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. • 3a 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. 2 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. 3 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 10o. • 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 6 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. 7 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. 8 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. 10 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 (Gaussian Frequency Shift-keying). 11 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. 13 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. 14 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. 15 A Pico-Rede Bluetooth • O canal de comunicação 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). 17 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. 18 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 de pacotes para as camadas superiores. 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. 21 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. 25 Perguntas ? OBRIGADO 26