Universidade Federal do Paraná Departamento de Engenharia Elétrica Mestrado em Telecomunicações Disciplina de Comunicação de Dados – TE723

Bluetooth

Aluno: Salmo Pustilnick 1

Introdução

• Nos últimos anos houve uma grande evolução nas comunicações sem fio.

• 3 a Geração de tecnologia sem fio (Celular).

– Possibilitar uma conectividade pessoal interativa.

– Conexão com alta velocidade a WANs.

– Internet.

• Padrão IEEE 802.11b – Tecnologia sem fio p/ LANs.

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Introdução

• Uma pequena gama de tecnologias sem fio, permite a comunicação de dispositivos pessoais entre si, sem a necessidade de uma infra-estrutura existente  Bluetooth.

• A tecnologia sem fio Bluetooth oferece: – Benefícios da omni-direcionalidade.

– Elimina a necessidade da linha de visada p/ conexão com estações rádio base.

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Introdução

• Bluetooth: – O espaço de conectividade assemelha-se a uma “Bolha” de comunicação.

– A “Bolha” segue os dispositivos que estão em sua volta e os autoriza a se conectar com outros dispositivos que estão dentro dela.

– A conexão na “Bolha “ é: • Espontânea • Transitória 4

Histórico

• Início em 1998 com: – Ericson – Intel – Toshiba - IBM - Nokia • Formaram o Bluetooth SIG (Special Industrie Group) – Desenvolver e promover uma solução global para curtas distâncias de operação das comunicações sem fio, na banda não licenciada de 2,4 GHz 5

Histórico

• O nome Bluetooth: – Rei dinamarquês Haral Blatand • Uniu o povo escandinavo durante o século 10 o .

• SIG: – Em maio de 1998  70 adeptos – Em dezembro de 2001  3000 adeptos – Em 1999  Publicada a Versão 1.0A (1600 pág.) – Em março de 1999  Criado o grupo de trabalho do IEEE 802.15

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Histórico

– Em julho de 1999  O SIG submeteu o Bluetooth como candidato ao padrão. Foi escolhido como base.

– Em dezembro de 1999 houve a adição da: 3Com Lucent Microsoft Motorola.

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Especificações

• Bluetooth, v1.1, inclui duaas partes: – Especificações centrais (

core

) • Definem as características do rádio.

• Protocolos de comunicação para a troca de dados.

– Especificações de perfis (

profiles

) • Definem como os protocolos devem ser utilizados para um número de aplicações selecionadas.

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Especificações

• Pilha de Protocolos do Bluetooth: 9

Protocolos

• Foram agrupados em duas categorias: – Protocolos de transporte: • Protocolos desenvolvidos exclusivamente para a tecnologia sem fio Bluetooth.

• São envolvidos em todas as comunicações entre 2 dispositivos Bluetooth.

– Protocolos Intermediários (

Middleware

): • Protocolos específicos do Bluetooth + Protocolos adaptados.

• São usados seletivamente para habilitar diferentes aplicações.

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O Rádio

• Opera na banda sem licença de 2,4 GHz.

• Emprega o FHSS - salto de freqüências (1600 saltos/s) com espalhamento espectral.

• O rádio salta num modo pseudo-randômico nos 79 canais.

• As freqüências estão locadas em (2.402+

k

) MHz, com

k

= 0,1, ... , 78.

• A técnica de modulação é o GFSK

Frequency Shift-keying).

(Gaussian

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O Rádio

• Taxa de transmissão de 1 Mbps.

• Possui 3 classe de potência de transmissão: – Classe 1  20 dBm (100 mW) – Classe 2  4 dBm (2,5 mW) – Classe 3  0 dBm (1 mW) 12

A Banda Base

• Define: – Os procedimentos chaves que habilitam os dispositivos a se comunicarem entre si.

– As pico-redes, como elas são criadas e os enlaces Bluetooth.

– Os recursos de transmissão.

– De que forma serão os pacotes de baixo nível.

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O Endereço Bluetooth e o Relógio (Clock)

• • Cada dispositivo possui dois parâmetros: – (BD_ADDR) Endereço de dispositivo Bluetooth de 48 bits (Exclusivo do IEEE).

– Relógio (

Clock

) de 28 bits, que pulsa a cada 312,5 µs Os dispositivos Bluetooth podem se comunicar com cada um dos outros dispositivos adquirindo seus endereços e relógios.

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A Pico-Rede Bluetooth

• É uma coleção de dispositivos Bluetooth que podem comunicar-se entre si.

• Contém: – Pelo menos 1 mestre.

– Até 7 escravos.

• Para designar um escravo o mestre designa um endereço único e local (AM_ADDR) – Membro Ativo.

• O mestre regula e controla quem e quando se transmite.

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A Pico-Rede Bluetooth

• O canal comunicação de é definido como uma sequência de saltos 16

A Pico-Rede Bluetooth

• O canal de comunicação é definido como uma seqüência de saltos de freqüências seguida pelos membros das pico-rede, de forma sincronizada.

• Os tempos de Tx e Rx são divididos em intervalos (slots) de 625 µs.

• Os intervalos são identificados como pares (escravos transmitem) e ímpares (mestre transmite).

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O Enlace Bluetooth

• Existem dois tipos de enlace: – Enlace simples livre de conexão assíncrono (ACL).

• Enlace de melhor esforço (best effort).

• Utiliza correção de erros FEC (Forward Error correction).

• Retransmissão.

– Enlace síncrono orientado à conexão (SCO).

• Suporta transmissões de áudio até 64 kBps em cada direção.

• Não há retransmissão.

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Outros Protocolos de Transporte

• Protocolo de Gerência de Enlace (LMP) – Configura as propriedades do enlace.

– Usados para: • Procedimentos de segurança.

• Modos de baixa potência.

• Controlador de Interface Principal

– Interface para os dispositivos principais acessarem as camadas mais baixas da pilha 19

Outros Protocolos de Transporte

• Controle do Enlace Lógico e Protocolo de Adaptação (L2CAP) – Envolve as camadas baixas e provê uma interface superiores.

de pacotes para as camadas 20

Os Protocolos Intermediários (Middleware)

• Protocolo de Descobrimento de Serviços (SDP): – Para investigar sobre serviços de outro dispositivo, podendo aprender como obter acesso a este serviço.

• Protocolo RFCOMM – É uma interface serial que emula uma conexão de cabos RS-232.

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Os Protocolos Intermediários (Middleware)

• Protocolo de Controle de Sinalização de Telefone (TCS): – Controle de telefones através dos comandos AT.

• Outros Protocolos: – PPP (Point-to-point protocol) – OBEX (Protocolo de Troca de Objetos) – IrCA (Infrared Mobile Communications Protocol) – IrDA (Descrever e codificar informações em cartões de negócios, calendários) 22

Especificações de Perfis

• Todos os perfis dependem do GAP (

Generic Access Profile

) • Dois protocolos de perfil: – Perfil de porta serial  RFCOMM – Perfil de troca de objetos genéricos  OBEX 23

Exemplo de Aplicação

• Telefone celular Nokia 3650, com tecnologia Bluetooth: 24

Conclusões

• A tecnologia sem fio Bluetooth é uma especificação de conectividade de equipamentos portáteis e dispositivos pessoais, para curtas distâncias, baixo custo e amigável ao usuário.

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Perguntas ?

OBRIGADO

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