Bluetooth

Bluetooth

Was ist Bluetooth ?

Im Jahre 1998 schlossen sich verschiedene Namenhafte Hersteller zusammen zur Blutooth Special Interest Group, kurz SIG.

Ziel war es ein Funkmodul zu entwickeln, das klein, leicht und kostengünstig zu produzieren ist.

Über integrierte Sicherheitsmechanismen verfügt und auf einer breiten Palette von elektronischen Geräten anwendung finden kann.

Das Ergbnis heißt Bluetooth und ist ein Kurzstrecken-Funkstandard, der es ermöglicht Daten zwischen den verschiedensten elektronischen Geräten auszutauschen.

Besagtes Funkmodul ist 35x14x2 mm gross und kostet z. Z. ca. 20 Dollar, bei Einführung soll der Preis bis auf 5 Dollar sinken. Der integrierte Mirkochip hat Aussmaße von gerademal 9x9 mm.

Wie funktioniert es ?

Als Funkfrequenz wird das das globale Industiral-, Scientific- und Medical Band (ISM) verwendet.

Dieses muss nicht lizensiert werden und dient somit einer schnelleren Einführung von Bluetooth.

Es sendet im 2,45 GHz-Bereich. Dieser wird bereits für die medizinische Forschung, Mikrowellen und elektrische Garagentüren verwendet.

Um Störungen vorzubeugen arbeitet Blutooth mit Frequenzy-Hopping. Nach jedem gesendeten Datenpaket springt das Modul in eine andere Frequenz.

Die Funkverbindung besteht auf einer Distanz von 10 cm bis 10 m kann aber auf 100 m ausgeweitet werden. Für diese Langstreckenverbindung begrenzt das implementierte FEC (Forward Errror Correction) den Einfluss von Störsignalen.

Bluetooth arbeite mit zwei Verbindungstypen:

Synchronous Connection Oriented (SCO), wird für Voice-Verkehr eingesetzt

Asynchronous Connectionless (ACL), für Datenverkehr im symetrischen und asymetrischen Verkehr verwendet

Beide Verbindungstypen verwenden ein Zeitmultiplexverfahren für Duplex-Datenübertragung.

So ist es möglich mehrere Kanäle für eine Verbindung zu verwenden, indem jedem ein unterschiedlicher Zeitintervall (Slot) zugeteilt wird.

/ Bei synchronen Datenpackten können mehrere Slots reserviert werden, wobei ein Datenpacket bis
/ zu fünf Slots beanspruchen kann

Bluetooth ist in der Lage ein Point-to-Point oder ein Point-to-Mulitpoint Netzwerk aufzubauen.

Die Geräte sind dabei in der selben Hopping-Frequenz sinchronisiert, haben eine identische Imlplementation

Wo wird es angewandt ?

Bluetooth Glossar

Bluetooth        Standard der Bluetooth SIG für drahtlose Datenübertragung zwischen räumlich
nah beieinander stehenden Geräten (z.B. Computer-Peripherie, siehe auch WPAN). Anders als das konkurrierende IrDA funktioniert Bluetooth auch ohne Sichtverbindung, auch durch Wände. Während DECT hauptsächlich für die Funkverbindung zu schnurlosen Telefonen Verwendung findet und WLAN vorwiegend für schnellere Rechnervernetzung eingesetzt wird, ist eine besondere Eigenschaft von Bluetooth, dass es sich durch seine Bluetooth Profile komfortabel für sehr viele unterschiedliche Einsätze eignet. Bluetooth überträgt Daten mit einer Übertragungsrate von brutto 1 Mbit/s und netto entweder symmetrisch mit 433 kbit/s oder asymmetrisch mit 721 kbit/s downstream und 58 kbit/s upstream. Bluetooth nutzt 79 Kanäle im 1-MHz-Abstand im 2,4-GHz-ISM-Band und wechselt 1600 mal pro Sekunde die Frequenz (FHSS).

ISM     Industry, Science, Medicine - Industrie, Wissenschaft und Medizin. Bezeichnet
Frequenzbereiche (24002484 MHz), welche gebührenfrei und ohne Anmeldung benutzt
werden dürfen. Nutzung z.B. durch Mikrowellenöfen, Bluetooth, WLAN und HomeRF.

HF       Hochfrequenz

Frequenzy-Hopping   Frequenzsprung, das Wechseln der Sendefrequenz während der Übertragung

Bluetooth

1998 Zusammenschluss Namenhafter Hersteller zur Bluetooth Special Interest Group, kurz SIG

Ziel:                            Entwicklung eines kleinen, leichten, kostengünstigen Funkmodul mit integrierten

Sicherheitsfeatures.

Ergebnis:        Kurzstrecken-Funkstandard names Bluetooth, ermöglicht Daten zwischen

versch. elektronischen Geräten auszutauschen

Funkmodul:    35x14x2 mm Groß, kostet ca. 20 Dollar pro Stück, integrierter Chip 9x9 mm Groß

sendet im 2,45 GHz-Bereich, auf dem Industrial-, Scientific- und Medical Band (ISM)

Um Störungen Vorzubeugen wird mit Frequenzy Hopping gearbeitet. Nach jedem gesendeten

Datenpacket wechselt das Modul in eine andere Frequenz.

Verbindung kann auf 10 cm bis 10 m aufgebaut werden, lässt sich aber auch auf 100 m ausweiten.

Verbindungstypen:

Synchronous Connection Oriented (SCO)    für Voiceverkehr

Asynchronous Connectionless (ACL)                      für symetrischen und asymetrischen Datenverkehr

Zeitmultiplex-Verfahren für Duplex-Datenübertragung. Mehrere Kanäle werden für eine Übertragung verwendet, jeder Kanal erhält einen anderen Zeitintervall (Slot) um Daten zu senden.

Für synchrone Datenübertragung können mehrere Slots reserviert werden, ein Datenpacket kann bis zu fünf Slots beanspruchen.

Bluetooth ist in der Lage Point-to-Point oder Point-to-Multipoint Netzwerke aufzubauen auch Piconet genannt.

Geräte werden in der selben Hopping-Frequenz synchronisiert.

In einem Piconet fungiert immer das Gerät als Master, welches die Verbindung aufbauen möchte. Der Master bestimmt die Verbindungsart und teilt die Bandbreite auf die Slaves auf.

Verbindungsaufbau variert je nach Status der Geräte.

Im Stand-By befinden sich diese im Lauschmodus und warten auf Nachrichten.

Um Strom zu sparen sind zwei verschiedene Stromsparmodusse in Bluetooth implementiert.

SNIFF-Modus:           Dabei arbeitet der Slave in einem reduzierten Zyklus

PARK-Modus:           Das Gerät bleibt synchronisiert nimmt aber nicht am Verkehr teil

Als Sicherheitsfeature bietet Bluetooth eine implementierte 64 bit Verschlüsselung auf Hardware-Basis, für zusätzliche Verschlüsselungs-Applikationen stehen weitere Netzwerkprotokolle zur Verfügung.

Bluetooth wird verwendung finden zum Austausch von Daten zwischen Kommunikations- und Multimediageräten.

Am Rechner wird Bluetooth verschiedene Kabelverbindungen ersetzen, doch für den Austausch von großen Datenpacketen wird Bluetooth nicht eingesetzt werden weil der Datendurchsatz stark unter der Leistung anderer Funknetze liegt.

Bluetooth        1 Megabit per second

IrDa                4 Megabit per second, in Zunkunft sogar 16 Mbps