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Pró-reitoria de Pós-graduação, Pesquisa e Extensão
Latu...
Por que o nome bluetooth?

Não, o nome não tem nada
a ver com dente azul!
Origem do nome
• O nome Bluetooth é uma homenagem ao rei da Dinamarca
e Noruega Harald Blåtand - em inglês Harold Bluetoot...
O Logotipo
História do bluetooth
• A história do Bluetooth começa em meados de 1994,
através de estudos da empresa Ericsson. Projeto
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História do bluetooth
• Objetivo de expandir e promover a tecnologia
Bluetooth e estabelecer um novo padrão
industrial.
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O que é o bluetooth
• Especificação aberta (royalty-free) de uma
tecnologia padrão para comunicação sem fio ad
hoc;
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O que é o bluetooth
• Os dispositivos Bluetooth anunciam todos os
serviços que eles suportam e podem fornecer,
e por isso,...
O que é o bluetooth
• Por solicitação do SIG o IEEE adotou as
especificações do Bluetooth como um
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Freqüência e Comunicação
• Dispositivos Bluetooth operam na faixa ISM
(Industrial, Scientific, Medical) centrada em
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Características do Bluetooth
• Tecnologia sem fio voltada a aplicações de voz
e dados;
• Funciona no espectro de 2,4GHz, f...
Características do Bluetooth
• Tecnologia omni-direcional;
• Segurança é uma prioridade, sendo que a
tecnologia oferece 3 ...
Comparativo com Wi-Fi
(IEEE 802.11)
• A tecnologia Bluetooth custa 1/3 da
implementação com Wi-Fi;
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Comparativo de áreas de alcance
Usos
• Bluetooth é um protocolo padrão de
comunicação primariamente projetado para
baixo consumo de energia com baixo alca...
Versões
Versão

Taxa de
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Versão
1 Mbit/s
1.2
Versão
2.0 + 3 Mbit/s
EDR
Versão
24 Mbit/s
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Mudança d...
Lista de aplicações
• Controle sem fio e comunicação entre celulares e
fones de ouvido sem fio ou sistemas viva voz para
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Lista de aplicações
Sistema viva-voz para carros
Redes Bluetooth
• Topologia (c):
Redes Bluetooth
• Sistema de rádio ad hoc;
• Os dispositivos Bluetooth se comunicam entre
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Redes Bluetooth
Tipos de redes formadas entre
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Redes Bluetooth
• Redes Bluetooth suportam conexões ponto-aponto e ponto-a-multiponto entre o
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Compartilhamento de Canal
• O compartilhamento de canal do Bluetooth é
possível através da multiplexação do tempo,
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Compartilhamento de Canal
• É importante ressaltar que a unidade master
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Compartilhamento de Canal
• Quanto a transmissão e a recepção de
pacotes, que é feita de forma alternada no
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Controle de Acesso ao Meio
• O Bluetooth foi otimizado para permitir que
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Estabelecimento de Conexões
• Os dispositivos devem ser identificados;
• Podem ser dinamicamente conectados e
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Estados Possíveis
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Modos de Operação
• Active Mode  dispositivo participa
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Modos de Operação
• Park Mode  consumo baixíssimo de
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Tipos de Links
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Comunicação entre piconets
• Técnica de time division multiplexing (TDM);
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Perfis Bluetooth
• Especificação de interface para comunicações
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• Os perfis prov...
Principais perfis (controle de
mídia)
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Principais perfis (controle de
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Arquitetura Bluetooth
• As características técnicas da arquitetura
Bluetooth está definida no Core (núcleo) e
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Arquitetura Bluetooth
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Arquitetura Bluetooth
Arquitetura Bluetooth
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Arquitetura Bluetooth
• O protocolo RFCOMM emula uma porta serial
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Pacote de Dados Bluetooth
• Um pacote de dados Bluetooth é composto
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Pacote de Dados Bluetooth
– Cabeçalho do Payload: identificador do enlace
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– Payload: Dados de usuário, mensagens o...
Cabeçalho do pacotes de dado
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Exemplo de aplicação
• Paging: o processo conhecido como paging é
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• Procura por Serviços: Depois de estabelecer o
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Exemplo de aplicação
• RFCOMM: Um canal RFCOMM é criado sobre
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Exemplo de aplicação
• PPP (Point-to-Point Protocol): O PPP,
geralmente é executado a partir de um link
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Referências:
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BILLO, Eduardo Afonso. Uma pilha de protocolos Bluetooth adaptável à
aplicação. Disponível em: < http://ww...
Referências:
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IEEE. IEEE 802.15 WPAN Task Group 1 (TG1) . Disponível em:
<www.ieee802.org/15/pub/TG1.html>. Acesso em: 0...
