BLUETOOTH Weitere Top-Infos unter ITWissen.info 1

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BLUETOOTH
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BLUETOOTH
Inhalt
A2DP, advanced audio
distribution profile
ACL, asynchronous
connectionless
AFH, adaptive
frequency hopping
AMA, active
member address
AP, access point
Audio-Protokoll
AVCTP, audio video control
transport protocol
AVDTP, audio video distribution
transport protocol
AVRCP, audio video remote
control profile
Baseband Protocol
BECI, bluetooth embedded
control interface
BIAS, Bluetooth interference
aware scheduling
BIP, basic imaging profile
Bluetooth
Bluetooth-Adresse
Bluetooth-Kommunikation
Bluetooth-Netz
Bluetooth-Profile
Bluetooth-Protokollstack
Bluetooth-Schichtenmodell
Bluetooth-Sicherheit BluetoothStandard
Bluetooth medical profile
BNEP, bluetooth network
encapsulation protocol
Impressum:
Herausgeber: Klaus Lipinski
Bluetooth V2
Copyrigt 2007
DATACOM-Buchverlag GmbH
84378 Dietersburg
Alle Rechte vorbehalten.
Keine Haftung für die angegebenen
Informationen.
Produziert von Media-Schmid
www.media-schmid.de
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BPP, basic printing profile
CAC, channel
access code
CIP, common ISDN
access profile
CQDDR, channel quality
driven data rate
CTP, cordless
telephone profile
DAC, device
access code
DPSK, differential phase
shift keying
DQPSK, differential quaternary
phase shift keying
DUNP, dial-up
networking profile
EDR, enhanced data rate
ESDP, extended service discovery
profile
FaxP, fax profile
FHSS, frequency hopping spread
spectrum
FTP, file transfer profile
GAP, generic access profile
GAVDP, generic AV distribution
profile
GFSK, gaussian
frequency shift keying
GOEP, generic object
exchange profile
HCI, host controller interface
HCRP, hardcopy cable
replacement profile
HFP, handfree profile
HFR, hands free profile
HID, human interface device
profile
HSP, headset profile
IAC, inquiry access code
IntP, intercom profile
L2CAP, logical link control and
adaptation protocol
LAP, LAN access profile
LMP, link manager protocol
OBEX, object exchange
OPP, object push profile
PAN, personal area networking
profile
Piconetz
PMA, passive member address
RFCOMM, RF communication
SAP, SIM access profile
SBC, subband coding
Scatternet
SCO, synchronous connection
oriented
SDAP, service discovery
application profile
SDP, service
discovery protocol
SIG, Bluetooth special interest
group
SP, synchronisation profile
SPP, serial port profile
TCS, telephony control
specification
ULP, ultra low power Bluetooth
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A2DP, advanced audio Das Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) ist ein Bluetooth-Profile für das
distribution profile Streaming von Audiodaten. Mit diesem Bluetooth-Profile können Audiogeräte wie
Audio-Verstärker, Multimedia-Player oder MP3-Player ihre Audiodaten zum
Lautsprecher oder Kopfhörer übertragen. Das A2DP-Profile komprimiert das
Audiosignal mittels SBC-Codierung mit einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz und höher.
ACL, asynchronous In der Bluetooth-Kommunikation erfolgt der Datenaustausch asynchron. Da die
connectionless (Asynchron Datenübertragung nicht zeitkritisch ist, kann mit Fehlerkorrekturen und Datenpaketverbindungslos) Wiederholungen eine fehlerfreie Übertragung gewährleistet werden. Das ACLDatenpaket wird in mehreren Versionen übertragen, mit und ohne VorwärtsFehlerkorrektur (FEC).
