Bukalemun Tasarım
BlueTooth Nasil Çalisir?
Elektronik cihazlarin birbirlerine baglanmalarinin çesitli
yollari vardir. Örnegin:
?Birçok masaüstü bilgisayar sisteminde fare, klavye, yazicinin gibi
cihazlarin bagli oldugu bir CPU vardir.
? Bir PDA (Personal Digital Assistant) normal olarak bilgisayara
bir kablo ve bir baglanti yuvasi ile baglanir.
? Bir TV normal olarak bir VCR'a ve kablo kutusuna, her üç cihaz
için bir uzaktan kumanda ile baglanir.
? Bir telsiz telefon, ana birimine radyo dalgalariyla baglanir.
Telsiz telefonda kablo ile bagli bir headset de olabilir.
? Müzik setinde CD player ve diger ses cihazlari aliciya baglidir.
Alici da hoparlörlere baglidir.
Bilgisayar kullandiginizda, eglence sistemleri ya da telefonlar,
çesitli parçalar ve sistemlerin bir bölümü, elektronik cihazlar
toplulugu olusturur. Bu cihazlar çesitli teller, kablolar, radyo
sinyalleri ve kizilötesi isinlarla iletisim kurarlar. Hatta
protokollerin, fislerin ve baglantilarin çesitligi çok fazla
olabilir. Bir seyleri birbirine baglama sanati her geçen gün daha
da karmasik bir hal aliyor. Hatta evimizde bu aletleri bir basimiza
kurmaya çalistigimizda, "yüksek elektrik mühendisi olaymisim keske"
dedigimiz olur.
Bizler burada tamamen farkli bir baglanti tarzini, Bluetooth denen
teknolojiyi ele alacagiz. Bluetooth, kablosuz, otomatik ve günlük
hayatimizi çok kolaylastiran birçok ilginç özelligi olan bir
teknoloji.
Problemler
Iki cihaz birbiriyle konusacaksa, bu konusmayi baslatmak
için her ikisinin belirli noktalarda anlasmis olmasi gerekir.
Anlasmanin ilk kurali fizikseldir: Kablolar üzerinden mi yoksa
kablosuz sinyallerin çesitli biçimleri araciligiyla mi
konusacaklar? Eger kablo kullanacaklarsa, ne kadar kablo gerekecek;
bir mi, iki mi, sekiz mi, yirmi bes mi? Fiziksel özelliklere karar
verildikten sonra da birkaç soru daha ortaya çikiyor:
? Seri baglantili bir sema içersinde bir birim zamanda 1 bit bilgi
de gönderilebilir ya da paralel baglantili bir sema içinde bit
gruplari (genellikle bir keresinde 8 ya da 16) halinde
gönderilebilir. Bir masaüstü bilgisayar farkli cihazlarla
konusabilmek için hem seri hem de paralel baglanti kullanir: Modem,
fare ve klavye konusmak için seri baglantiya egilimliyken, yazici
paralel baglantiya egilimlidir.
? Elektronikle ilgili bir tartismanin bütün taraflarinin, bit'in ne
oldugu ve alinan mesajin gönderilen mesajla ayni olup olmadigini
bilmeleri gerekir. Birçok durumda, protokol diye bilinen, bir komut
ve cevap dili gelistirmek demektir bu. Bazi ürün tipleri bütün
firmalar tarafindan kullanilan standart bir protokole sahiptir.
Böylece bir ürünün komutlari bir digeri üzerinde de ayni etkiyi
gösterir. Modemler bu kategori içine girerler. Diger ürün
tiplerinin her biri kendi dilini konusur. Bu da bir özel ürün için
tasarlanan komutlari n, bir digeri tarafindan saçma sapan sözler
olarak algilanma tehlikesini dogurur. Yazilar buna örnektir; bu
cihazlarda PostScript ya da PCL gibi çoklu standartlar mevcuttur.
Bilgisayar, eglence sistemleri ya da çesitli elektronik cihaz
üreten firmalar, ürünlerinde gereken baglanti uçlari ve kablolarin
dizilisinin inanilmaz bir sekilde karmasik oldugunu fark ettiler.
