BluetoothBluetooth

Camada Física eCamada Física eControle de Acesso ao MeioControle de Acesso ao Meio

Aurélio de Lima e Silva Jr.

Gabriel de Albuquerque Gleizer

IntroduçãoIntrodução Tecnologia sem fioTecnologia sem fio Especificação IEEE 802.15Especificação IEEE 802.15 Hardware: Chip 9x9 mmHardware: Chip 9x9 mm

CaracterísticasCaracterísticas Ondas de rádioOndas de rádio Curtas distânciasCurtas distâncias Custo baixoCusto baixo Baixa complexidadeBaixa complexidade Pequeno consumo de energiaPequeno consumo de energia

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

Camada FísicaCamada Física RádioRádio Banda Básica (Banda Básica (BasebandBaseband))

Camada FísicaCamada Física RádioRádio Banda Básica (Banda Básica (BasebandBaseband))

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

Rádio - Saltos de FreqüênciaRádio - Saltos de Freqüência 79 canais79 canais 1600 saltos/s1600 saltos/s Unidade de tempo de 0,625 Unidade de tempo de 0,625 µsµs

Rádio - PotênciaRádio - Potência Classe 1Classe 1

• longo alcance (~100 m)longo alcance (~100 m)• potência entre 1 mW e 100 mW potência entre 1 mW e 100 mW

Classe 2Classe 2• curto alcance (~10 m)curto alcance (~10 m)• potência entre 0.25 mW e 2,5 mWpotência entre 0.25 mW e 2,5 mW

Classe 3Classe 3• curtíssimo alcance (~10 cm)curtíssimo alcance (~10 cm)• potência até 1 mW potência até 1 mW

Rádio - ModulaçãoRádio - Modulação Modo BásicoModo Básico

• Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) bináriabinária

Modo Enhanced Data Rate (EDR)Modo Enhanced Data Rate (EDR)• GFSK binária e Phase Shift Keying (PSK) GFSK binária e Phase Shift Keying (PSK)

com 8 níveiscom 8 níveis

Camada FísicaCamada Física RádioRádio Banda Básica (Banda Básica (BasebandBaseband))

Banda Básica - Canal FísicoBanda Básica - Canal Físico PiconetPiconet ScatternetScatternet

Banda Básica - Enlace FísicoBanda Básica - Enlace Físico Synchronous Connection Oriented (SCO)Synchronous Connection Oriented (SCO)

• Ponto a pontoPonto a ponto• Sem retransmissãoSem retransmissão• Taxa de 64 kbpsTaxa de 64 kbps

Asynchronous Connectionless (ACL)Asynchronous Connectionless (ACL)• Ponto a multipontoPonto a multiponto• Retransmissão em caso de erroRetransmissão em caso de erro• Taxa variávelTaxa variável• PollingPolling

Banda Básica - PacotesBanda Básica - Pacotes Modo BásicoModo Básico

Modo EDRModo EDR

Banda Básica - HeaderBanda Básica - Header

Banda Básica - Modos de Banda Básica - Modos de OperaçãoOperação

EsperaEspera ConexãoConexão

• AtivoAtivo• SniffSniff• HoldHold• ParkPark

Banda Básica - Sub-estadosBanda Básica - Sub-estados Sub-estados para ir do estado espera Sub-estados para ir do estado espera

pro estado conexãopro estado conexão• pesquisapesquisa• escuta de pesquisaescuta de pesquisa• resposta da pesquisaresposta da pesquisa• chamadachamada• escuta de chamadaescuta de chamada• resposta do escravoresposta do escravo• resposta do mestreresposta do mestre

Banda Básica - Sub-estadosBanda Básica - Sub-estados

Espera

Conexão

PesquisaChamadaResposta do mestre

Escuta dapesquisaResposta

da pesquisaEscuta dachamadaResposta

do escravo

Controle de Acesso ao MeioControle de Acesso ao Meio Protocolo de Gerência de Enlace (LMP)Protocolo de Gerência de Enlace (LMP) Protocolo de Controle e Adaptação de Protocolo de Controle e Adaptação de

Enlace Lógico (L2CAP)Enlace Lógico (L2CAP)

Controle de Acesso ao MeioControle de Acesso ao Meio Protocolo de Gerência de Enlace (LMP)Protocolo de Gerência de Enlace (LMP) Protocolo de Controle e Adaptação de Protocolo de Controle e Adaptação de

Enlace Lógico (L2CAP)Enlace Lógico (L2CAP)

LMPLMP Roda no Gerente de Enlace (LM)Roda no Gerente de Enlace (LM) Comunica-se com outros LMPsComunica-se com outros LMPs Configuração e controle de Configuração e controle de

comunicaçõescomunicações

LMP - MensagensLMP - Mensagens Trabalha através do ACLTrabalha através do ACL Erros – Banda BásicaErros – Banda Básica

