Componentes: ☺Artur Freitas ☺Marcos Eich ☺Rafael Hocevar

Introdução Usa frequência de rádio de curto alcance e baixa potência é um protocolo padrão de comunicação primariamente projetado para baixo consumo de energia com baixo alcance baseado em microchips transmissores de baixo custo em cada dispositivo O Bluetooth possibilita a comunicação desses dispositivos uns com os outros quando estão dentro do raio de alcance. Os dispositivos usam um sistema de comunicação via rádio, por isso não necessitam estar na linha de visão um do outro, e podem estar até em outros ambientes, contanto que a transmissão recebida seja suficientemente potente.

O alcance varia de 1m até 100m de acordo com a potência do transmissor Existem antenas que alcançam distâncias de até 1 km Existem vários produtos ativados por Bluetooth, como celulares, impressoras, modems e fones de ouvido sem fio. A tecnologia é útil quando é necessária transferência de informações entre dois ou mais dispositivos que estão perto um do outro ou em outras situações onde não é necessária alta taxa de transferência. O Bluetooth é comumente usado para transferir dados de áudio para/de celulares (por exemplo, com um fone sem fio) ou transferir dados entre computadores de bolso (transferência de arquivos).

Aplicações: Comunicação sem fio entre celulares e fones de ouvido ou viva-voz para carros Comunicação sem fio entre PCs em um espaço pequeno com pequena banda Transferência de arquivos entre dispositivos Enviar pequenas propagandas Controles sem fio do Nintendo Wii e Playstation 3 O primeiro item foi uma das mais antigas aplicações da tecnologia a se tornar popular.

Aplicações: Comunicação sem fio entre PCs e dispositivos de entrada e saída, como mouse, teclados e impressoras Comunicação sem fio entre telefones celulares e estações de telefonia fixa, para funcionar como um telefone sem fio dentro da área de cobertura e economizar em tarifas de serviço telefônico As paredes de sua casa não detêm um sinal bluetooth, o que torna o padrão útil para o controle de vários dispositivos em diferentes ambientes.

Bluetooth x Infravermelho (IR) IR usa ondas de luz de uma frequência mais baixa do que os olhos humanos podem receber e interpretar IR é confiável e barato, mas você precisa apontar o dispositivo para que as coisas aconteçam.  O segundo inconveniente é que o infravermelho é quase sempre uma tecnologia "um para um". Você pode enviar dados entre seu computador de mesa e seu computador laptop, mas não entre seu laptop e seu PDA ao mesmo tempo. Veja Como funcionam os controles remotos para aprender mais sobre a comunicação por infravermelho. Essas duas qualidades do infravermelho são realmente vantajosas em alguns aspectos. Como os transmissores e os receptores de infravermelho precisam ficar alinhados um com o outro, é raro ocorrer interferência entre os dispositivos. A natureza "um para um" das comunicações com infravermelho é útil para assegurar que a mensagem chegue somente ao destinatário pretendido, mesmo em uma sala repleta de receptores de infravermelho.

Bluetooth x Wi-Fi Usam a mesma freqüência de transmissão, porém empregam esquemas de multiplexagem diferentes Wi-Fi oferece alta potência de transmissão e cobre grandes distâncias, porém requer hardware mais caro e robusto com alto consumo de energia, ao contrário do Bluetooth Enquanto o Bluetooth é um substituto para o cabo em uma variedade de aplicações, o Wi-Fi é um substituto do cabo apenas para acesso à rede local. Wi-Fi requer mais configurações, porém é melhor para operar redes de alta-escala pelo fato de suportar conexões rápidas e seguras e com melhor potência de transmissão e recepção da estação-base do que o Bluetooth. O objetivo do Bluetooth é permitir a intercomunicação de dispositivos próximos utilizando o menor consumo de energia possível (mesmo porque muitos desses dispositivos são alimentados por baterias) e um custo de implementação baixo. O Wi-Fi , por sua vez, se mostra mais como um concorrente das tradicionais redes de computadores com fio (padrão Ethernet, em sua maioria).