Öyle ki ilk denemede bütün bir sistemi dogru bir sekilde kurmak
uzman teknik adamlar için bile çok zor... Cihaz satin alan bir
kimse, bütün parçalarin baglanmasindaki detaylari ögrenmek ve
hatirlamak zorunda oldugunda bir bilgisayar ya da bir ev sinemasi
sistemi kurmak, içinden çikilamaz sekilde karmakarisik bir hal
alacaktir. Ev elektronigini daha fazla kullanici dostu yapmak,
modern hayatimizin bütün elektronik parçalarini birbirleriyle
konusturabilmek için daha iyi bir yol bulmamiz lazim. Iste tam da
burada Bluetooth gündeme geliyor.
Bluetooth'un Temeli
Bluetooth, bir grup elektronik esya üreticisi tarafindan
gelistirilen bir standarttir. Bu standart, bilgisayardan ya da cep
telefonundan klavyeye ya da telsiz telefona kadar çesitli
elektronik cihazlarin birbirleriyle kendi baglantilarini, telsiz,
kablosuz ya da bir kullanicidan herhangi bir direk eylem olmaksizin
kurmalarina izin veriyor. Bluetooth'un iki düzeyde çalisan bir
standart olmasi düsünülmüs:
? Fiziksel düzeyde anlasma saglar: Bluetooth bir radyo-frekans
standardidir.
? Ayni zamanda bir üst düzeyde de anlasma saglar... Bu düzeyde,
ürünler bit'lerin ne zaman ve bir birim keresinde ne ölçüde
gönderilecegi konusunda anlasmis olmak zorundadir ya da ayni
sekilde, bir konusma içindeki taraflar alinan mesajla gönderilen
mesajin ayni oldugu konusunda emin olmak zorundadir.
Bluetooth Special Interest Group'a bagli firmalar ve sayisi bini
asan diger firmalar, Bluetooth'un radyo iletisiminin,
bilgisayarlari, telefonlari ve çevre birimlerini baglamak için
kullanilan kablonun yerini almasini istiyorlar. Halihazirda kablo
kullanmaktan kurtulmani n birkaç yolu var. Biri cihazlar arasinda
kizilötesi isinlar araciligiyla bilgi tasimak. Kizilötesi, insan
gözünün algilamasinin daha altinda olan isik dalgalarina denir.
Kizilötesi çevresel birimlerle bazi bilgisayarlarin birbirlerine
baglanmasinda kullanilan IrDA (Infrared Data Association) denen
standartla pek çok televizyon uzaktan kumandalarinda kullanilir. Bu
bilgisayarlarin ve eglence cihazlarinin çogu için kizilötesi
dijital modda kullanilir, bir noktadan digerine veri göndermek için
çok hizli bir sekilde sinyal ver-sinyal kes biçiminde
çalisir.
Kizilötesi iletisim olabildigince güvenilirdir ve bu teknikle
çalisan bir mekanizmanin cihaza konulmasi çok pahali degildir.
Fakat bunun bir çift sakincasi vardir. Birincisi, kizilötesi bir
"görüs hatti" teknolojisidir. Örnegin, bu aletlerin çalisabilmesi
için uzaktan kumandayi televizyona ya da DVD player'a direkt olarak
odaklamalisiniz. Ikinci sakinca, kizilötesi genellikle "bire bir"
(one to one) bir teknolojidir. Verileri masaüstü ve dizüstü
bilgisayariniz arasinda gönderebilirsiniz, fakat ayni zamanda
dizüstü bilgisayariniz ve PDA'niza gönderemezsiniz.
Kizilötesinin bu iki özelligi aslinda bazi bakimlardan avantaj.
Çünkü kizilötesi verici ve alicilari birbirleriyle bir hat
olusturmak zorundadirlar, cihazlar arasi karisiklik olagan bir sey
degildir. Kizilötesi iletisimin bire bir dogasi çok kullanisli bir
seydir. Çünkü bir oda dolusu kizilötesi alicisinin arasinda bile
mesajinizin istediginiz aliciya gideceginden emin
olabilirsiniz.