AFH, adaptive Das ISM-Band im 2,4-GHz-Frequenzbereich wird von unterschiedlichsten
frequency hopping Funktechniken benutzt; von 802.11b ebenso wie von Bluetooth. Da sich die
verschiedenen Funktechniken gegenseitig beeinträchtigen, die Leistungsfähigkeit
reduzieren und Interferenzen bilden, hat man mit dem adaptiven FrequenzsprungVerfahren (AFH) eine Technik entwickelt, die bei gegenseitiger Beeinträchtigung
aktiviert werden kann. Mit der AFH-Technik wird die Frequenzsprung-Sequenz dann
geändert, wenn ein WLAN nach 802.11 mit Spreizbandtechnik (DSSS) die
Übertragungsfrequenzen von Bluetooth beeinträchtigt. Festgelegt wurde eine
Reduzierung der Sprungsequenz von 75 Frequenzsprüngen pro Sekunde auf 15
Sprünge pro Sekunde.
Das AFH-Verfahren wurde in der Version 1.2 in den Bluetooth-Standard übernommen.
AFH kann in verschiedenster Weise implementiert werden, jede für sich mit eigenen
Vor- und Nachteilen.
AMA, active Die Active Member Address (AMA) ist die Adresse eines aktiven Bluetooth-Gerätes.
member address Diese Bluetooth-Adresse behält auch dann ihre Gültigkeit, wenn das entsprechende
Bluetooth-Gerät im Hold-Modus arbeitet und für eine vorher vereinbarte Zeitspanne
keine Daten im Bluetooth-Netz überträgt.
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AP, access point In Funk-LANs bildet der Access Point (AP) funktional die Brücke zu den
(Zugangspunkt) drahtgebundenen Netzen, er ist also direkt an Ethernet, Token Ring oder ATM
angeschlossen. Die Verbindung mehrerer Zugangspunkte untereinander erfolgt somit
in der Regel drahtgebunden über das entsprechende lokale Netz. Es gibt allerdings
auch funktechnische Verbindungen über Mesh-Netze.
Das Access Point, der mit allen angeschlossenen Netzknoten in Verbindung steht,
übernimmt zentrale Funktionen wie die Filterung, das Roaming oder die Sicherheit.
Ein Access Point bildet eine in sich geschlossene Funkzelle deren Reichweite
abhängig ist von der Sendeleistung, dem Frequenzbereich, der Strahlcharakteristik
der Antenne, dem Übertragungsverfahren und der Datenrate. Diese liegt im In-houseBereich zwischen 15 m und 50 m bei 54 Mbit/s. Im Freien werden Weiten von
mehreren hundert Metern erzielt. Als Antenne werden in Access Points normalerweise
Rundstrahlantennen eingesetzt, deren Abstrahlcharakteristik 360° beträgt. Zur
Optimierung der Empfangsfeldstärke können sie aber auch mit zwei Antennen
ausgestattet sein. Bei diesem Antennen-Diversity kann der Zugangspunkt die mit dem
besseren Empfang auswählen.
Access Points dienen als Hotspots für den drahtlosen Zugang auf ein Netzwerk oder
das Internet. Sie werden daher auch in Bereichen eingesetzt, in denen sich
regelmäßig viele Personen befinden. So in Flughäfen, Bahnhöfen, Messehallen oder
Kongresszentren. Über diese Zugangspunkte haben die Anwesenden die Möglichkeit
des direkten Zugriffs auf das Internet, aber, und das ist ein wichtiger Zukunftsaspekt,
auch die Möglichkeit der kostenlosen drahtlosen IP-Telefonie, VoWLAN. Diese Technik
steht damit in Ballungsgebieten durchaus in Konkurrenz zu UMTS, zumal die
Datenraten UMTS um ein Vielfaches übertreffen.
Audio-Protokoll Das Audio-Protokoll gehört zu den Bluetooth-Protokollen, setzt im Bluetooth(audio protocol) Schichtenmodell unmittelbar auf dem Basisband-Protokoll auf und arbeitet als
synchroner verbindungsorientierter Dienst (SCO).
