Bluetooth.

Apresentação em tema: "Bluetooth."— Transcrição da apresentação:

1 Bluetooth

2 Introdução Ericsson, IBM, Intel , Nokia e Toshiba (1994).
Special Interest Group (SIG). Consórcio. Conexão de dispositivos móveis, sem fio. Utilizando rádios sem fio de curto alcance, baixa potência e baixo custo. O nome deriva de Harald Blaatand II ( ). Rei viking que unificou a Dinamarca e a Noruega.

3 Ideia original Embora a ideia original fosse apenas se livrar dos cabos entre dispositivos, ela logo começou a expandir seu escopo sendo utilizada também nas áreas de LANs sem fio. Para piorar a situação, uma interferia na outra. A HP criou uma rede de infravermelho para conectar periféricos sem fio, mas não obteve êxito.

4 Padronização O consórcio do Bluetooth emitiu uma especificação de 1500 páginas da versão 1.0. Refere-se a um padrão completo com todas as camadas. Logo depois, o IEEE adotou o documento como base e começou a modificá-lo. Padronização apenas das camadas física, enlace e dados ignorando o restante da pilha de protocolos.

5 Arquitetura do Bluetooth
A unidade básica de um sistema Bluetooth é uma piconet. Uma piconet consiste de um nó mestre e até sete nós escravos ativos situados em uma distância de até dez metros. Podem existir muitas piconets em uma mesma sala sendo possível, até mesmo, interconectá-las por um nó ponte. Scatternet.

6 Arquitetura do Bluetooth (2)

7 Nós estacionados Além dos sete nós escravos ativos, pode haver até 255 nós estacionados (inativos) na rede. Esses nós são dispositivos que o mestre comutou para um estado de baixa energia, a fim de reduzir o consumo em suas baterias. No estado estacionado, um dispositivo não pode fazer nada, exceto responder a um sinal de ativação ou de baliza do mestre. Também existem dois estados de energia intermediários: Hold e Sniff.

8 Estrutura mestre/escravo
A razão para a estrutura mestre/escravo é que os projetistas pretendiam facilitar a implementação de chips Bluetooth completos por menos de cinco dólares. Os escravos não são inteligentes, fazem apenas o que o mestre determina.

9 TDM centralizado Em seu núcleo, uma piconet é um sistema TDM centralizado. O mestre controla o clock e define qual dispositivo irá se comunicar em cada slot de tempo. Toda comunicação é feita entre o mestre e um escravo. Não é possível a comunicação direta entre escravos.

10 Aplicações do Bluetooth
A maioria dos protocolos de rede só fornecem canais entre as entidades que se comunicam. Descobrir a utilidade desses canais é tarefa do projetista de aplicações. Em contraste, a especificação Bluetooth identifica treze aplicações específicas, denominadas de perfis. E fornece diferentes pilhas de protocolos para cada uma

11 Perfis do Bluetooth

12 Perfil de Acesso genérico
Este perfil não é realmente uma aplicação, mas sim a base sobre a qual são elaboradas as aplicações reais. Fornece um meio seguro (canais) entre o mestre e os escravos.

13 Perfil de Porta serial Um protocolo de transporte utilizado pela maioria dos outros perfis. Emula uma linha serial sendo útil para aplicações de tecnologia antiga que esperam encontrar uma linha serial.

14 Perfis relacionados às rede
Acesso de LAN. Permite que um dispositivo conecte-se a uma rede LAN. Rede Dial-up. Esse perfil foi a motivação original de todo o projeto. Permite que um notebook se conecte a um telefone móvel contendo um modem interno sem fio. Intercomunicador. Permite que dois telefones atuem como comunicadores.

15 Pilha de protocolos A estrutura de camadas não segue o modelo OSI, TCP/IP ou o modelo 802. A estrutura básica esta representada na figura abaixo.

16 Camada Física de rádio Corresponde à Camada física no modelo OSI.
Ele lida com a transmissão e a modulação de rádio. A preocupação dos projetistas com esta camada é tornar o sistema mais econômico, para que possa ser um item do mercado de massa. Move os bits do mestre para o escravo ou vice-versa. Opera em uma banda de 2,4 GHz. A banda está dividida em 79 canais de um MHz cada. Grande parte desse espectro é consumido por overhead.

17 Camada Banda Base Análoga a subcamada MAC.
Lida com a maneira como o mestre controla os slots de tempo e como esses slots são agrupados em quadros. Esta camada cuida também do gerenciamento de energia, autenticação e qualidade de serviço.

18 Slots de tempo O mestre em cada piconet define uma serie de slots de tempo de 625s, com as transmissões do mestre começando nos slots pares e as transmissões dos escravos começando nos slots impares. Um quadro pode ter 1, 3 ou 5 slots de duração.

19 Tipos de enlaces Cada quadro é transmitido sobre um canal lógico, entre o mestre e o escravo. Há dois tipos de enlaces: Assyncronous Connection-Less (ACL). Melhor esforço. Um escravo só pode ter um enlace ACL para seu mestre. Synchronous Connection Oriented (SCO). Um slot fixo em cada sentido. Quadros não são retransmitidos. Um escravo pode ter até 3 enlaces com seu mestre.

20 Camada L2CAP Possui três funções:
Aceita pacotes de até 64 KB das camadas superiores e os divide em quadros para a transmissão. Na outra extremidade os quadros são remontados em pacotes. Multiplexação ou demultiplexação. Determina a qual protocolo de camada superior ele será entregue; por exemplo, RFcomm ou telefonia. Lida com os requisitos de qualidade de serviço. São determinados o tempo de duração do enlace, o tamanho máximo da carga útil. A ideia é impedir um dispositivo de afogar outro que manipule apenas pacotes abaixo de 64 KB.

21 O Quadro Bluetooth Há vários formatos de quadros. O mais comum é mostrado abaixo.

22 Campos do quadro Começa com um código de acesso que normalmente identifica o mestre. Permite que escravos situados ao alcance de dois mestres possam conhecer o destino de cada tráfego. Em seguida há um cabeçalho de 54 bits contendo campos típicos da subcamada MAC. Depois vem o campo de dados de 240 bits de tamanho (um único slot) até 2744 bits (cinco slots). O formato é o mesmo.

23 Cabeçalho Endereço. Tipo. Checksum.
Identifica qual dos oito dispositivos ativos é o destino do quadro. Tipo. Identifica o tipo de quadro: ACL, SCO ou nulo, o tipo de correção de erros usado no campo de dados e de quantos slots é a duração do quadro. Checksum. A seguir tem-se os oito bits de verificação.

24 Campos Flags Bit Fluxo. Bit Confirmação. Bit Sequência.
Definido por um escravo quando o seu buffer está cheio e não pode mais receber dados. Bit Confirmação. Transporta uma mensagem ACK em seu quadro confirmado a chegada de um quadro. Bit Sequência. Usado para numerar os quadros a fim de detectar retransmissões. O protocolo é Stop-and-Wait, logo, um bit é suficiente.

25 Repetição do cabeçalho
O cabeçalho de 18 bits inteiro é repetido três vezes formando o cabeçalho de 54 bits. No receptor, um circuito simples examina cada bit das três cópias, se forem iguais, o bit é aceito, senão, vence a opinião da maioria. Conclusão: Em um ambiente ruidoso com dispositivos de baixo custo e baixa potência, torna-se necessária muita redundância.