Kabloya ikinci alternatif olan senkronize kablolar, kizilötesine
göre biraz daha problemlidir. Eger bir Palm Pilot, Windows CE
cihazi ya da Pocket PC'ye sahipseniz, senkronize edilmis verileri
hakkinda bir seyler biliyorsunuzdur. Senkronize teknikte PDA'nizi
bilgisayariniza baglarsiniz (genellikle bir kabloyla), bir dügmeye
basar ve PDA'nizdaki ve bilgisayarinizdaki verilerinizin
eslestiginden emin olursunuz. PDA'yi birçoklari için kiymetli kilan
da bu tekniktir aslinda. Ancak PDA'yi bilgisayarla eslestirmek ve
bu ikisini birbirine baglamak için dogru kablo ya da yuvaya sahip
olmak basli basina bir mücadele ya da zorluk olabilir.
Bluetooth teknolojisinde amaçlanan en önemli sey de, bu kizilötesi
ya da senkronize kablo sisteminin problemlerinden kaçinmaya
çalismak. Siemens, Intel, Toshiba, Motorola ve Ericsson gibi
donanim üreticileri, bir bilgisayar, telefon ya da diger eglence
amaçli araçlara monte etmek üzere çok küçük bir radyo modülün
özeliklerini belirlediler. Kullanicinin bakis açisindan ele
alirsak, üç önemli özelligi var
Bluetooth:
? Kablosuzdur: Seyahatleriniz sirasinda
cihazlariniz için bir bavul dolusu kablo tasimak zorunda degilsiniz
ya da kablolarin nerelerden geçecegine aldirmadan büronuzu
döseyebilirsiniz.
?Ucuzdur.
? Siz isinize bakarsiniz. Bluetooth'un çalismasi için sizin
herhangi bir sey yapmaniza gerek yoktur. Cihazlar birbirlerini
hemen bulur ve kullanicinin herhangi bir girdisi olmadan konusmaya
baslarlar. Bluetooth, endüstriyel, bilimsel ve tibbi cihazlarin
kullanimi için uluslararasi anlasmalar tarafindan olusturulan 2.45
gigahertz'lik bir frekans üzerinden iletisim kurar.
Halihazirda kullandiginiz birçok cihaz, bu radyo frekans bandini
kullaniyor. Bebek monitörleri, garaj kapisi açicilari ve yeni kusak
telsiz telefonlar hepsi, ISM (Industrial, Scientific and Medical)
bandi denen bu bant içersindeki frekanslari kullanirlar. Tasarim
sürecinin hayati bir bölümü olmus olan bu Bluetooth ya da diger
cihazlarin birbirleriyle karismadigindan emin olabilirsiniz.
Karisikligin önlenmesi
Bluetooth cihazlarinin diger sistemlerle girisim yapmasindan
(enterferans) kaçinmanin bir yolu, 1 miliwatt'in altinda çok zayif
sinyaller göndermektir. Çok güçlü cep telefonlarinin 3 watt'lik bir
sinyal gönderdigini düsünürseniz bu miktarin tahmin
edebilirsiniz.
Düsük güç, bir Bluetooth cihazinin dizilisini bilgisayarinizla
telefonunuz ya da televizyonunuz arasindaki girisim sansini kesmek
için yaklasik on metreyle sinirlandirir. Düsük güçle bile, farkli
odalardaki cihazlari kontrol etmek için yapilmis kullanisli bir
standart sayesinde evinizdeki duvarlar Bluetooth sinyallerini
durduramaz.