Das Audio-Protokoll arbeitet im Direktmodus ohne weitere Protokolle und dient dem
Betrieb von Kopfhörern. Die Audiodaten werden parallel zu anderen Daten übertragen
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und mit Mechanismen für die Fehlerkorrekturen versehen. Da die Audio-Verbindung
als Direktverbindung arbeitet, kann jede Station einer anderen Sprachsignale
übertragen.
AVCTP, audio video Das Bluetooth-Protokoll AVCTP dient der Übertragungssteuerung von Audio und
control transport protocol Video. Das AVCTP-Protokoll umfasst die Steuerbefehle und sorgt für den
Verbindungsauf- und -abbau.
AVDTP, audio video Das AVDTP ist ein Bluetooth-Protokoll das das Verhalten der Audio-Video-Sende- und
distribution transport -Empfangsgeräte regelt, die über Bluetooth kommunizieren. Als typische Quellgeräte
protocol sind Videokameras, Camcorder oder Fernsehgeräte zu nennen; an Empfangsgeräten
vor allem Videorecorder und DVD-Brenner.
AVRCP, audio video Audio Video Remote Control Profile (AVRCP) ist ein Bluetooth-Profile für die
remote control profile Fernbedienung von Audio- und Videogeräten. Mit dem AVRCP-Profile werden die
Steuerbefehle für die Fernbedienung übertragen. Gesendet werden die Steuerbefehle
von einem Controller; einem Bluetooth-Enderät wie beispielsweise einem Smartphone
oder einem Personal Digital Assistant (PDA).
Baseband Protocol Baseband gehört zu den Bluetooth-Kernprotokollen und liegt im Bluetooth(Basisband-Protokoll) Schichtenmodell unterhalb der Link Manager-Schicht mit dem Link Manager Protocol
(LMP). Das Protokoll dieser Schicht realisiert die HF-Verbindungen in einem Piconet.
Die paketvermittelte HF-Übertragung arbeitet nach dem Frequenzsprung-Verfahren
(FHSS) mit definierten Zeitschlitzen. Bluetooth unterscheidet zwischen der
asynchronen verbindungslosen (ACL) Übertragung und der synchronen
verbindungsorientierten (SCO).
BECI, bluetooth Bluetooth Embedded Control Interface (BECI) ist die Anwendungsschnittstelle, die
embedded control zwischen Bluetooth-Protokollstack und Anwendung liegt. Über sie haben
interface Anwendungen einen standardisierten Zugang zum Protokollstack.
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Die BECI liegt oberhalb der Bluetooth-Profile im Bluetooth-Protokollstack und kann in
spezifische Endgeräte, wie sie beispielsweise in der Medizin-Technik und in
industriellen Anwendungen eingesetzt werden, integriert werden. Mit der einheitlichen
BECI-Schnittstelle wird die Integration von Bluetooth in Embedded Systemen
wesentlich vereinfacht.
BIAS, Bluetooth Das Bluetooth Interference Aware Scheduling (BIAS) zielt auf die Verzögerung der
interference aware Paket-Übertragung ab, wenn ein Funkkanal belegt ist. Die BIAS-Technik ist ein
scheduling Alternativ-Verfahren zum Adaptive Frequency Hopping (AFH).
BIP, basic Mit Bluetooth kann eine Verarbeitungskette von der Aufnahme eines Bildes mit einer
imaging profile Digitalkamera über die Verarbeitung im Personal Computer bis hin zur Ausgabe auf
einem Farbdrucker realisiert werden. Diese Anwendung wird vom Bluetooth Basic
Imaging Profile (BIP) unterstützt. Das BIP-Profile kann zur Übertragung und zum
Druck von Bilddateien in JPEG benutzt werden.