Um PC deve ter um adaptador Bluetooth instalado para se comunicar com outros dispositivos Bluetooth Alguns computadores desktop já contêm um adaptador instalado internamente, a maioria requer um dongle Bluetooth (conhecido como "chaveiro bluetooth"). Vários computadores portáteis vêm de fábrica com um chip interno instalado. Imagens: Chip Bluetooth Dell TrueMobile 350 para notebooks e um Dongle Bluetooth.

Cada dispositivo possui um número único e exclusivo (assim como o Endereço MAC das placas de rede) de 48 bits para identificação, no formato 00:00:00:00:00:00. Este número é chamado de “Endereço de Bluetooth”. Dispositivos Bluetooth operam na faixa ISM centrada em 2,45 GHz. A banda de freqüência ISM foi reservada por acordo internacional para o uso de dispositivos industriais, científicos e médicos. Os endereços geralmente não são mostrados, e no seu lugar aparecerá o nome corriqueiro (legível) do dispositivo, que pode ser configurado pelo proprietário. Esse nome aparecerá na lista de dispositivos disponíveis de qualquer aparelho que efetuar uma varredura. Vários telefones têm o nome Bluetooth configurado de fábrica para o modelo do aparelho. Como o nome é mostrado na lista de resultados quando é efetuada a varredura, pode ser confuso, por exemplo, se houver vários celulares no alcance nomeados V3. Uma série de dispositivos que você utiliza aproveita essa mesma banda de freqüência de rádio. Babás eletrônicas, controles remotos de portas de garagem e a mais nova geração de telefones sem fio usam freqüências na banda ISM. Assegurar que todos esses dispositivos bluetooth não interfiram uns com os outros é parte fundamental do processo.

Qualquer dispositivo Bluetooth transmite seu nome, classe, lista de serviços disponíveis e informações técnicas por demanda (fabricante, caracteristicas, especificação Bluetooth e configuração de clock). Qualquer dispositivo pode realizar uma varredura para encontrar outros dispositivos disponíveis para conexão, e qualquer dispositivo pode ser configurado para responder ou não a essas requisições Como a faixa ISM é aberta, isto é, pode ser utilizada por qualquer sistema de comunicação, é necessário garantir que o sinal do Bluetooth não sofra e não gere interferências. O esquema de comunicação FH-CDMA (Frequency Hopping -Code-Division Multiple Access), utilizado pelo Bluetooth, permite tal proteção, já que faz com que a freqüência seja dividida em vários canais. O dispositivo que estabelece a conexão vai mudando de um canal para outro de maneira muito rápida. Esse esquema é chamado "salto de freqüência" (frequency hopping). Isso faz com que a largura de banda da freqüência seja muito pequena, diminuindo sensivelmente as chances de uma interferência. 

Para estabelecer conexões no Bluetooth: SCAN - É usado para economia de energia. Quando ociosos, entram em stand-by e verificam a cada 10 ms se existe algum dispositivo tentando estabelecer uma conexão. PAGE - Serve para solicitar conexão. A cada 1,25 ms são transmitidos dois pedidos de conexão seguidos em diferentes portadoras. O dispositivo verifica duas vezes por respostas.

Para estabelecer conexões no Bluetooth: INQUIRY- São mensagens enviadas por um dispositivo para determinar quais outros dispositivos estão em sua área e quais suas características. Ao receber esta mensagem, um dispositivo deve retornar um pacote chamado FHS (Frequency Hopping- Synchronization) contendo além de sua identidade, informações para o sincronismo entre os dispositivos.

Um escravo pode se tornar o mestre a qualquer momento Um dispositivo mestre Bluetooth pode se comunicar com até sete dispositivos (piconet) Cabe ao mestre a tarefa de regular a transmissão de dados entre a rede e o sincronismo entre os dispositivos Um escravo pode se tornar o mestre a qualquer momento Transmissões simultâneas do mestre para vários outros dispositivos são possíveis, porém não muito utilizadas Piconet eh como se chama o grupo de rede com ateh oito dispositivos bluetooth. Uma piconet é uma rede ad-hoc, usando protocolos de tecnologia Bluetooth para permitir um dispositivo mestre de se interconectar com até sete dispositivos ativos. Como um dispositivo se comunicando por Bluetooth pode tanto receber quanto transmitir dados (modo full-duplex), a transmissão é alternada entre slots para transmitir e slots para receber, um esquema denominado FH/TDD (Frequency Hopping/Time-Division Duplex). Esses slots são canais divididos em períodos de 625 µs (microsegundos).

