Seção: Tutoriais Telefonia Celular

 

 
Bluetooth: Padronização e Protocolos

 

O Bluetooth Special Interest Group (SIG), formado pelas empresas que dão suporte ao desenvolvimento do Bluetooth, é o grupo que desenvolve suas especificações tendo publicado os releases apresentados na tabela a seguir.

 

Tabela 5: Versões da especificação do Bluetooth

Data

Releases

1999

Release 1.0

2001

Release 1.1*

Nov 2003

Release 1.2

Out 2005

Release 2.0 + EDR (Enhanced Data Rate)

Jul 2007

Release 2.1 + EDR

Abr 2009

Release 3.0 + HS (High Speed)

* IEEE 802.15.1-2002

 

Por solicitação do SIG o IEEE 802 adotou as especificações do Bluetooth como um standard IEEE 802.15 para "Wireless Personal Area Network (WPAN)".

 

Os releases 1.0 e 1.1 da especificação do Bluetooth eram divididos em duas seções: especificação principal (Core) e definições dos profiles (perfis). Profiles (perfis) são especificações de um serviço específico ou aplicação, definidos de forma a garantir a interoperabilidade entre dispositivos Bluetooth.

 

A tabela a seguir apresenta os profiles (perfis) definidos para o Bluetooth.

 

Profile

Descrição

Distribuição de Áudio

(Advanced Audio Distribution Profile – A2DP)

Define como áudio de qualidade estéreo pode ser transmitido a partir de uma fonte de mídia do tipo áudio, via conexão Bluetooth.

Ex.: Celular -> fone de ouvido, microfone sem fio -> gravador de áudio.

Controle de Áudio e Vídeo

(Audio / Video Control Transport Protocol – AVRCP)

Fornece a especificação de uma interface padrão para controlar televisores, equipamentos de som, entre outros, para permitir que um único controle remoto (ou outro dispositivo) controle todos os equipamento de Áudio/ Vídeo que o usuário quiser ter acesso.

Ex.: PC controlando um Vídeo Player, Controle Remoto Bluetooth controlando um MP4 Player e seu fone de ouvido Bluetooth.

Imagem

(Basic Imaging Profile – BIP)

Define, para um dispositivo de imagem: como pode ser controlado remotamente, como pode realizar a impressão de imagens, ou como pode transferir imagens para um dispositivo de armazenamento.

Ex.: Celular enviando fotos e imagens para impressora.

Impressão (jobs)

(Basic Printing Profile – BPP)

Define como um dispositivo envia texto, emails, vCards, imagens ou outros itens a serem impressos em impressoras que compatíveis com serviços de impressão do tipo job.

Ex.: Celular enviando texto, emails, entre outros, para impressora.

ISDN

(Common ISDN Access Profile – CIP)

Defines como a sinalização ISDN pode ser transferida através de uma conexão Bluetooth.

Ex.: Access Point ISDN com conexão sem fio Bluetooth.

Telefone Sem Fio

(Cordless Telephony Profile – CTP)

Define como um telefone sem fio pode ser implementado através de uma conexão Bluetooth.

Ex.: Telefone sem fio Bluetooth conectado a gateway Bluetooth para rede telefônica convencional.

Modem Dial-up

(Dial-Up Network Profile – DUN)

Define um padrão para acesso dial up a Internet (ou outros serviços dial up) através de conexão Bluetooth.

Ex.: PC acessando a Internet dial up via celular, através de conexão Bluetooth.

Gateway Fax

(Fax Profile – FAX)

Define como um gateway Fax pode ser usado por outro dispositivo para envio de fax.

Ex.: PC enviando fax através do celular, via conexão Bluetooth.

Cliente FTP

(File Transfer Profile – FTP)

Define como pastas e arquivos de um servidor podem ser acessados por outros dispositivos.

Ex.: Smartphone acessa servidor FTP no computador via conexão Bluetooth.

Distribuidor de Áudio e Vídeo

(General Audio/Video Distribution Profile – GAVDP)

Define as bases para que dispositivos com profiles (perfil) A2DP e VDP possam se comunicar com dispositivos de distribuição de vídeo e áudio stream usando a conexão Bluetooth.

Ex.: MP3 player envia comandos de ajuste de stream de áudio para o fone de ouvido, via Bluetooth.

Transferência de Objetos

(Generic Object Profile – GOEP)

Define como transferir objetos de um dispositivo para outro.

Ex.: Processo de sincronização de dados (contatos, emails, etc.) entre um celular e um computador via Bluetooth.

Viva voz

(Hands-Free Profile – HFP)

Define como um gateway pode ser usado para fazer e receber chamadas usando um dispositivo do tipo viva voz.

Ex.: Celular conectado a viva voz de automóvel para fazer e receber chamadas telefônicas.

Impressão (substituição de cabo)

(Hard Copy Cable Replacement Profile – HCRP)

Define como um dispositivo de impressão pode ser acessado via conexão Bluetooth.

Ex.: Computador ligado a impressora multifuncional para imprimir ou escanear documentos.

Fone de Ouvido

(Headset Profile – HSP)

Define como um fone de ouvido pode ser usado para se conectar a outro dispositivo via Bluetooth.

Ex.: Fone de ouvido conectado a um celular, via Bluetooth.

Dispositivo de interface humana

(Human Interface Device Profile – HID)

Define os protocolos, procedimentos e funcionalidades a serem usadas por um dispositivo de interface humana Bluetooth, tal como um teclado, um mouse, um joystick ou um dispositivo de monitoramento remoto.

Ex.: Mouse sem fio Bluetooth conectado a um computador.

