Transcript Bluetooth - Universidade Federal do Paraná
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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