كيفية الاتصال والاقتران في شبكة البلوتوث

تُعد الطريقة الأكثر شيوعاً لاستعمال “Bluetooth” هي إقران جهازين مثل سماعات الرأس وهاتف محمول أو كمبيوتر محمول ممّا يوفر هذا اتصالاً مريحاً بدون أسلاك، كما إنّ الاقتران عبر البلوتوث بهذا الأسلوب ثابت ويسهل تحقيقه، ولكن من الممكن أيضاً إعداد الشبكات، حيث كانت هذه القدرة متوفرة منذ بداية خدمة “Bluetooth”، ولكن مع خدمة “Bluetooth 5″، تم تطوير هذه الإمكانية لاحتواء العديد من تطبيقات إنترنت الأشياء “IoT“.

أساسيات اتصال شبكة البلوتوث:

تخصص مواصفات “Bluetooth” مجموعة متنوعة من أساليب اتصال شبكة “Bluetooth” التي يمكن إعدادها، وبهذه الطريقة تُعتبر شبكات “Bluetooth” شكلاً مرناً بشكل خاص من النظام اللاسلكي للاستخدام في مجموعة متنوعة من التطبيقات قصيرة المدى.

تتوفر عدة أساليب يمكن من خلالها إنشاء شبكات البلوتوث، وفي جوهرها تعتمد شبكات البلوتوث على طبولوجيا “piconet”، وفي هذا الشكل من الشبكات يقوم جهاز واحد بالعمل كجهاز رئيسي ويمكنه التحدث إلى سبع عقد أو أجهزة تابعة بحد أقصى، كما ينشأ حد سبع عقد تابعة في شبكة “Bluetooth” من عنوان ثلاثي البت المستخدم، حيث يتعلق هذا الرقم بعدد العقد النشطة في شبكة البلوتوث في أي وقت.

اتصالات شبكة “Bluetooth” تمتلك القدرة أيضاً على دعم الشبكات المبعثرة، على الرغم من أنّه بسبب قيود التوقيت والذاكرة نادراً ما يتم تنفيذ هذا الشكل من شبكة البلوتوث، أمّا بالنسبة لـ “scatternets” عبر البلوتوث، يمكن للعقدة التابعة أو الجهاز التابع أن يشارك وقته بين مجموعتين مختلفتين من “piconets” ممّا يتيح بناء شبكات نجمية كبيرة.

أساسيات اتصال البلوتوث:

تُعتبر الطريقة التي تقوم بها أجهزة “Bluetooth” بإجراء الاتصالات اللاسلكية أكثر تعقيداً من تلك المرتبطة بالعديد من أنواع الأجهزة اللاسلكية الأخرى، والسبب في ذلك هو طبيعة التحرك المتكرر للأجهزة، أمّا في حين أنّ قفز التردد يقلل من تأثيرات التداخل فإنّه يجعل توصيل الأجهزة أكثر تعقيداً، كما إنّ البلوتوث هو نظام يتم فيه إجراء اتصالات بين المصدر والأجهزة الطرفية.

حيث يتم الحفاظ على هذه الاتصالات حتى يتم قطعها إمّا عن طريق فصل الاثنين عن عمد أو عن طريق أن يصبح الارتباط اللاسلكي ضعيفاً للغاية، بحيث لا يمكن الحفاظ على الاتصالات، كما يحدث هذا عادةً عندما تخرج الأجهزة عن نطاق بعضها البعض.

أنواع قنوات اتصال البلوتوث:

• قناة “piconet” الأساسية: هي قناة اتصال البلوتوث التي تُستخدم فقط عند استخدام جميع القنوات الـ “79” ضمن مجموعة القفزات، حيث نادراً ما تُستخدم الآن لأنّ قناة “piconet” التكيفية تُستخدم غالباً لأنّها توفر مرونة أكبر.

• قناة “piconet” المُكيَّفة: هي قناة اتصال البلوتوث التي يم استخدامها بصورة كبيرة وتسمح للنظام باستخدام مجموعة قفز مخفضة، أي بين “20 قناة” و”79 قناة”، أمّا قنوات “Piconet” هي القنوات الوحيدة التي يمكن استخدامها لنقل بيانات المستخدم.

• قناة الاستفسار “Inquiry channel”: هي قناة اتصال البلوتوث التي تُستخدم عندما يعثر جهاز رئيسي على جهاز تابع أو أجهزة ضمن النطاق.

• قناة الترحيل “Paging channel”: هي قناة اتصال البلوتوث التي تُستخدم، حيث يقوم جهاز رئيسي وجهاز تابع بإجراء اتصال فعلي.

كيفية اقتران البلوتوث:

حتى تستطيع الأجهزة من الاتصال بسهولة وبسرعة، يمكن الاعتماد على مخطط يُعرف باسم اقتران “Bluetooth”، وبمجرد حدوث اقتران البلوتوث، قد يرتبط جهازان مع بعضهما البعض، كما يتم بشكل عام بدء اقتران “Bluetooth” يدوياً عن طريق مستخدم الجهاز، حيث أصبح اتصال البلوتوث الخاص بالجهاز ظاهراً للأجهزة الأخرى، وكما يمكن بعد ذلك إقرانهما.

