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Spontane Vernetzung mit Bluetooth™
Kleines Seminar
SS 2002
Sascha Seipp
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Übersicht
Motivation Entwicklungsgeschichte Was ist Bluetooth? Spontane Vernetzung Anwendungen Abgrenzung zu ähnlichen Technologien Fazit
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Motivation
Situation: Unterschiedliche
Anwendungen Unterschiedliche
Schnittstellen Eine ganze Menge
Kabel!
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Motivation
Situation: Unterschiedlichste
mobile Geräte Datenaustausch
erwünscht Inkompatibilitäten
vorhanden, wenig Komfort!
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Gründung der Bluetooth SIG im Mai 1998 durch Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM, Intel
Bluetooth SIG hat in 9/99 über 810 Mitglieder Microsoft war anfangs zögerlich, ist aber
mittlerweile auch dabei „Bluetooth“ – „Blauzahn“:
Dänischer König Harald 'Blauzahn' (910-986) christianisierte und vereinigte große Teile Skandinaviens in einem Königreich
Entwicklungsgeschichte
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Was ist Bluetooth? Spezifikationen
Übersicht der Protokoll-Hierarchie
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Was ist Bluetooth? Spezifikationen
Bluetooth Radio Beschreibt einen Bluetooth Transceiver im 2,4-
GHz-ISM-Band Baseband
Beschreibt Kanäle und Verbindungen Link Manager Protocol (LMP)
Wird verwendet, um Verbindungen aufzubauen und zu unterhalten, ist auch für Authentifizierung und Verschlüsselung zuständig
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Was ist Bluetooth? Spezifikationen
Logical Link Control and Adaption Protocol (L2CAP)
Zuständig für Segmentierung und Reassemblierung von Paketen, Quality of Service, Protocol Multiplexing
Service Discovery Protocol (SDP) Hiermit kann ein Gerät im Netz feststellen,
welche Dienste vorhanden sind und zur Verfügung stehen
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Was ist Bluetooth? Spezifikationen
Aufeinander aufbauende Profile für verschiedenste Anwendungen
Wenn ein Gerät eine Anwendung zur Verfügung stellt, muß es die Definitionen des Profils genau einhalten, z.B.:
Headset Profil DUN Profil
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Lizenzfreies ISM-2,4-Ghz-Frequenzband 79 Kanäle zwischen 2,402 und 2,480
Ghz Ausnahmen mit 23 Kanälen für z.B.
Frankreich Frequency Hopping: 1600 Hops/s nach
Pseudo-zufälligem Verfahren Wenig Anfälligkeit gegen Störungen
Reichweite generell 10 m bei 2,5 mW Power Class 1: 100 m bei 100 mW
Was ist Bluetooth? Physik (Bluetooth Radio)
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Kanal in Slots zu 625 µs aufgeteilt 1 Paket pro Slot, abwechselnd
Sender/Empfänger Kanaltypen:
1 asynchroner Datenkanal 3 gleichzeitige synchrone Sprachkanäle 1 Kanal mit Daten asynchron und Sprache
synchron gleichzeitig
Was ist Bluetooth? Physik (Baseband)
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Daten: 723.2 kbit/s – 57.6 kbit/s asymmetrisch 433.9 kbit/s symmetrisch
Sprache: 64 kbit/s bidirektional
Was ist Bluetooth? Physik (Baseband)
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Was ist Bluetooth? Verbindung (Baseband)
Master initiiert die Verbindung, kann bis zu 7 Slaves verbinden = Piconet
Mehrere Piconets in Verbindung = Scatternet
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Was ist Bluetooth? Verbindung (Baseband)
Verbindungsarten: symmetrisch, verbindungsorientiert (SCO)
Punkt-zu-Punkt-Verbindung, hauptsächlich für Sprache
asymmetrisch, verbindungslos (ACL) Punkt-zu-Mehrpunkt, Paketwiederholung möglich
Adressierung: 48-Bit-Hardwareadresse (BD_ADDR), von
der aber nur 32 Bit signifikant sind
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Was ist Bluetooth? Verbindung (Baseband)
Verbindungsaufbau Inquiry
Ein Gerät fragt nach anderen verfügbaren Geräten und erhält die Adressen aller Geräte in Reichweite
Paging Ein Gerät baut eine Verbindung zu einem anderen auf
(kennt also dessen Adresse) und wird Master
Verschiedene Modi im Verbindungszustand: Active, Sniff, Hold, Park Mode
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Was ist Bluetooth? Verbindung (Baseband)
Fehlerkorrektur Drei Schemata zur Fehlerkorrektur:
1/3 rate FEC, 2/3 rate FEC, Automatic Repeat Request
Sicherheit 3 Modi im General Access Profile (GAP) definiert
keine Sicherheitsmaßnahmen Sicherheit auf Service Level-Ebene Sicherheit auf Verbindungsebene
Nutzung von privaten Schlüsseln, PIN
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Spontane Vernetzung
Bedeutung: Spontan ablaufende Integration von Geräten und darauf laufenden Diensten in ein gemeinsames Netz, möglichst ohne Zutun des Anwenders.
SDP (Service Discovery Protocol) SDP-Server eines Gerätes sammelt
Informationen über Dienste in je einem Service Record pro Dienst
Service Record hat verschiedene Attribute und gehört zu einer bestimmten Dienstklasse
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Spontane Vernetzung
Zwei Methoden zum Finden von Diensten
Searching Suche nach einer bestimmten Service-Klasse oder
nach Attributen, die als UUID (Universally Unique Identifier) vorliegen, nicht nach beliebigen Attributen
Browsing Anzeigen und Navigieren durch alle Dienste, die
von einem Gerät angeboten werden
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Anwendungen
AVM BlueFritz!-ISDN-AccessPoint
Ericsson Bluetooth-Headset
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Anwendungen
TDK Bluetooth-Modul für Palm
Axis 5810 Bluetooth Print Plug
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Abgrenzung
IrDA Infrarot, 4 MBit/s, Sichtverbindung erforderlich,
ausschließlich Punkt-zu-Punkt-Verbindung
Bluetooth Funk, 1 MBit/s, 10 m Reichweite, sucht sich
Dienste und Verbindung selbständig
WLAN Funk, 11 Mbit/s, 30-150 m Reichweite, muß
konfiguriert werden, LAN
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Fazit
Zukunftsaussichten Peripherie-Kabelersetzung gut denkbar Für LAN-Äquivalent nur eingeschränkt
sinnvoll Datenabgleich zwischen mobilen Geräten
Offener Standard?
Viele neue Möglichkeiten werden sich erst bei großer Verbreitung erschließen
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Ende
©2002 by Sascha Seipp
Offizielle Homepage:www.bluetooth.com
Noch Fragen?:-)