Bluetooth Bluetooth ist der Standard für die Funk-Kommunikation mit geringen Reichweiten, die
bei etwa 10 Metern liegen und durch die festgelegte Sendeleistung von 0 dBm
bedingt ist. Durch Einsatz von Verstärkern kann die Entfernung auf 100 Meter erhöht
werden. Bluetooth wurde ursprünglich entwickelt, um mit Hilfe der Funktechnik die
vielen Kabelverbindungen zwischen Geräten abzuschaffen. Im Gegensatz zur IrDATechnik kann die Bluetooth-Kommunikation auch ohne Sichtkontakt erfolgen und
neben Daten kann auch Sprache übertragen
werden.
Der Bluetooth-Standard zielt auf das HomeNetwork mit Kurzstrecken-Kommunikation
zwischen bis zu acht Endgeräten wie Notebooks,
Organizer, PDAs, MP3-Player und Handys. Aber
auch die Fernsteuerung von Druckern,
Digitalkameras, Videokameras, Web-Pads,
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BLUETOOTH
Fernsehern, Radios, Kopfhörern,
Lautsprechern oder anderen
elektronischen Geräten ist vorgesehen.
Darüber hinaus empfiehlt sich
Bluetooth in der Automotive-Technik für
die drahtlose Anbindung von
Kommunikationsgeräten an die
Feisprecheinrichtung.
Da Bluetooth auch mobile,
batteriebetriebene Geräte einschließt,
sind bestimmte Betriebsarten auf das
Power-Management ausgerichtet. So
gibt es bei Bluetooth den aktiven
Modus, den Standby-Modus, den
Sleep-Modus und den Schlaf-Modus,
die alle unterschiedlich viel Strom
benötigen.
BluetoothSpeziell für Anwendungen mit extrem
Spezifikationen
niedrigem Energieverbrauch treibt die Bluetooth Special Interest Group (SIG) die
Standardisierung von Ultra Low Power Bluetooth (ULP) voran, das aus Wibree bekannt
ist und vom Wibree-Forum an die SIG übergeben wurde.
Mit Bluetooth können drahtlose Bluetooth-Netze aufgebaut werden, in denen viele
LAN-relevante Anwendungen durchgeführt werden. Andererseits ist eine
Sprachkommunikation zwischen Bluetooth-Geräten aber auch über eine
funktechnische Anbindung an das ISDN oder das analoge Fernsprechnetz möglich.
Ein weiteres Einsatzgebiet könnte die Steuerung von Haushaltsgeräten vom Notebook
aus sein. http://www.bluetooth.com
Bluetooth-Adresse Die Bluetooth-Adresse ist eine weltweit eineutige Adresse, die vom Hersteller in das
(bluetooth address) Bluetooth-Modul eingefügt wird und für eine zweifelsfreie Identifikation der BluetoothExit
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Geräte sorgt. Da der komplette Bluetooth-Datenrahmen im Little-Endian-Format
aufgebaut ist, stehen auch bei der 48 Bit umfassenden Bluetooth-Adresse die Most
Significant Bits (MSB) am Ende. Der zu Beginn gesendete 24 Bit umfassende Lower
Address Part (LAP) bildet mit den mittleren 8 Bit der Adresse, dem Upper Address
Part (UAP) den wesentlichen Teil der Bluetooth-Adresse. Das bedeutet, dass aus den
32 zur Verfügung stehenden Adress-Bit bereits 2exp32 unterschiedliche Adressen
generiert werden können.
Die restlichen 16 Adressbit werden mit Nonsignificant Address Part (NAP) bezeichnet.
BluetoothKommunikation
(bluetooth
communication)
Die Bluetooth-Kommunikation beginnt mit der Identifizierung der Geräte, die
miteinander kommunizieren wollen. Diese Identifizierung muss innerhalb von zwei
Sekunden erfolgen und basiert auf dem Austausch der eindeutigen 48 Bit langen
Bluetooth-Adresse. Danach tauschen die beiden Geräte untereinander alle BluetoothProfile aus, die sie unterstützen. Aus den Bluetooth-Profilen gehen die Dienste und
Kommunikationsarten hervor. Darüber hinaus einigen sich beide
Kommunikationspartner auf die Übertragungssicherheit und senden die benötigten
Parameter.