عادةً ما يتم تفعيل عملية اقتران البلوتوث بشكل تلقائي في المرة الأولى التي يستقبل فيها الجهاز طلب اتصال من جهاز لم يتم الإقتران به بعد، ولكي يحدث اقتران “Bluetooth”، يجب على كلا الجهازين تبادل كلمة مرور، حيث أنّ كلمة المرور أو “مفتاح المرور” هي رمز متشابه بين جهازي البلوتوث، والتي يتم استعمالها بهدف موافقة كلا المستخدمين على الاقتران مع بعضهما البعض.

أولاً: يبحث جهاز البلوتوث عن أجهزة “Bluetooth” أخرى في النطاق:

ليتم إيجادها بواسطة أجهزة البلوتوث الأخرى، كما يجب ضبط الجهاز الأول على وضع قابل للاكتشاف وهذا سيسمح لأجهزة البلوتوث الأخرى في المنطقة المجاورة باكتشاف وجودها ومحاولة إنشاء اتصال.

ثانياً: جهازي البلوتوث يعثران على بعضهما البعض:

عندما يكتشف الجهازان أي الجهاز “1” والجهاز “2” بعضهما البعض، فمن الممكن معرفة الاتصال الذي بينهما، حيث عادةً ما يشير الجهاز القابل للاكتشاف إلى نوع الجهاز سواء من الهاتف الذكي وسماعة الرأس إلى جانب اسم جهاز البلوتوث الخاص به، حيث أنّ اسم جهاز البلوتوث هو الذي يمكن للمستخدم تحديده أو سيكون الاسم المحدد أثناء التصنيع.

ثالثاً: المطالبة بمفتاح المرور:

غالباً ما يتم تخصيص مفتاح المرور الذي يعين يشكل افتراضي على “0000”، ولكن يُنصح باستعمال شيء آخر، حيث يفترض المتسللون أنّ معظم الأشخاص لن يقوموا على تغيير مفتاح المرور، ومع ذلك يجب على العديد من الأجهزة المتطورة أي الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر أن يتفق كلا المستخدمين على رمز يجب أن يكون هو نفسه لكليهما.

• يرسل الجهاز 1 مفتاح المرور أي يرسل جهاز البدء الجهاز 1 مفتاح المرور الذي تم إدخاله إلى الجهاز 2.

• يرسل الجهاز 2 مفتاح مرور، حيث تتم مقارنة مفاتيح المرور وإذا كان كلاهما متماثلاً، كما يتم تكوين زوج موثوق به، ويتم إنشاء اقتران البلوتوث.

رابعاً: تم إنشاء الاتصال:

بمجرد حدوث اقتران البلوتوث، يمكن تنقل البيانات بين الأجهزة.

العناصر العملية لاقتران البلوتوث:

عادةً ما يتم إقران أجهزة البلوتوث بشكل كبير وذلك بالنسبة إلى الجهاز، كما قد تكون هناك تعليمات مختلفة قليلاً لإقران الأجهزة، أمّا بالنسبة لبعض الأجهزة ذات إمكانية الوصول المحدودة للتحكم، قد يلزم الضغط على زر لفترة معينة لوضعه في وضع الاقتران، حيث سيقوم بعملية البحث بعد ذلك عن الأجهزة المراد الاقتران بها، أمّا في حالة الاقتران بأجهزة متشابهة سيتم الاقتران تلقائياً عند وضعها في وضع الاقتران واكتشاف بعضها البعض.

وبالنسبة للأجهزة كالهواتف المحمولة والأجهزة المحمولة، سيقومون بشكل مستمر بعملية البحث عن الأجهزة التي يمكن الاقتران بها، وبعد ذلك يجب قبول الاقتران قبل حدوث الاقتران، ممّا يوفر أماناً إضافياً، وفي بعض الأحيان قد تواجه بعض الأجهزة صعوبة في الاقتران، كما قد يكون ذلك بسبب عدم توفر ملفات التعريف المطلوبة أو قد يكون الجهاز غير متوافق تماماً مع خدمة “Bluetooth”، حيث هناك بعض الشركات المنتجة التي قد لا تُنتج بالكامل وفقاً لمواصفات البلوتوث، على الرغم من الإعلان عنها على أنّها البلوتوث.

بمجرد إجراء اقتران البلوتوث، فإنّ الأجهزة تتعرف عليه، والتي يمكنها بعد ذلك الارتباط بكل منها دون واسطة المستخدم، أمّا إذا لزم الأمر للتدخل اليدوي يمكن للمستخدم إزالة علاقة اقتران البلوتوث في وقت لاحق، حيث عادةً ما يكون إعداد الاقتران والشبكة عبر البلوتوث أمراً سهلاً للغاية، كما تُعد إحدى مزايا البلوتوث في أنّه من السهل حتى على الأشخاص غير التقنيين استعمالها بشكل مناسب.