Michael Wallner Markus Winter

Michael WallnerMarkus Winter

Übersicht

• 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

Gerät 1

Physischer Kanal

• Funkt im 2,4 GHz ISM-Band• Master/Slave

– Master unterteilt Kanal in Slots

• Frequency hopping– Vermeidung von Interferenzen

Gerät 1

Gerät 2

Gerät 3

Gerät 2

Kanal

MasterSlave

Piconet Topologie

PICONET1 PICONET 2

SCATTERNET

Kanal AKanal B

MasterSlave

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

Physischer Kanal

Physischer Verbindung

Logischer Transport

Logische Verbindung

L2CAPKanäle

L2CAPSchicht

LogischeSchicht

PhysikalischeSchicht

Betriebszustände

Nicht Verbunden

Verbingungsaufbau

Verbunden

Low PowerZustände

Standby

Inquiry Paging

VerbundenSenden

SniffHoldPark

BD_ADDR aufgeben BD_ADDR vorhanden

• Standard Paket (Little Endian)

• Typen an Paketen– Access Code– Access Code und Header– Access Code, Header und Payload

Ein Paket im Detail I

ACCESSCODE

HEADER DATA PAYLOAD

0 - 27455468/72

LSB MSB

Ein Paket im Detail II

• Access Code

PREAMBLE SYNC WORD TRAILER

4644

LSB MSB

Ein Paket im Detail III

• Header

LT_ADDR TYPE FLOW ARQN SEQN HEC

3 4 1 1 1 8

LSB MSB

Sicherheit

• Ab physikalischer Verbindung• Genutzte Einheiten

– BD_ADDR 48 bits– Authentification Key 128 bits– Encryption Key 8 - 128 bits– RAND 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