Especificações de Bluetooth permitem conexão de duas ou mais piconets juntas para formar uma scatternet, com alguns dispositivos agindo como ponte para simultaneamente trabalhar como o mestre e o escravo em uma piconet. Até 255 dispositivos podem estar inativos, "estacionados", com os quais o dispositivo mestre pode se comunicar e trazer de volta ao status de ativo a qualquer momento.

Sobreposicao de piconets: isso significa fazer com que uma piconet se comunique com outra dentro de um limite de alcance, esquema esse denominado scatternet. Note que um dispositivo slave pode fazer parte de mais de uma piconet ao mesmo tempo, no entanto, um master só pode ocupar essa posição em uma única piconet.

Usam a técnica de salto de frequência de espalhamento espectral Usam a técnica de salto de frequência de espalhamento espectral. Os transmissores alteram as frequências 1.600 vezes por segundo, tornando improvável que dois transmissores compartilhem a mesma frequência simultaneamente. Essa mesma técnica minimiza o risco de interferência de outros aparelhos nos dispositivos bluetooth, já que qualquer interferência em uma freqüência particular dura somente uma fração de segundo. Esta tecnica praticamente impossibilita que mais de um dispositivo transmita na mesma freqüência ao mesmo tempo. Um dispositivo usa 79 frequências individuais escolhidas aleatoriamente dentro de uma faixa designada, mudando com regularidade.

A pilha do protocolo Bluetooth Definido como uma arquitetura de camadas de protocolo, constituído de protocolos núcleo, protocolos de substituição de cabo, protocolos de controle de telefonia e protocolos adotados.

Protocolos núcleo – Cinco camadas: Bluetooth Radio – especifica detalhes da interface com o ar, incluindo frequência, salteamento, esquema de modulação e força da transmissão Baseband – fala sobre estabelecimento de conexão com uma piconet, endereçamento, formato do pacote, temporização e controle de energia

Protocolos núcleo – Cinco camadas: Link Manager Protocol (LMP) – estabelece a configuração e gerenciamento dos link entre dispositivos bluetooth, incluindo aspectos de segurança, controle e negociação do tamanho do pacote da banda base Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) – adapta os protocolos da camada superior à camada de banda base LMP - Aspectos de seguranca = exemplo: autenticação e encriptção L2CAP - fornece tanto serviços sem conexão quanto serviços orientados à conexão

Protocolos núcleo – Cinco camadas: Service Discovery Protocol (SDP) – manipula informações do dispositivo, serviços e consultas para características de serviço entre dois ou mais dispositivos Bluetooth

Protocolos de substituição de cabo Radio frequency communications (RFCOMM) é usado para criar uma porta serial virtual para fazer com que a substituição de tecnologias de cabo seja transparente através de mínimas modificações a dispositivos existentes. FRCOMM provê transmissão de dados binários e emula os sinais de controle do EIA-232 (também conhecido como RS-232) sobre uma camanda de banda-base Bluetooth.

Protocolos de controle de Telefonia Telephony control protocol-binary (TCS BIN) é o protocolo orientado a bit que define o controle de chamada de sinalização para estabelecimento de chamadas de voz e dados entre dispositivos Bluetooth. Ainda, TCS BIN define procedimentos de gerenciamento de mobilidade para manipular grupos de dispositivos Bluetooth TCS.

Protocolos adotados Point-to-Point Protocol (PPP) – Protocolo padrão da Internet para transportar datagramas de IP sobre um link ponto-a-ponto TCP/IP/UDP – Protocolos fundamentais para a suite de protocolos TCP/IP Object Exchange Protocol (OBEX) – Protocolo de camada de sessão para intercâmbio de objetos, fornecendo um modelo para representação de objeto e operação Protocolos adotados são definidos por outras organizações criadoras de padrões e são incorporados na pilha de protocolos do Bluetooth, permitindo ao Bluetooth criar protocolos apenas quando necessárido.

Protocolos adotados Wireless Application Environment/ Wireless Application Protocol (WAE/WAP) – WAE especifica um framework de aplicação para dispositivos sem fio e WAP em um padrão aberto para fornecer acesso a telefonia e serviçõs de informação aos usuários de "mobiles".