Die Datenübertragung ist paketorientiert mit fest strukturierten Datenpaketen, die aus
drei Datenfelder bestehen. Das erste Datenfeld beinhaltet den Access Code, ein 68
bis 72 Bit umfassendes Datenfeld für den Zugangscode. Bluetooth unterscheidet
Bluetooth-Datenrahmen
ohne und mit Enhanced Data
Rate (EDR)
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BLUETOOTH
dabei zwischen dem Channel Access
Code (CAC), dem Device Access
Code (DAC) und dem Inquiry Access
Code (IAC). Das folgende Datenfeld
ist der 54 Bit lange Header, der aus
18 Bit besteht, die aus
Sicherheitsgründen allerdings dreimal
gesendet werden. Dem Header folgt
der Payload, die Nutzdaten, das eine
Länge von bis zu 2.745 Bit hat.
Spätere Entwicklungen haben
zwischen den Header und die
Synchrone und asynchrone
Payload zwei weitere Datenfelder
Kommunikation in Bluetooth
eingebaut, um den Datendurchsatz
mittels Enhanced Data Rate (EDR) zu erhöhen: Das Guard-Datenfeld und das SyncDatenfeld. Dieser EDR-Datenrahmen wird mit dem Trailer abgeschlossen.
Die einzelnen Datenfelder werden nicht in gleicher Übertragungstechnik übertragen.
So überträgt Bluetooth die Datenfelder für den Access Code und des Headers immer
in GFSK, die Nutz- und Synchronisationsdaten hingegen in Abhängigkeit vom SignalRausch-Verhältnis (SNR) in DPSK oder DQPSK.
Neben dem Datenaustausch bietet Bluetooth auch die Sprachkommunikation in
Echtzeit. Das dafür benutzte SCO-Verfahren arbeitet mit Zeitschlitzen und getrennten
Kanälen.
Bluetooth-Netz Mittels Bluetooth, dem Standard für mobile Kommunikation im Nahbereich, können bis
(bluetooth network) zu acht Geräte in einem so genannten Piconet miteinander kommunizieren. Bis zu 10
Piconet lassen sich zu einem Kommunikationsverbund vereinen. Mehrere Piconets mit
sich überlappenden Funkbereichen werden als Scatternet bezeichnet.
Gesteuert wird das Bluetooth-Netz von einem Master, wobei innerhalb eines Piconets
eine Bluetooth-Einheit die Rolle des Masters übernimmt, während die anderen
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Einheiten als Slaves arbeiten. An
aktiven Einheiten kann ein Piconet
einen Master und maximal sieben
Slaves umfassen. Dadurch bleibt die
Bluetooth-Kommunikation in einem
Piconet auf maximal acht Geräte
beschränkt. Zusätzlich können bis zu
255 passive Slaves in diversen
Standby-Modi eingebucht sein.
Der Master bestimmt mittels eines
Zufallsgenerators die Abfolge der
Frequenzsprünge, die die Teilnehmer
eines Piconets verwenden.
Scatternet bestehend aus
zwei Piconets
Bluetooth-Profile bestimmen die
Bluetooth-Profile
(bluetooth profile) Schnittstelle zwischen Anwendung und Hardware. Sie beschreiben den
Anwendungsbereich und stellen die Funktionalität der verschiedenen Anwendungen
sicher. Das betrifft gleichermaßen den zuverlässigen und einfachen
Verbindungsaufbau als auch die Minimalanforderungen an den BluetoothProtokollstack für anwendungstypische Szenarien.
Da Bluetooth vollkommen unterschiedliche Anwendungen unterstützt, gibt es natürlich
auch viele Bluetooth-Profile. Um die Komplexität der Geräte nicht unnötig zu erhöhen,
müssen Bluetooth-Geräte nur einige generelle Profile unterstützen, wie beispielsweise
das Generic Access Profile (GAP), Service Discovery Application Profile (SDAP) und
Bluetooth-PC-Card, Foto: Serial Port Profile (SPP) sowie die Profile für die eigene Anwendung.
