الخاصة ليتصل مع وحدته الأساسية.

يحوي الهاتف الأرضي اللاسلكي جهاز إرسال لإشارة البلوتوث في كل من قاعدته الثابتة والسماعة. برمجت الشركة المصنعة كل وحدة إرسال بعنوان يقع في مجال من العناوين المعدة لنوع ثابت من المعدات. فعندما تُشغَل القاعدة أولًا، ترسل إشارة راديو طالبةً استجابة الوحدات المبرمجة بعنوان يقع في مجالها المحدد. وما دامت السماعة تحوي عنوانًا يقع في هذا المجال فإنه يستجيب للطلب، ما يُنشِئ هذه الشبكة الصغيرة. وترفض هذه المعدات استقبال إشارة من أنظمة أخرى لأنها لا تنتمي لـ نفس الشبكة.

يجري كل من الحاسوب ونظام التسلية نفس المهمة، إذ يبني كل منهما شبكات من طريق عناوين في مجالات تحددها الشركات المصنعة. فور إنشاء هذه الشبكات تبدأ الأنظمة بالتواصل. تؤدي كل شبكة القفزات الترددية في الترددات المتاحة لها وتبقى مستقلةً عن الشبكات المختلفة.

الآن تحتوي غرفة المعيشة 3 شبكات خاصة منفصلة، كل منها مكون من أجهزة تعرف عنوان أجهزة الإرسال التي عليها الاستماع إليها وأجهزة الاستقبال التي عليها التواصل معها. وبما أن كل شبكة تغير التردد الذي تعمل عليه آلاف المرات في الثانية، فمن غير المحتمل أن تعمل شبكتان على نفس التردد في نفس الوقت. ولو حدث تداخل فلن يبقى إلا أجزاء من الثانية فقط ثم تلغي البرامج المصممة لتصحيح الأخطاء البيانات الخاطئة وتواصل أداء أعمال الشبكة.