Bir oda içersindeki farkli Bluetooth cihazlarinin birbirleriyle
girisim yapacagini düsünebilirsiniz, fakat ayni zamanda ayni
frekansta belli sayidaki cihazin olmasi olagan degildir, çünkü
Bluetooth yayilmis spektrumda frekans siçramasi denen bir teknik
kullanir. Bu teknikte, bir cihaz, düzenli bir temelde birinden
digerine degisen seçilmis bir dizi içersinde 79 adet rasgele
frekans kullanacaktir. Bluetooth durumunda, verici frekanslari her
saniyede 1600 defa degistirir, bu radyo spektrumun sinirli bir
diliminin daha çok cihaz tarafindan tamamen kullanilmasi anlamina
gelir. Her Bluetooth vericisi yaygin-spektrum yayilmasini otomatik
olarak kullansa da, iki vericinin ayni zamanda ayni frekans
üzerinde olmasi olagandisidir. Bu ayni teknik, özel bir frekans
üzerinde herhangi bir karisiklik saniyenin çok altinda bir sürede
geçerek, telsiz telefonunun ya da bebek monitörünün Bluetooth
cihazini rahatsiz etme riskini minimuma indirir.
Bluetooth yetenegi olan cihazlar birbirlerinin erisim alanlarina
girdiklerinde, bir elektronik konusma gündeme gelir. Bu konusmada
veri mi paylasacaklar ya da biri bir digerini kontrol mu edecek,
açikliga kavusturulur. Kullanici bir dügmeye basmak ya da bir emir
vermek zorunda degildir -elektronik konusma otomatikman yapilir.
Konusma bir kez yapilmis ise, cihazlar -bilgisayarin ya da müzik
setinin bir parçasi olsunlar- bir sebeke kurarlar. Bluetooth
sistemler bir kisisel-alanagi (PAN/Personal-area network) ya da
piconet (çok küçük ag) yaratirlar. Bunlar bir odayi doldurabilir ya
da pantolon kemerine bagli cep telefonu ile kafadaki kulaklik
arasindaki mesafenin ötesine tasmaz. Piconet bir kez kuruldugunda,
üyeler uyum içinde rasgele frekanslarda sekerler, böylece
birbirleriyle temas içinde kalir ve ayni oda içerisinde isleyen
diger piconet'lere bulasmazlar.
Bir örnekle baslayalim
Bluetooth frekansinin nasil sektigine ve PAN'in sistemi karismaktan
nasil koruduguna bir bakalim. Günümüzün tipik modern aletleriyle
dolu modern bir oturma odaniz oldugunu farz edelim. Orada
televizyon, uydu TV alicisi, DVD player, müzik setinden olusan bir
eglence sistemi var. Bir telsiz telefon ve bir kisisel bilgisayar
da odada olsun diyelim. Bütün sistemler Bluetooth kullaniyor ve
çevre üniteyle ana ünitenin konusabilmesi için hepsinin kendi
piconet'i olusturulmus.
Telsiz telefonda biri telefon makinesinde biri de ahizede olmak
üzere iki Bluetooth vericisi vardir. Üretici, her birimi bir
adresle programlamistir. Bu adresler belirli tipteki cihazlara
uygun olarak gruplandirilmistir. Esas cihaz açildiginda, belirli
bir alandaki bir adresi arayan sinyal gönderir. Ahizin adresi
erisim alaninda ise, cevap gönderir. Bu da küçük bir sebeke
olusturur. Simdi, bu cihazlardan biri diger bir sistemden bir
sinyal alsa dahi, bu ag içinde olmadiklari sürece bu sinyali
görmezden geleceklerdir. Bilgisayar ya da eglence sistemleri,
üreticiler tarafindan kurulan adres dizini arasinda ag olusturarak,
benzer rutinler dogrultusunda çalisirlar. Ag bir kez
olusturuldugunda, sistemler kendi aralarinda konusmaya baslarlar.
Her piconet mevcut frekanslar dogrultusunda rasgele seker, böylece
bütün piconet'ler tamamen birbirlerinden ayrilirlar.
Simdi oturma odanizda üç ayri ag kurulmustur. Bu aglarin her biri
dinleyen vericinin ve konusan alicinin adresini bilen cihazlardan
olusur. Her bir ag bir saniye içinde çalisma frekansinin binlerce
kez degistirdiginden, ayni zamanda ayni frekans üzerinde olmalari
olagan disidir. Ola ki ayni frekansta çalistilar. Meydana gelen
karisiklik bir saniyenin çok küçük bir parçasini kaplayacaktir. Bu
tür hatalari düzelten yazilimlar karisikliga sebep olan bilgiyi
etkisiz hale getirir ve agin kendi isini sürdürmesini saglar.
