BLUETOOTH

Michael Wallner
Markus Winter
Übersicht
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Geschichte von Bluetooth
Details der Technologie
Vergleich mit anderen Technologien
Ausblick
Geschichte
• Harald Blaatang (Harald mit dem blauen Zahn)
– 910 bis 986
– Vereinigte zerstrittene Wikingerreiche Dänemark und
Norwegen
• Initiatoren
– Ericsson
– Sowie IBM, Intel, Nokia und Toshiba
Ziele der Initiatoren
• Einheitlicher Standard
• Kommunikation unterschiedlichster Geräte
– Kabellose Kommunikation
– Kurze Strecken
– Einheitliches Protokoll
• Wirtschaftliche Ziele
– Geringe Kosten
– Geringer Stromverbrauch
– Zuverlässigkeit
Bluetooth Spezifikationen
• Version 1.0 und 1.0b
– Durch Bugs ausgebremst
– Verbindungsprobleme
• Version 1.1
– 2001 Verabschiedung durch SIG
– Strengere Richtlinien
– Saubere Implementierung
• Aktuell Version 1.2
Physischer Kanal
• Funkt im 2,4 GHz ISM-Band
• Master/Slave
– Master unterteilt Kanal in Slots
Gerät 1
Kanal
Gerät 3
Gerät 2
• Frequency hopping
– Vermeidung von Interferenzen
Master
Slave
Piconet Topologie
PICONET1
PICONET 2
SCATTERNET
Master
Slave
Kanal A
Kanal B
Physische Verbindungen
• Adressierung
– Bluetooth Device Address (BD_ADDR)
• Typen
– Aktive Verbindung
– Geparkte Verbindung
• Eigenschaften
–
–
–
–
Spannungskontrolle
Verbindungsüberwachung
Verschlüsselung
Kanalqualitätsabhängige Datenrate
Logische Verbindungen
• Logische Transporte
–
–
–
–
Flusskontrolle
Acknowledgement/Repeat Mechanismen
Schedulingverhalten
Casting
• Typen
– Synchron
– Asynchron
– Kontroll
• L2CAP Channels
Schichtenmodell
L2CAP
Schicht
L2CAP
Kanäle
Logische
Schicht
Logische Verbindung
Physikalische
Schicht
Physischer Verbindung
Logischer Transport
Physischer Kanal
Betriebszustände
Nicht Verbunden
Standby
Verbingungsaufbau
Verbunden
Low Power
Zustände
Inquiry
Senden
Park
BD_ADDR aufgeben
Paging
Verbunden
Hold
Sniff
BD_ADDR vorhanden
Ein Paket im Detail I
• Standard Paket (Little Endian)
68/72
54
0 - 2745
ACCESS
CODE
HEADER
DATA PAYLOAD
LSB
• Typen an Paketen
– Access Code
– Access Code und Header
– Access Code, Header und Payload
MSB
Ein Paket im Detail II
• Access Code
4
64
4
PREAMBLE
SYNC WORD
TRAILER
LSB
MSB
Ein Paket im Detail III
• Header
3
4
LT_ADDR
TYPE
LSB
1
1
1
FLOW ARQN SEQN
8
HEC
MSB
Sicherheit
• Ab physikalischer Verbindung
• Genutzte Einheiten
–
–
–
–
BD_ADDR
Authentification Key
Encryption Key
RAND
48 bits
128 bits
8 - 128 bits
128 bits
Bluetooth im Vergleich I
• Bluetooth
– Frequenzbereich
• 2,4 GHz ISM Band
– Reichweite
• Bis zu 10 m
– Datenrate
• Synchron: 432 kbps
• Asynchron: 721 kbps und 57,6 kbps
– Dienste
• Untere ISO/OSI Schichten
• Sowie auch obere Schichten
Bluetooth Im Vergleich II
• DECT (Digital European Cordless Telecommunications)
– Frequenzbereich
• Europa: 1,8 – 1,9 GHz
• Andere Regionen: 1,5 – 3,6 GHz
– Reichweite
• 50 – 300 m
– Datenrate
• 20 Mbps
– Dienste
• Sprache (Daten)
Bluetooth Im Vergleich III
• IEEE802.11 (WirelessLAN)
– Frequenzbereich
• 2,4 GHz ISM Band
– Reichweite
• 50 – 300 m
– Datenrate
• 1 – 104 Mbps
– Dienste
• Ersetzt unterste ISO/OSI Schicht
Bluetooth Im Vergleich IV
• HomeRF
– Frequenzbereich
• 2,4 GHz ISM Band
– Reichweite
• Bis zu 50 m
– Datenrate
• Pro Kanal 1,6 Mbps
• Bis zu 75 Kanäle möglich
– Dienste
• Daten, Multimedia und Sprache
Bluetooth Im Vergleich V
• HiperLAN/2
– Frequenzbereich
• 5 GHz ISM Band
– Reichweite
• Bis zu 100 m
– Datenrate
• 54 (– 104 Mbps bei Version 2)
– Dienste
• Untere beide ISO/OSI Schichten
Ausblick
• Viel versprechende Technik
• Bluetooth Standard 2.0
• Kaum Integration in PCs
– weder Hersteller
– noch Betriebsysteme (MS)
• Hemmschwelle Preis
Quellen
• bluetooth.org
– Core Specification (1.2)
• tecChannel.de
– Bluetooth - der Kabel-Killer
• tomshardware.de
– Harald mit den blauen Zähnen
– Grundlagen Drahtlose Netzwerke, Teil 1