Prof. Dr. Amine Berqia
Email : [email protected]
Web : http://w3.ualg.pt/~bamine
1
Bluetooth
O nome da tecnologia provém do nome dum antigo
Rei Viking, Harald Blåtand (em inglês Blåtand =
Bluetooth) que viveu na segunda parte do século X
2
O que é o Bluetooth ?
 Tecnologia de comunicações sem fios que visa a
interligação de vários equipamentos e recursos
 Originalmente projectado para a interligação de
telefones móveis e computadores portáteis
 Tecnologia de radio-frequência de curto alcance e baixo
custo que consome pouca energia
 Uma especificação define globalmente o sistema, desde
o rádio até às aplicações
 Os níveis de protocolo podem ser implementados tanto
a nível de hardware como de software, repartindo
funcionalidades entre si
3
História (1)
 1994 – A Ericsson inicia estudos para uma interface
sem fios entre os seus telemóveis e acessórios
 1998 – O Bluetooth SIG (Special Interest Group) foi
criado (em Fevereiro) e divulgado (em Maio) pelas
empresas:
Ericsson
IBM
Intel
Nokia
Toshiba
4
História (2)
 1999 – Juntaram-se ao SIG a Microsoft, Lucent
Motorola e 3Com
 1999 – Lançamento da versão 1.0 da tecnologia
 2001
–
Comercialização
dos
equipamentos
primeiros
 Actualmente existem mais de 2500 companhias
aderentes
5
Exemplo Bluetooth (1)
6
Exemplo Bluetooth (2)
7
Características (1)
 Tecnologia WLAN
 Usado em redes ad-hoc (não necessita de infraestrutura)
 Curto alcance (tipicamente 10m, podendo ir até 100m com
aumento de potência)
 Modo de ligação rápido e automático (muito útil em
criação de pequenas redes pessoais – WPAN)
 Baixo custo
8
Curva de Custo
9
Características (2)
 Suporta ligações em modo síncrono (voz) e em
modo assíncrono (dados)
 Opera na gama de frequências livre dos 2,4 GHz
Industrial-Scientific-Medical (ISM) (até aos 2,48 GHz –
79 hops de frequência espaçados de 1Mhz)
 Mudança de frequência 1,600 vezes por segundo
 Velocidade máxima – 1 Mbps
 Modulação GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)
10
Configuração de Rede
11
Inquiry
Processo que permite a um dispositivo detectar
outros que se encontram no raio de alcance
12
Paging
Processo de criação das ligações Master / Slave(s)
(originando a piconet)
13
Definições
 Cada paging representa só uma ligação.
 Cada dispositivo (Slave) liga-se ao Master, criando
e / ou expandindo a piconet.
 Uma piconet é composto por, no máximo, 8
dispositivos activos, i.e., 1 Master e 7 Slaves.
14
Poupança de Energia (1)
 Park – O Slave está sincronizado mas não participa
na piconet. É-lhe atribuído um PMA (Parking Member
Address) e perde o AMA (Active Member Address).
 Hold – Neste modo, um dispositivo pode não
suportar pacotes ACL (Asynchronous Connectionless) e
ficar num modo de baixo consumo de forma a que o
canal fique disponível para paging, scanning, etc.
No entanto as ligações SCO (Synchronous Connection
Oriented) continuam activas.
15
Poupança de Energia (2)
• Sniff – O Slave escuta em slots de tempo
específicos para receber os pacotes do Master, em
vez de estar a receber todos os pacotes que o
Master envia para a piconet. Entretanto, nos outros
time slots, pode desligar-se e poupar energia.
16
Tipos de Ligações
 A banda base suporta dois tipos de ligações:
- Ligações SCO (Synchronous Connection Oriented),
ligação ponto a ponto entre o Master e um único
Slave.
- Ligações ACL (Asynchronous Connectionless), ligação
ponto a multi-ponto entre o Master e todos os
Slaves.
17
Ligações SCO
 O Master mantém este tipo de ligação reservando
slots em intervalos regulares.
 Ligação orientada ao circuito entre Master e Slave.
 Tipicamente usada para transmissão TimeBounded, como por exemplo voz.
 O Master suporta até 3 ligações SCO para o
mesmo, ou para diferentes Slaves.
 Um Slave suporta até 3 ligações SCO do mesmo
Master, ou 2 de diferentes Masters.
 Os pacotes SCO nunca são retransmitidos.
18
Ligações ACL
 Ligação orientada ao pacote entre o Master e todos
os Slaves activos na piconet.
 Só pode existir uma ligação ACL entre um Master e
um Slave.
 Suporta serviços quer assíncronos quer
isochronous.
 Reenvio de pacotes pode ocorrer a fim de
assegurar a integridade dos dados.
19
Diagrama de Estados
20
Scatternet (1)
21
Scatternet (2)
 Os dispositivos Bluetooth podem participar em
múltiplas piconets simultaneamente, criando uma
scatternet.
 Um dispositivo que é Master numa piconet NÃO
pode ser Master numa outra rede em que esteja
inserido.
 Por outro lado, um dispositivo que é Slave numa
piconet pode ser (não obrigatoriamente) Master
numa outra piconet.
22
Desvantagens
 Número máximo limitado de dispositivos que se
podem ligar ao mesmo tempo.
 Baixo alcance (10m – 100m)
 Segurança
 Velocidade limitada (1 Mbps)
 Interferências
23
Vantagens (1)
 Conectividade
 Portabilidade
 Não é necessária a intervenção do utilizador para
estabelecer as ligações
 Eliminação de fios e cabos nos equipamentos
 Maior facilidade nas comunicações de voz e de
dados
24
Alternativas
Bluetooth
HomeRF
IEEE 802.11b
(Wi-Fi)
IrDA
Uso Primário
Ligações ad-hoc
para substituição
de cabos
LAN’s de
casa ou
escritórios
LAN’s de
campus ou
empresas
Ligações ad-hoc
para substituição
de cabos (em
âng. de visão)
Velocidade Máx.
1 Mbps
10 Mbps
11 Mbps
4 Mbps
Alcance
10 m
50 m
100 m
Através de
Paredes
Sim
Sim
Sim
Não
Requer Base
Station
Não
Não
Sim
Não
Susceptibilidade a
Interferência
Média
Média
Alta
Nenhuma
Requisitos de
Potência
Baixo
Alto
Alto
Baixo
Custo
Baixo
Médio
Alto
Baixo
1m
25
Referências
• http://www.bluetooth.com
• http://www.bluetooth.org
• http://electronics.howstuffworks.com/bluetooth.htm
• http://www.telemoveis.com/bluetooth/default.asp
• http://www.sysopt.com/articles/bluetooth/
• http://www.palowireless.com/bluetooth/news.asp
26