Çogu zaman bir ag ya da iletisim metodu, ya bir keresinde bir yönde
çalisir ya da senkronize olarak iki yönde çalisir. Bunlardan
birincisine half-dupleks denir, ikincisine de full-duplex. Normal
telefonun ahizesi bir full-dupleks cihaziyken, ya dinlemeye ya da
konusmaya izin veren ama bu iki isi ayni anda yapmaya izin vermeyen
bir speakerphone half-dupleks iletisime bir örnektir. Bluetooth
farkli durumlarda çalisabilmek için tasarlandigindan, ya
half-dupleks ya da full-dupleks olabilir. Telsiz telefon
full-dupleks (iki yol) baglanti denen kullanima bir örnektir.
Bluetooth ise bir full-dupleks baglanti içinde her saniyede 64.000
bitten fazla veri gönderebilir - birkaç insanin katildigi bir
konusmayi iletmek için yeterince iyi bir oran. Eger belirli bir
kullanim half-dupleks baglanti - sözgelimi bir bilgisayar yazisina
bagli olsun - gerektirirse Bluetooth bir yönde saniyede 721 kilobit
aktarabilir. Bu sirada karsi yönde saniyede 57.6 kilobit
iletecektir. Eger böyle bir kullanim her iki yönde de ayni hizda
bilgi akisi gerektirirse saniyede 432.6 kilobit kapasiteli bir
karsilikli baglanti kurulabilir.
Özellikler
Bluetooh web sitesinden verilen bazi ayrintilar
asagidadir:
? Bir piconet'te cihazlar ortak bir veri akis kanali kullanabilir.
Kanalin toplam kapasitesi saniyede 1 megabit'tir. Bu sirada iki
cihazin anlasmasi için gereken bilgi toplam kapasitenin yaklasik
yüzde 20'sini tüketir.
? ABD ve Avrupa'da frekans araligi 2400 ile 2483.5 MHz arasindadir
ve bu aralikta 79 1-MHz radyo frekans (RF) kanali vardir.
Uygulamada söz konusu aralik 2,402 MHz'den 2480 MHz'e kadardir.
Japonya'da frekans araligi 2472 ile 2497 MHz arasinda ve 23 1-MHz
RF kanali vardir.
? Bir veri kanali 79 (ya da 23) RF kanalindan saniyede rasgele
1,600 kez siçrar.
? Her kanal 625 mikrosaniye uzunlugunda zaman araliklarina
bölünmüstür.
? Bir piconet'te bir sunucu ile yedi kadar istemci cihaz vardir.
Sunucu çift rakamli zaman araliklarinda bilgi aktarirken,
istemciler tek rakamli zaman araliklarinda bilgi aktarir.
? Paketler bes zaman araligi genisliginde olabilir.
? Bir paketteki veri 2745 bits uzunlugunda olabilir.
? Cihazlar arasinda halihazirda iki tip veri aktarimi vardir: SCO
(synchronous connection oriented-senkronize baglanti yönelimli) ve
ACL (asynchronous connectionless-asenkronize baglantisizlik.)
? Bir piconet'te her biri saniyede 64.000 bit'lik üç SCO baglantisi
olabilir. Zamanlama ve çakisma sorunlarindan kaçinmak için SCO
baglantilari sunucu tarafindan belirlenen yedek araliklar
kullanir.
? Sunucu kendine bir, bagimli cihazlara iki ya da üç olmak üzere üç
SCO baglantisini destekleyebilir.
?SCO baglantilari için ayrilmamis olan arali klar ACL
baglantilarinda kullanilabilir.
? Bir suncu ve bir istemcinin tek bir ACL baglantisi
olabilir.
?ACL ya bir noktadan digerine (sunucudan bir istemciye) baglidir ya
da istemcilerin hepsine yayin yapabilir.
?ACL istemcileri sadece sunucu istediginde bilgi
aktarabilirler.
Curt Franklin
Copyright 2000 HowStuffWorks.com