نقل ملفات البيانات عبر البلوتوث

لإعطاء آليات فعالة لنقل البيانات عبر ارتباط “Bluetooth“، يحتوي المعيار على عدد من البروتوكولات وأنواع مختلفة من الارتباط؛ لضمان إدارة الارتباط اللاسلكي بأكثر الطرق فعالية، حيث تُعد تقنيات وبروتوكولات إرسال بيانات “Bluetooth” غير مرئية للمستخدم الذي ينتبه فقط إلى أنّ الاتصال يعمل بكفاءة وموثوقية في جميع الظروف، بحيث توفر روابط “Bluetooth” وتقنيات نقل البيانات اختيار الشكل الصحيح للتطبيق المُراد، وبهذه الطريقة يمكن تحقيق أفضل أداء لنوع الارتباط والشروط.

ما هو نقل الملفات عبر البلوتوث؟

هي وسيلة يتم من خلالها نقل الملفات إلى جهاز “Bluetooth” آخر قريب المسافة، وذلك دون الحاجة إلى تطبيق منفصل، حيث تتوافر خدمة “Bluetooth” مع الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر باختلافها، كما يمكن نقل الملفات عبر البلوتوث باستخدام مختلف أنظمة التشغيل.

روابط البلوتوث:

يعتمد تحديد شكل اتصال “Bluetooth” المستخدم على نوع إرسال بيانات البلوتوث المطلوب.

أولاً: ارتباط الاتصالات الموجهة بالاتصال المتزامن “SCO”:

يتم اعتماد ارتباط الاتصالات الموجهة بالاتصال المتزامن “SCO”، بحيث يتم إرسال البيانات بدلاً من نقلها في شكل إطارات، كما يمكن أن يعمل “SCO” جنباً إلى جنب مع قنوات “ACL”، وفي الواقع يحتاج إلى قائمة تحكم بالوصول واحدة لتفعيل كائنات “SCO”، كما تستطيع عقدة “Bluetooth” الرئيسية على دعم ما يقارب إلى ثلاث قنوات “SCL” متزامنة ويمكن تقسيمها بين ما يقارب إلى ثلاث عقد تابعة، حيث تعتمد فكرة “SCO” في ضمان القدرة على دفق البيانات الصوتية دون التعرض للتأخير في انتظار توفر الإطارات أو فتحات الحزم.

يتم تعيين فترات زمنية محددة لروابط اتصالات “SCO” بحيث يتم إرسالها في الوقت المطلوب مع أقصى زمن انتقال معروف، كما تم إعطاء نوع آخر من أشكال الارتباط يُعرف باسم “eSCO” أو “Extended SCO” مع الإصدار 1.2 من معيار “Bluetooth”، في الأصل لم يتم إرسال أي إقرار، في حين أنّ استعمال “eSCO” يعمل على إعطاء موثوقية أكبر لرابط “Bluetooth” عن طريق إرسال إقرار والسماح بعدد معين من عمليات إعادة الإرسال في حالة تلف البيانات، أمّا بالنسبة إلى احتياجات زمن الوصول لا يُتم إعادة الإرسال إلّا في حال الفاصل الزمني المضمون التالي، وإلّا فإنّ البيانات الجديدة ستتأخر.

“ACL” هي اختصار لـ “Asynchronous Connectionless communications Link”.

ثانياً: ارتباط الاتصالات غير المتزامن بدون اتصال “ACL”:

الارتباط غير المتزامن للاتصالات بدون اتصال “ACL”: هو الشكل الأكثر استخداماً لوصلة “Bluetooth”، ويستخدم ارتباط “Bluetooth ACL” لنقل البيانات على شكل إطارات أي البيانات المقدمة من أحد التطبيقات إلى قناة التحكم في الارتباط المنطقي وقناة بروتوكول التكيف، كما قد تدعم القناة نقل بيانات “Bluetooth” أحادي الاتجاه أو ثنائي الاتجاه، وهناك مجموعة متنوعة من تنسيقات قائمة التحكم بالوصول “ACL” المختلفة التي يمكن استخدامها، بحيث يتضمن معظمها ترميز الخطأ الأمامي، وكذلك تصحيح خطأ الرأس لاكتشاف الأخطاء التي قد تحدث في ارتباط الراديو وتصحيحها.

يعطي ارتباط “Bluetooth” غير المتزامن اتصالات لمعظم التطبيقات داخل البلوتوث، حيث عادةً ما يتم دعم عمليات إرسال البيانات، مثل هذه بواسطة ملفات التعريف التي تتيح جمع البيانات في الإطارات ونقلها إلى الطرف الآخر من ارتباط “Bluetooth”، حيث يتم الحصول عليها من الإطارات ونقلها إلى التطبيق ذي الصلة، كما يتيح “ACL” إرسال البيانات عبر “Bluetooth 1” بسرعات تصل إلى أقصى معدل “732.2 كيلوبايت في الثانية”، كما يحدث هذا عندما تعمل في وضع غير متماثل، حيث يستعمل نوع شائع لأنّه بالنسبة لمعظم التطبيقات يتم إرسال البيانات في اتجاه واحد أكثر بكثير من الآخر.