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  1. 1. CENTRO UNIVERSITÁRIO PARA O DESENVOLVIMENTO DO ALTO VALE DO ITAJAÍ Pró-reitoria de Pós-graduação, Pesquisa e Extensão Latu Sensu – Redes de Computadores e Segurança de Sistemas Arquitetura de Redes de Computadores Profa. Dra. Michelle S. Wangham Data: 10/04/2010. BLUETOOTH Acadêmicos: Diego Adriano Sieves Paulo Luis Steinhauser Amauri Cunha
  2. 2. Por que o nome bluetooth? Não, o nome não tem nada a ver com dente azul!
  3. 3. Origem do nome • O nome Bluetooth é uma homenagem ao rei da Dinamarca e Noruega Harald Blåtand - em inglês Harold Bluetooth (traduzido como dente azul, embora em dinamarquês signifique de tez – pele - escura). • O logotipo do Bluetooth é a união dos símbolos nórdicos (Hagall) e (Berkanan) correspondentes às letras H e B no alfabeto latino.
  4. 4. O Logotipo
  5. 5. História do bluetooth • A história do Bluetooth começa em meados de 1994, através de estudos da empresa Ericsson. Projeto MCLink. • Em 1998, cinco empresas, a Ericsson, a Nokia, a IBM, a Intel e a Toshiba, formaram o consórcio denominado Bluetooth SIG.
  6. 6. História do bluetooth • Objetivo de expandir e promover a tecnologia Bluetooth e estabelecer um novo padrão industrial. • O consórcio Bluetooth SIG já conta com a participação de mais de 10.000 empresas de todo o mundo.
  7. 7. O que é o bluetooth • Especificação aberta (royalty-free) de uma tecnologia padrão para comunicação sem fio ad hoc; • Possibilidade de conectar uma ampla variedade de dispositivos; • As especificações do Bluetooth foram desenvolvidas e licenciadas pela Bluetooth Special Interest Group.
  8. 8. O que é o bluetooth • Os dispositivos Bluetooth anunciam todos os serviços que eles suportam e podem fornecer, e por isso, faz com que o uso de serviços seja simples pela falta da necessidade de configurar endereços de rede ou permissões como em outras tecnologias.
  9. 9. O que é o bluetooth • Por solicitação do SIG o IEEE adotou as especificações do Bluetooth como um standard IEEE 802.15 para "Wireless Personal Area Network (WPAN)"
  10. 10. Freqüência e Comunicação • Dispositivos Bluetooth operam na faixa ISM (Industrial, Scientific, Medical) centrada em 2,45 GHz - variações que vão de 2,4 GHz à 2,5 GHz. • Esquema de comunicação FH-CDMA. • Esquema FH/TDD.
  11. 11. Características do Bluetooth • Tecnologia sem fio voltada a aplicações de voz e dados; • Funciona no espectro de 2,4GHz, faixa ISM (Industrial, Scientific, Medical); • Taxa de dados na versão 2 chega a 3Mbps; • Capaz de penetrar objetos sólidos;
  12. 12. Características do Bluetooth • Tecnologia omni-direcional; • Segurança é uma prioridade, sendo que a tecnologia oferece 3 modos de segurança; • Baixo consumo de energia; • Baixo custo de implantação; • Utilização da técnica de pooling.
  13. 13. Comparativo com Wi-Fi (IEEE 802.11) • A tecnologia Bluetooth custa 1/3 da implementação com Wi-Fi; • Utiliza 1/5 da energia; • Menor alcance; • Taxas de transferências menores.
  14. 14. Comparativo de áreas de alcance
  15. 15. Usos • Bluetooth 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. Classe Potência máxima permitida (mW/dBm) Alcance (Aproximadamente) Classe 1 100 mW (20 dBm) até 100 metros Classe 2 2.5 mW (4 dBm) até 10 metros Classe 3 1 mW (0 dBm) ~ 1 metro
  16. 16. Versões Versão Taxa de transmissão Versão 1 Mbit/s 1.2 Versão 2.0 + 3 Mbit/s EDR Versão 24 Mbit/s 3.0 a.m.m. Mudança da Faixa de Transmissão para 802.11
  17. 17. Lista de aplicações • Controle sem fio e comunicação entre celulares e fones de ouvido sem fio ou sistemas viva voz para carros; • Comunicação sem fio entre PCs; • Comunicação sem fio entre PCs e dispositivos de entrada e saída; • Transferência de arquivos entre dispositivos; • Para controles onde o infravermelho era tradicionalmente utilizado; • Consoles de videogames da nova geração
  18. 18. Lista de aplicações
  19. 19. Sistema viva-voz para carros
  20. 20. Redes Bluetooth • Topologia (c):
  21. 21. Redes Bluetooth • Sistema de rádio ad hoc; • Os dispositivos Bluetooth se comunicam entre si e formam uma rede denominada piconet; • Várias piconets independentes e nãosincronizadas podem se sobrepor ou existir na mesma área, formando um scatternet.