3COM Um eine Kommunikation zwischen den verschiedenen Bluetooth-Geräten zu
gewährleisten, tauschen die Systeme nach dem Verbindungsaufbau ihre BluetoothProfile aus und legen damit fest, welche Dienste sie für den jeweiligen anderen
Partner zur Verfügung stellen können und welche Daten und Befehle sie dazu
benötigen. Die diversen Bluetooth-Profiles enthalten die Kommunikationsprotokolle
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Bluetooth-Profile
und -dienste mit den entsprechenden Regelwerken. Der Benutzer kann mit diesen
Profiles, die von der Bluetooth Special Interest Group (BSIG) standardisiert werden,
die Endgeräte aufeinander abstimmen.
Die vielen Bluetooth-Profiles sind klassifizierbar in Bezug auf die Schnittstellen zu
öffentlichen Netzen, auf die Dienste und die Anwendung. Zu der erstgenannten
Gruppe gehören u.a. das Common ISDN Access Profile (CIP) mit der CAPIExit
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Schnittstelle für ISDN, das Dial-Up Networking Profile (DUNP) für
Modemverbindungen oder das Cordless Telephone Profile (CTP) für das analoge
Fernsprechnetz.
An Diensten definieren die Bluetooth-Profiles u.a. das Generic Access Profile (GAP)
für die Verbindung, das Service Discovery Application Profile (SDAP) für die
Diensteabfrage, das Generic Object Exchange Profile (GOEP) für den
Objektaustausch, das File Transfer Profile (FTP) für den Dateitransfer oder das
Synchronisation Profile (SP) für die Dateisynchronisation.
Und was die Anwendungen betrifft, da gibt es diverse Profile für drahtlose
Stereoverbindungen, das Advaced Audio Distribution Profile (A2DP), das Headset
Profile (HSP) für schnurlosen Headset, das Basic Printing Profile (BPP) für das
Drucken oder das Hands Free Profile (HFP) für das Freisprechen. Darüber hinaus
beschäftigt sich die Car Working Group der Bluetooth Special Interest Group (BSIG)
mit der Definition von automobilspezifischen Anwendungen, für die sie BluetoothProfile erstellt.
Die Bluetooth Special Interest Group (SIG) hat auch im Bereich der drahtlosen
Übertragung von Medizin-Daten ein Bluetooth-Profile erarbeitet: das Bluetooth Medical
Profile.
Bluetooth-Protokollstack Der Bluetooth-Protokollstack setzt sich zusammen aus den Kernprotokollen, dem
(bluetooth protocol stack) Protokoll für das Cable Replacement, den Telephony Control Protocols (TCS) und
aufgesetzten Transport- und Anwendungsprotokollen.
Zu den Kernprotokollen gehören das Baseband-Protokoll, das Link Manager Protocol
(LMP), L2CAP und Service Discovery Protocol (SDP). Diese Kernprotokolle wurden
von der Bluetooth Special Interest Group (BSIG) veröffentlicht. Die Adaption der
Luftschnittstelle wird von dem Cable Replacement (RFCOMM) übernommen, die als
serielle Schnittstelle fungiert, auf der sämtliche bekannte Übertragungs-, Transportund Anwendungsprotokolle aufsetzen, u.a. das IP-Protokoll, PPP-Protokoll, TCPProtokoll, UDP-Protokoll, WAP-Protokoll und das Wireless Application Environment
(WAE).
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Die Anbindung von
Bluetooth-Netzen an
öffentliche Netze ist ebenso
wie die
anwendungsspezifischen
Funktionen durch die
Bluetooth-Profiles
festgelegt. So kann
beispielsweise die
Protokollschnittstelle für die
Telefon-API durch die ATBefehle oder TCS-Binary
gebildet werden. Die ATBefehle setzen auf
RFCOMM auf, die TCSBinary auf L2CAP.