عند طلب وضع متشابه مع إرسال البيانات بالمعدل نفسه في كلا الاتجاهين، ينخفض ​​معدل نقل البيانات إلى “433.9 كيلوبت في الثانية”، بحيث تقوم الروابط المتزامنة على دعم اتصالين ثنائي الاتجاه بمعدل “64 كيلوبت في الثانية”، كما أنّ كميات البيانات مناسبة للصوت ومعظم عمليات إرسال الملفات، أمّا عند استخدام معدل بيانات “Bluetooth 2” المحسن، يمكن الحصول على معدلات بيانات تساوي “2.1 ميجابت في الثانية”، كما يمكن أيضاً إعطاء الارتباطات غير المتزامنة جودة الخدمة من خلال تحديد معلمات القناة المناسبة.

ارتباط “ACL” موجه نحو الحزمة ويدعم حركة المرور المتماثلة وغير المتماثلة، حيث تتحكم الوحدة الرئيسية في عرض النطاق الترددي للارتباط، وتقرر مقدار عرض النطاق الترددي “Piconet” الذي يتم منحه لكل تابع وتماثل حركة المرور، حيث يجب استقصاء الأجهزة قبل أن يتمكنوا من نقل البيانات، كما يدعم ارتباط “ACL” رسائل البث من الرئيسي إلى جميع الأجهزة في “Piconet”، بحيث يمكن استخدام الحزم متعددة الفتحات في قائمة التحكم بالوصول “ACL”، ويمكن أن تصل إلى معدلات بيانات قصوى تساوي “721 بت” في اتجاه واحد و”57.6 كيلوبت في الثانية” في الجهة المقابلة إذا لم يتم استعمال تصحيح الخطأ.

حزم البيانات محمية بواسطة مخطط استعلام إعادة الإرسال التلقائي “ARQ”، وعندما تصل الحزمة يتم إجراء فحص عليها، حيث إذا تم اكتشاف خطأ تشير الوحدة المستقبلة إلى ذلك في حزمة الإرجاع، وبهذه الطريقة تتم إعادة الإرسال فقط للحزم البعيدة، وإعادة الإرسال غير ممكن للصوت لذا يتم استخدام حماية أفضل من الأخطاء.

• “SCO” هي اختصار لـ “Synchronous Connection Orientated communications link”.

• “ARQ” هي اختصار لـ “Automatic Retransmission Query”.

برنامج ترميز بلوتوث:

اعتماداً المواصفات الأساسية، هناك عدد من أنواع ترميز “Bluetooth” الموجودة، حيث تُعد برامج ترميز “Bluetooth” هذه أساسية نسبياً ولا يتم استعمالها للصوت، بما في ذلك تطبيقات موسيقى الاستريو التي قد تستعمل “ACL”، حيث يهدف أي برنامج ترميز “Bluetooth” إلى إعطاء صوت قياسي للهاتف، ممّا بقلل من عرض النطاق الترددي للصوت إلى حوالي “4 كيلو هرتز”، وغالباً ما تكون برامج الترميز هي “CVSD”.

برنامج “CVSD”: هي عبارة عن تعديل دلتا المنحدر المتغير باستمرار، وتمتاز في أنّها تمكن الحد الأدنى من حل زمن الوصول، لذلك لا توجد مشكلات في المزامنة، ونتيجةً لذلك يمكن استخدامها غالباً مع تطبيقات مثل هواتف الفيديو.

عناصر ترميز بلوتوث:

• معدل العينة “هرتز”: هو عدد نقاط البيانات في الثانية في ملف صوتي، ولالتقاط تردد معين بدقة تحتاج إلى التقاط عينتين، ممّا يعني أنّه يتم أخذ عينات الصوت بضعف حد السمع البشري أي تقريباً “~ 20 هرتز”، حيث يتم تصدير التنسيقات عالية الدقة بسرعة “96 كيلو هرتز” أو أكثر.

• عمق البت “-bit”: يحدد عدد البتات لكل عينة صوتية دقة الملف، حيث أنّ جودة القرص المضغوط هي “16 بت”، بينما قد تدعم أقراص “DVD” وأقراص “Blue-ray” صوت “24 بت” وتماماً مثل معدل العينة ينتج عن زيادة عمق البت ملفات أكبر.

• معدل البت “kbps”: هو عدد البتات التي تمت معالجتها لكل وحدة زمنية، والتي تُقاس عادةً بالثواني يُسجل هذا عادةً إمّا بالكيلوبت في الثانية “kbps” أو الميجابت في الثانية “Mbps” كما يتم حساب معدل البت من خلال معدل العينة × عمق البت × القنوات.

• “CVSD” هي اختصار لـ “Continuously variable slope delta modulation”.