Camada Física e Controle de Acesso ao Meio Bluetooth Camada Física e Controle de Acesso ao Meio Aurélio de Lima e Silva Jr. Gabriel de Albuquerque Gleizer

Introdução Tecnologia sem fio Especificação IEEE 802.15 Hardware: Chip 9x9 mm

Características Ondas de rádio Curtas distâncias Custo baixo Baixa complexidade Pequeno consumo de energia

Modelo IEEE 802 Camada Física Controle de Acesso ao Meio Controle de Enlace Lógico

Camada Física Rádio Banda Básica (Baseband)

Camada Física Rádio Banda Básica (Baseband)

Rádio - Faixa de Operação Faixa não licenciada ISM De 2.400 kHz até 2.483.5 kHz Problema: muita interferência Solução: saltos de freqüência

Rádio - Saltos de Freqüência 79 canais 1600 saltos/s Unidade de tempo de 0,625 µs

Rádio - Potência Classe 1 Classe 2 Classe 3 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 Modo Enhanced Data Rate (EDR) 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 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 do mestre Chamada Pesquisa Resposta do escravo Escuta da chamada Escuta da pesquisa Resposta da pesquisa Conexão

Controle de Acesso ao Meio 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 A B Opera em transações PDUs obrigatórios PDUs opcionais A B PDU4 PDU3 PDU2 PDU1

LMP – Procedimento – Exemplo Autenticação Requerente tem código de enlace Requerente não tem código de enlace LM verificador LM requerente LMP_not_accepted LMP_au_rand LMP_sres

LMP – Procedimentos – Tipos 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 Trabalha através do ACL Erros – Banda Básica Simplicidade Baixo overhead

L2CAP e outros níveis Comunica-se com outros protocolos Áudio – pacotes

L2CAP - Funcionalidades

L2CAP – PDU – Quadro B Cabeçalho Carga útil – até 65535 octetos 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 Canal de Dados orientado a Conexão Entidade L2CAP CID CID Dispositivo #1 CID ID do Canal CID CID CID Entidade L2CAP Entidade L2CAP CID CID Canal de Dados Sem Conexão Dispositivo #2 Dispositivo #3 CID 0x0002

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.