Bluetooth-Protokollstack
Bluetooth- Das Schichtenmodell von Bluetooth besteht im Wesentlichen aus drei
Schichtenmodell Funktionsbereichen. Der übertragungstechnische Funktionsbereich wird durch die
(bluetooth layer model) Funktechnik und die Basebandtechnik gebildet. Über sie erfolgt der Zugriff auf die
Luftschnittstelle und den physikalischen Datenkanal.
Die mittlere Funktionsebene wird durch den Link Manager und das Host Controller
Interface (HCI) gebildet. Dieser Funktionsbereich sorgt für die Kommunikation mit den
höheren Schichten, den Applikationen und dem Zielrechner, in dem sich die
Bluetooth-Einheit befindet. Für diese Kommunikation stehen das Link Management
Protocol (LMP) und das Host Controller Interface (HCI) zur Verfügung. Das Link
Manager Protocol (LMP) sorgt für den Verbindungsaufbau, die Sicherheit während der
Übertragung und die Kommunikation mit dem Endgerät.
Im funktionalen Bereich der Anwendung sind die Anwendungsschnittstelle und die
funktionalen Elemente in Form der Bluetooth-Profile definiert. Wenn zwischen zwei
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BLUETOOTH
Bluetooth-Geräten eine
Verbindung aufgebaut
ist, tauschen die Geräte
ihre Bluetooth-Profiles
aus und legen damit
fest, welche Dienste sie
für den jeweiligen
anderen Partner zur
Verfügung stellen
können und welche
BluetoothDaten und Befehle sie
Schichtenmodell
dazu benötigen.
Der Bluetooth-Protokollstack unterstützt in der physikalischen Schicht die drahtlose
Kommunikation sowie verbindungslose und verbindungsorientierte Dienste mit einen
Datenkanal und drei Sprachkanäle oder alternativ einen einzigen Kanal, über den
sowohl Daten als auch Sprache übertragen werden können. Der Bluetooth-Standard
definiert bei symmetrischer Duplex-Übertragung Übertragungsraten von 432,6 kbit/s
für jede Richtung; im asymmetrischen Betrieb liegt sie für den Downstream bei 723,3
kbit/s und für den Upstream stehen 57,6 kbit/s zur Verfügung. Darüber hinaus lassen
sich Sprachsignale mit 64 kbit/s übertragen. Bluetooth arbeitet mit einem 64-kbit/sCVSD-Sprachcodierschema, das im Vergleich zu ADPCM eine wesentlich höhere
Fehlertoleranz bietet.
Bluetooth-Sicherheit Bluetooth kennt drei Sicherheitsstufen: die erste Stufe, Security-Mode 1, hat keine
(bluetooth security) Sicherheitsmechanismen, die Geräte erkennen sich und können ohne
Authentifizierung miteinander kommunizieren. Der Security-Mode 2 kennt flexible
Zugriffe für unterschiedliche Sicherheitsanforderungen. Die Geräte erkennen sich,
können aber ohne Authentifizierung keine Verbindung zueinander herstellen. In
Security-Mode 3 werden die Sicherungsprozeduren bereits beim Verbindungsaufbau
initialisiert, der mit dem Verbindungsschlüssel ausgeführt wird. Darüber hinaus dient
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dieser 128 Bit lange Schlüssel zur Generierung des Sitzungsschlüssels oder Link Key
mit dem auch die Geräte authentifiziert werden. Beim Link Key kann es sich um einen
Kombinationsschlüssel handeln, gewonnen aus der Schlüsselkombination zweier
Geräte. Es kann sich aber auch um einen Geräteschlüssel handeln, einem für ein
Bluetooth-Gerät festgelegten Schlüssel, um einen temporären Schlüssel, der nur für
die aktuelle Sitzung benutzt werden kann, oder um einen Initialisierungs-Schlüssel
zum Schutz der Verbindungsparameter bei der Übertragung handeln.
