Bluetooth
Camada Física e
Controle de Acesso ao Meio
Aurélio de Lima e Silva Jr.
Gabriel de Albuquerque Gleizer
Introdução
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Tecnologia sem fio
Especificação IEEE 802.15
Hardware: Chip 9x9 mm
Características
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Ondas de rádio
Curtas distâncias
Custo baixo
Baixa complexidade
Pequeno consumo de energia
Modelo IEEE 802
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Camada Física
Controle de Acesso ao Meio
Controle de Enlace Lógico
Camada Física
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
Rádio
Banda Básica (Baseband)
Camada Física


Rádio
Banda Básica (Baseband)
Rádio - Faixa de Operação
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
Faixa não licenciada ISM
De 2.400 kHz até 2.483.5 kHz
Problema: muita interferência
Solução: saltos de freqüência
Rádio - Saltos de Freqüência
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
79 canais
1600 saltos/s
Unidade de tempo de 0,625 µs
Rádio - Potência

Classe 1
• longo alcance (~100 m)
• potência entre 1 mW e 100 mW

Classe 2
• curto alcance (~10 m)
• potência entre 0.25 mW e 2,5 mW

Classe 3
• curtíssimo alcance (~10 cm)
• potência até 1 mW
Rádio - Modulação

Modo Básico
• Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)
binária

Modo Enhanced Data Rate (EDR)
• GFSK binária e Phase Shift Keying (PSK)
com 8 níveis
Camada Física


Rádio
Banda Básica (Baseband)
Banda Básica - Canal Físico


Piconet
Scatternet
Banda Básica - Enlace Físico

Synchronous Connection Oriented (SCO)
• Ponto a ponto
• Sem retransmissão
• Taxa de 64 kbps
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Asynchronous Connectionless (ACL)
•
•
•
•
Ponto a multiponto
Retransmissão em caso de erro
Taxa variável
Polling
Banda Básica - Pacotes

Modo Básico

Modo EDR
Banda Básica - Header
Banda Básica - Modos de
Operação


Espera
Conexão
• Ativo
• Sniff
• Hold
• Park
Banda Básica - Sub-estados

Sub-estados para ir do estado espera
pro estado conexão
• pesquisa
• escuta de pesquisa
• resposta da pesquisa
• chamada
• escuta de chamada
• resposta do escravo
• resposta do mestre
Banda Básica - Sub-estados
Espera
Resposta
Chamada
Pesquisa
do mestre
Resposta
Escuta
Resposta
da
da
do
chamada
pesquisa
pesquisa
escravo
Conexão
Controle de Acesso ao Meio
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
Protocolo de Gerência de Enlace (LMP)
Protocolo de Controle e Adaptação de
Enlace Lógico (L2CAP)
Controle de Acesso ao Meio


Protocolo de Gerência de Enlace (LMP)
Protocolo de Controle e Adaptação de
Enlace Lógico (L2CAP)
LMP



Roda no Gerente de Enlace (LM)
Comunica-se com outros LMPs
Configuração e controle de
comunicações
LMP - Mensagens


Trabalha através do ACL
Erros – Banda Básica
LMP – Pacote (PDU)


ID de Transmissão
Opcode
LMP - Procedimento



Opera em transações
PDUs obrigatórios
PDUs opcionais
A
PDU4
PDU3
PDU2
PDU1
B
LMP – Procedimento – Exemplo
Autenticação


Requerente tem código de enlace
Requerente não tem código de enlace
LM
verificador
LMP_not_accepted
LMP_au_rand
LMP_sres
LM
requerente
LMP – Procedimentos – Tipos
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

Controle da Conexão
Segurança
Pedidos informativos
Troca de papéis
Modos de operação
Transportes Lógicos
Modo Teste
Controle de Acesso ao Meio


Protocolo de Gerência de Enlace (LMP)
Protocolo de Controle e Adaptação de
Enlace Lógico (L2CAP)
L2CAP



Multiplexação de protocolos de nível
superior
SAR
QoS
L2CAP - Características
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


Trabalha através do ACL
Erros – Banda Básica
Simplicidade
Baixo overhead
L2CAP e outros níveis
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
Comunica-se com outros protocolos
Áudio – pacotes
L2CAP - Funcionalidades
L2CAP – PDU – Quadro B

Cabeçalho
• Tamanho – 2 octetos
• ID do Canal – 2 octetos

Carga útil – até 65535 octetos
L2CAP – CID


Canais Lógicos
CIDs – Identificadores de Canal
L2CAP – Operações com outros
dispositivos
Canal de
Sinalização
CID
CID
Canal de Dados
orientado a
Conexão
Entidade
L2CAP
Dispositivo #1
CID
CID
CID
ID do Canal
CID
Entidade
L2CAP
Dispositivo #2
CID
CID
Canal de Dados
Sem Conexão
CID
0x0002
Entidade
L2CAP
Dispositivo #3
Bluetooth hoje



Celulares
Computadores
Videogames
Perguntas
Perguntas
1. Como é resolvido o problema de
interferência?
R: Pelo uso da técnica de saltos de
freqüência.
Perguntas
2. Por que a taxa de transmissão de
bits do modo básico é menor do que
a do modo EDR se eles tem mesma
taxa de transmissão de símbolos?
R: Porque no modo básico a
modulação só tem dois níveis e no
modo EDR ela tem 8.
Perguntas
3. Por que o enlace SCO é bom para
transmitir voz e o ACL é bom para
transmitir dados?
R: Porque no SCO não há
retransmissão, o que causa menos
atrasos e no ACL há retransmissão
causando menos erros.
Perguntas
4. Qual é a principal capacidade do
L2CAP que o LMP não possui
R: O L2CAP pode se comunicar com
níveis superiores.
Perguntas
5. Qual a característica do L2CAP que
ajuda o Bluetooth a operar com
potências baixas? Por que?
R: L2CAP possui baixo overhead. Isso
permite um alto aproveitamento da
banda sem exigir muita energia.