LMP – Pacote (PDU)LMP – Pacote (PDU) ID de TransmissãoID de Transmissão OpcodeOpcode

LMP - ProcedimentoLMP - Procedimento Opera em transaçõesOpera em transações PDUs obrigatóriosPDUs obrigatórios PDUs opcionaisPDUs opcionais

A BPDU1PDU2PDU3PDU4

LMP – Procedimento – ExemploLMP – Procedimento – ExemploAutenticaçãoAutenticação

Requerente tem código de enlaceRequerente tem código de enlace Requerente não tem código de enlaceRequerente não tem código de enlace

LMverificador

LMrequerente

LMP_au_randLMP_sresLMP_not_accepted

LMP – Procedimentos – TiposLMP – Procedimentos – Tipos Controle da ConexãoControle da Conexão SegurançaSegurança Pedidos informativosPedidos informativos Troca de papéisTroca de papéis Modos de operaçãoModos de operação Transportes LógicosTransportes Lógicos Modo TesteModo Teste

Controle de Acesso ao MeioControle de Acesso ao Meio Protocolo de Gerência de Enlace (LMP)Protocolo de Gerência de Enlace (LMP) Protocolo de Controle e Adaptação de Protocolo de Controle e Adaptação de

Enlace Lógico (L2CAP)Enlace Lógico (L2CAP)

L2CAPL2CAP Multiplexação de protocolos de nível Multiplexação de protocolos de nível

superiorsuperior SARSAR QoSQoS

L2CAP - CaracterísticasL2CAP - Características Trabalha através do ACLTrabalha através do ACL Erros – Banda BásicaErros – Banda Básica SimplicidadeSimplicidade Baixo Baixo overheadoverhead

L2CAP e outros níveisL2CAP e outros níveis Comunica-se com outros protocolosComunica-se com outros protocolos Áudio – pacotesÁudio – pacotes

L2CAP - FuncionalidadesL2CAP - Funcionalidades

L2CAP – PDU – Quadro BL2CAP – PDU – Quadro B CabeçalhoCabeçalho

• Tamanho – 2 octetosTamanho – 2 octetos• ID do Canal – 2 octetos ID do Canal – 2 octetos

Carga útil – até 65535 octetos Carga útil – até 65535 octetos

L2CAP – CIDL2CAP – CID Canais LógicosCanais Lógicos CIDs – Identificadores de CanalCIDs – Identificadores de Canal

L2CAP – Operações com L2CAP – Operações com outros dispositivosoutros dispositivos

Dispositivo #1

EntidadeL2CAP

Dispositivo #3

EntidadeL2CAP

Dispositivo #2

EntidadeL2CAP

CID

CID

CID

CID

CID

CID

CID

Canal de Sinalização

Canal de Dadosorientado a

Conexão

CID ID do Canal

Canal de DadosSem ConexãoCID 0x0002

Bluetooth hojeBluetooth hoje CelularesCelulares ComputadoresComputadores VideogamesVideogames

PerguntasPerguntas

PerguntasPerguntas

1. Como é resolvido o problema de 1. Como é resolvido o problema de interferência?interferência?

R: Pelo uso da técnica de saltos de R: Pelo uso da técnica de saltos de freqüência.freqüência.

PerguntasPerguntas

2. Por que a taxa de transmissão de bits 2. Por que a taxa de transmissão de bits do modo básico é menor do que a do do modo básico é menor do que a do modo EDR se eles tem mesma taxa de modo EDR se eles tem mesma taxa de transmissão de símbolos?transmissão de símbolos?

R: Porque no modo básico a modulação R: Porque no modo básico a modulação só tem dois níveis e no modo EDR ela só tem dois níveis e no modo EDR ela tem 8.tem 8.

PerguntasPerguntas

3. Por que o enlace SCO é bom para transmitir 3. Por que o enlace SCO é bom para transmitir voz e o ACL é bom para transmitir dados?voz e o ACL é bom para transmitir dados?

R: Porque no SCO não há R: Porque no SCO não há retransmissão, o que causa menos retransmissão, o que causa menos atrasos e no ACL há retransmissão atrasos e no ACL há retransmissão causando menos erros.causando menos erros.

PerguntasPerguntas

4. Qual é a principal capacidade do 4. Qual é a principal capacidade do L2CAP que o LMP não possuiL2CAP que o LMP não possui

R: O L2CAP pode se comunicar com R: O L2CAP pode se comunicar com níveis superiores.níveis superiores.

PerguntasPerguntas

5. Qual a característica do L2CAP que 5. Qual a característica do L2CAP que ajuda o ajuda o Bluetooth Bluetooth a operar com a operar com potências baixas? Por que?potências baixas? Por que?

R: L2CAP possui baixo R: L2CAP possui baixo overheadoverhead. Isso . Isso permite um alto aproveitamento da permite um alto aproveitamento da banda sem exigir muita energia.banda sem exigir muita energia.