Intercomunicação

(Intercom Profile – ICP)

Define como dois telefones celulares com Bluetooth pode ser comunicar sem usar a rede telefônica.

Ex.: telefones celulares se comunicando como se fossem como se fossem walk-talkies via Bluetooth.

Mecanismo Push

(Object Push Profile – OPP)

Define os procedimentos do mecanismo push para servidores e clientes.

Ex.: Troca de contatos entre dois telefones celulares via Bluetooth.

Rede Pessoal

(Personal Area Networking Profile – PAN)

Define como dois ou mais dispositivos podem formar uma rede pessoal e como o mesmo mecanismo pode ser usado para acessar uma rede remota através de um ponto de acesso de rede.

Ex.: Grupo de computadores interligados em rede via Bluetooth.

Serviço de Procura de dispositivos Bluetooh

(Service Discovery Application Profile – SDAP)

Define como uma aplicação pode usar esse profile (perfil) para procurar os serviços fornecidos por um dispositivo remoto via Bluetooth.

Ex.: Aplicação de busca de dispositivos Bluetooth, e seus serviços, existente em um computador.

Porta Serial Virtual

Service Port Profile (SPP)

Define como configurar porta seriais virtuais e contectar dois dispostivos Bluetooth.

Ex.: Conexão de dois computadores via emulação Bluetooth de porta serial.

Sincronização

(Synchronization Profile – SYNC)

Usado em conjunto com o perfil GOEP para permitir a sincronização de calendário e informação de endereço (itens de Personal Information Manager – PIM) entre dispositivos Bluetooth.

Ex.: Sincronismo de informações PIM entre um celular e um computador.

Distribuição de Vídeo

(Video Distribution Profile – VDP)

Define como um dispositivo de vídeo stream distribui vídeo através de uma conexão Bluetooth.

Ex.: Câmera de vídeo conectada a um computador ou monitor de vídeo via Bluetooth.

 

Devido à natureza dinâmica de criação, modificação e desativação dos profiles, o SIG decidiu que a partir do release 1.2 apenas a especificação principal (core) seria publicada como um único documento.

 

A figura a seguir apresenta a relação entre as camadas de protocolo definidas pela especificação core do Bluetooth e as camadas do modelo OSI e do IEEE802. As camadas definidas pela especificação principal (core) do Bluetooth correspondem às camadas de MAC e física do IEEE 802.

 

Figura 6: Relação entre os Modelos OSI (ISO), IEEE.802 e Bluetooth

 

O Bluetooth core pode ser divido nas seguintes camadas:

  • Logical Link Control Adaptation Protocol (L2CAP): Fornece serviços de conexão de dados com e sem conexão para as camadas superiores de protocolo. Executa funções de multiplexação, segmentação, controle de fluxo e de erro e gerenciamento de grupo. O L2CAP é utilizado para multiplexar canais lógicos em um único enlace físico.
  • Gerência de Enlace: É a camada responsável pela codificação e decodificação dos pacotes Bluetooth do pacote de dados e parâmetros relacionados com o canal físico, transporte lógico e enlace lógico. É responsável pelo estabelecimento de enlaces entre os vários dispositivos Bluetooth, controlando a negociação dos tamanhos de pacotes, chaves de segurança, modos de potência e estado de uma unidade na piconet.
  • Banda Básica: Fornece o suporte para o link de RF em funções como sincronização e salto de freqüências e controle de acesso ao meio.
  • Rádio: É a parte de Rádio Freqüência (RF) propriamente dita;
  • Camada de Adaptação – PAL (AMP): fornece os serviços de conversão de protocolo entre a camada MAC e o L2CAP;
  • Acesso ao Meio – MAC (AMP): fornece os serviços de controle de acesso ao meio (MAC);
  • Rede Física – PHY (AMP): é a rede física propriamente dita, no caso compatível com as redes IEEE802.11.

 

Figura 7: Diagrama em blocos do Bluetooth core

 

As 3 camadas inferiores são normalmente implementadas em um Controlador Bluetooth. A interface entre este controlador e um servidor onde residem as camadas superiores do protocolo foi padronizada de modo a garantir a interoperabilidade entre dispositivos de vários fornecedores. Esta interface é chamada de Host Controller Interface (HCI).

 

Existem disponíveis no mercado, na forma de Circuitos Integrados (CI’s), que implementam o Controlador Bluetooth através de um ou dois CI’s, permitindo inclusive a incorporação de software de camadas superiores como o L2CAP. Para exemplos de fornecedores consulte o site www.bluetooth.com.

 

O Bluetooth oferece serviços de transporte lógico a serem utilizados por enlaces lógicos de suporte a canais do L2CAP ou protocolos de ordem superior. Estes serviços podem ser classificados em síncronos e assíncronos.

 

Nos serviços síncronos é feita a reserva de slots no canal físico podendo ser considerado uma forma de conexão comutada a circuito. A taxa de dados é de 64 kbit/s e tipicamente a informação transmitida é voz sendo a interface de áudio feita diretamente na camada de banda básica. Os serviços definidos são o SCO (Synchronous connection-oriented) e o eSCO (Extended SCO).

 

Os serviços de dados assíncronos disponíveis no Bluetooth para o transporte de dados como suporte à camada L2CAP e superiores são:

    • ACL (Asynchronous connection-oriented), assíncrono orientado a conexão que fornece um serviço confiável de transporte como detecção e correção de erros.
    • ASB (Active Slave Broadcast), sem conexão utilizado para o broadcast de dados para os dispositivos escravos.

     

 

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