  22. 22. Redes Bluetooth
  23. 23. Tipos de redes formadas entre dispositivos Bluetooth
  24. 24. Redes Bluetooth • Redes Bluetooth suportam conexões ponto-aponto e ponto-a-multiponto entre o dispositivo mestre e os escravos.
  25. 25. Compartilhamento de Canal • O compartilhamento de canal do Bluetooth é possível através da multiplexação do tempo, onde o tempo é dividido em slots, cada um durando 625µs.
  26. 26. Compartilhamento de Canal • É importante ressaltar que a unidade master transmite seus dados nos slots de tempo pares, enquanto que as demais transmitem nos slots ímpares; • Os slots são numerados de acordo com o relógio da master.
  27. 27. Compartilhamento de Canal • Quanto a transmissão e a recepção de pacotes, que é feita de forma alternada no tempo, é conhecida como TDD (Time Division Duplex). • O número máximo de canais é 79, que vai do canal 0 ao 78, com espaço entre eles de 1MHz, iniciando em 2.402GHz
  28. 28. Controle de Acesso ao Meio • O Bluetooth foi otimizado para permitir que um número elevado de comunicações não coordenadas ocorram dentro da mesma área. • Um canal (FH Bluetooth Channel) está associado a uma piconet e é identificado pela seqüência de freqüências e pelo relógio do dispositivo mestre.
  29. 29. Estabelecimento de Conexões • Os dispositivos devem ser identificados; • Podem ser dinamicamente conectados e desconectados de uma piconet a qualquer hora; • Mensagens do tipo INQUIRY; • Mensagem do tipo PAGE; • Estado de STANDBY; • Estado de SCAN.
  30. 30. Estados Possíveis •STANBY •Inquiry •Inquiry Scan •Page •Page Scan
  31. 31. Modos de Operação • Active Mode  dispositivo participa ativamente do canal; • Sniff Mode  modo econômico onde há redução de tempo de escuta do canal; • Hold Mode  dispositivo slave fica em estado de espera;
  32. 32. Modos de Operação • Park Mode  consumo baixíssimo de potência. Slave utiliza endereço global e em tempos regulares, o dispositivo escuta o canal para verificar eventuais transmissões
  33. 33. Tipos de Links Uma vez conectado a uma piconet, um dispositivo pode se comunicar através de dois tipos de links: • Sinchronous Connection Oriented (SCO) link; • Asynchronous Connectionless (ACL) link.
  34. 34. Comunicação entre piconets • Técnica de time division multiplexing (TDM); • Estado de HOLD; • Bridge.
  35. 35. Perfis Bluetooth • Especificação de interface para comunicações entre dispositivos baseadas em Bluetooth; • Os perfis proveêm padrões que os fabricantes devem seguir para permitir dispositivos a usarem o Bluetooth de uma maneira compatível.
  36. 36. Principais perfis (controle de mídia) • • • • • Advanced Audio Distribution Profile (A2DP); Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP; Video Distribution Profile (VDP); Basic Imaging Profile (BIP); Basic Printing Profile (BPP);
  37. 37. Principais perfis (controle de sistemas de comunicações) • • • • • • • Device ID Profile (DID); Dial-up Networking Profile (DUN); Fax Profile (FAX); Hands-Free Profile (HFP); Headset Profile (HSP); LAN Access Profile (LAP); Personal Area Networking Profile (PAN);
  38. 38. Principais perfis (outros) • • • • • • • • • File Transfer Profile (FTP); Hard Copy Cable Replacement Profile (HCRP); Object Push Profile (OPP); Human Interface Device Profile (HID); Phone Book Access Profile (PBAP); Serial Port Profile (SPP); Service Discovery Application Profile (SDAP); SIM Access Profile (SAP, SIM); Synchronisation Profile (SYNCH).
  39. 39. Arquitetura Bluetooth • As características técnicas da arquitetura Bluetooth está definida no Core (núcleo) e nos Profiles (perfis). • Essas definições são dadas pelo Bluetooth SIG (Special Interest Group).
  40. 40. Arquitetura Bluetooth • No núcleo é definido como o sistema funciona, em se tratando de protocolos, camadas, especificações técnicas... • Os perfis determinam como os elementos que compõe o sistema podem ser empregados para realizar das funções desejadas.
  41. 41. Arquitetura Bluetooth
  42. 42. Arquitetura Bluetooth • Na parte inferior da pilha de protocolos, se localiza a camada de rádio, que no modelo OSI, corresponderia a camada física. Esta camada é responsável pela transmissão de dados via rádio frequência (RF) e sua modulação. • A Baseband, é responsável pelo protocolo de controle e por rotinas de enlace.
  43. 43. Arquitetura Bluetooth • O LMP (Link Manager Protocol) é utilizado na configuração e controle do enlace. • O HCI (Host controller Interface) provê as camadas superiores do modelo, uma interface padronizada de acesso ao Controlador e ao Gerenciador de Enlace.
  44. 44. Arquitetura Bluetooth • O L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol ou Protocolo de Adaptação e Controle do Enlace Lógico), faz a segmentação e montagem de pacotes, bem como a multiplexação e demultiplexação desses pacotes. Cuida também dos requisitos de qualidade de serviço.
  45. 45. Arquitetura Bluetooth • O protocolo RFCOMM emula uma porta serial convencional, o que facilita a incorporação de outros dispositivos ao sistema. • Já o SDP (Service Discovery Protocol) permite descobrir quais os serviços disponíveis nos dispositivos Bluetooth, e ainda, quais as suas características
  46. 46. Pacote de Dados Bluetooth • Um pacote de dados Bluetooth é composto em geral pela seguinte estrutura: – Código de Acesso ao Canal: é o código de acesso do canal físico; – Cabeçalho do Pacote: inclui o identificador do transporte lógico e do protocolo de controle do enlace;
  47. 47. Pacote de Dados Bluetooth – Cabeçalho do Payload: identificador do enlace lógico; – Payload: Dados de usuário, mensagens ou frames, mensagens de gerenciamento; – CRC: Código de erro.
  48. 48. Cabeçalho do pacotes de dado
  49. 49. Exemplo prático do funcionamento da tecnologia
  50. 50. Exemplo de aplicação • Acesso de email através de um dispositivo portátil (PDA, laptop...) através de uma rede bluetooth segue basicamente os passos: • Inquiry: O dispositivo bluetooth realiza um processo conhecido como inquiry, onde ele fica sabendo quais os pontos de acesso que estão próximos, e os mesmos respondem com seu endereço físico.
  51. 51. Exemplo de aplicação • Paging: o processo conhecido como paging é iniciado. Neste processo, o dispositivo móvel tenta sincronizar com o ponto de acesso; • Estabelecimento de link: é estabelecido um link assíncrono (ACL) pelo LMP (Link Manager Protocol).
  52. 52. Exemplo de aplicação • Procura por Serviços: Depois de estabelecer o link físico, o dispositivo móvel tenta descobrir quais os serviços disponíveis no ponto de acesso através do SDP (Service Discovery Protocol). • L2CAP: através das informações obtidas pelo SDP, é criado um canal L2CAP que possibilita a comunicação entre os dois dispositivos.
  53. 53. Exemplo de aplicação • RFCOMM: Um canal RFCOMM é criado sobre o canal L2CAP. O canal RFCOMM emula uma interface serial que permitirá a transmissão dos dados entre os dispositivos. • Segurança: Na hipótese do ponto de acesso restringir o acesso, realiza-se um processo de autenticação (necessidade de saber o PIN). Caso os dois dispositivos operem no modo seguro, os dados serão encriptados.
  54. 54. Exemplo de aplicação • PPP (Point-to-Point Protocol): O PPP, geralmente é executado a partir de um link serial, como nos modens dial-up. Como no Bluetooth temos o canal RFCOMM que emula um link serial, o PPP será executado nesse link. Isso possibilita que os outros protocolos utilizados na internet possam ser executados normalmente e a partir daí pode-se acessar o e-mail.
  55. 55. Referências: • BILLO, Eduardo Afonso. Uma pilha de protocolos Bluetooth adaptável à aplicação. Disponível em: < http://www.lisha.ufsc.br/teaching/theses/billo.pdf>. Acesso em: 08 de abr. 2010 • BLUETOOTH SIG. How Bluetooth Technology Works. Disponível em: < http://www.bluetooth.com/English/Technology/Works/Pages/default.aspx>. Acesso em: 08 de abr. 2010 • ELETRÔNICA.ORG. Bluetooth - Soluções Sem Fio . Disponível em:< http://www2.eletronica.org/artigos/eletronica-digital/bluetooth-solucoes-semfio/>. Acesso em: 08 de abr. 2010.
  56. 56. Referências: • IEEE. IEEE 802.15 WPAN Task Group 1 (TG1) . Disponível em: <www.ieee802.org/15/pub/TG1.html>. Acesso em: 08 de abr. 2010. • UNIVERSIDADE CATÓLICA DE BRASÍLIA. Bluetooth. Disponível <http://www.ucb.br/prg/professores/maurot/RC-I-Mat/RCIMat_arqs/bluetooth/bluetooth.htm>. Acesso em: 08 de abr. 2010. • WIKIPÉDIA. Bluetooth. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Bluetooth> Acesso em: 08 de abr. 2010. em:
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