Bluetooth-Standard Bluetooth ist ein Standard für die In-house-Kommunikation mittels Funk. Der
(bluetooth standard) Bluetooth-Standard wurde 1998 von Ericsson, IBM, Intel, Nokia und Toshiba entwickelt
und hat das Ziel, die Kurzstrecken-Kommunikation zwischen Endgeräten wie
Notebooks, Organizern, PDAs und Handys zu unterstützen.
Als Standard ist eine Sendeleistung von 1 mW (0 dBm) definiert, wodurch die
Entfernung für die Kommunikation auf 10 Meter begrenzt ist. Die Empfindlichkeit der
Funkempfänger liegt bei -70 dBm. Neben dieser als Sendeklasse 3 bezeichneten
Sendeleistung gibt es alternativ noch die Sendeklasse 1 mit 100 mW (20 dBm) mit
einer Entfernung bis 100 m und die Sendeklasse 2 mit 2,5 mW (4 dBm).
Dem Verfahren nach arbeitet Bluetooth in Anlehnung an 802.11 im Mikrowellenbereich
zwischen 2,402 GHz und 2,480 GHz, dem ISM-Band, mit einem Fast Frequency
Hopping. Die Kanalbreite der 79 Kanäle beträgt 1 MHz, wobei die Frequenz bis zu
1.600-mal in der Sekunde zwischen 79 Frequenzen springt (FHSS). Die
Luftschnittstelle von Bluetooth arbeitet mit GFSK-Modulation.
Bluetooth stellt einen breitbandigen Verbindungskanal für die Übertragung von
Sprache und Daten zur Verfügung. Es
lassen sich gleichzeitig bis zu drei
Sprachkanäle mit 64 kbit/s betreiben,
wobei die Konvertierung über CVSD oder
nach dem A-Law-Verfahren erfolgt. Die
Sendeklassen von
Kanalverteilung für das Up- und
Bluetooth
Downstream kann symmetrisch sein mit
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BLUETOOTH
einer maximalen Datenübertragungsrate von 432,6 kbit/s oder
asymmetrisch mit einer
Übertragungsrate von 723,2 kbit/s für
den Downstream- und 57,6 kbit/s für
den Upstream-Kanal. Mit Enhanced
Data Rate (EDR) und DQPSK ist die
Datenrate mit 2,167 Mbit/s dreimal so
Die 79 Bluetooth-Kanäle mit
hoch.
Sicherheitsbändern
Um die Nachrichten empfangen zu
können, müssen die Empfänger auf
die Sprungfolge des Senders synchronisiert sein. Zu diesem Zweck werden vom
Master Synchronisationssignale gesendet. Die Identifizierung der einzelnen BluetoothKomponenten erfolgt durch eine eindeutige 48 Bit lange Adresse. Dadurch werden
Rechte, Funktionen und Sicherheit der miteinander kommunizierenden Teilnehmer
geregelt.
In der Version 1.0 erfolgte der Datenaustausch ohne besonderen Sicherheitsschutz;
dieser war ausschließlich durch das FHSS-Verfahren gegeben, dessen Algorithmus
eine hohe Abhörsicherheit gewährleistet. Da Funknetze im Vergleich zu
drahtgebundenen Netzen einen geringeren Schutz aufweisen, hat BluetoothSicherheit eine besondere Bedeutung. Bei Bluetooth werden drei Sicherheitsstufen
unterschieden: die erste Stufe kennt keine Sicherheitsmechanismen, die zweite kennt
flexible Zugriffe für unterschiedliche Sicherheitsanforderungen und in der dritten Stufe
werden die Sicherungsprozeduren bereits beim Verbindungsaufbau initialisiert.
Bluetooth medical Für die drahtlose Übertragung von Medizin-Daten hat die Bluetooth Special Interest
profile Group (SIG) ein Bluetooth-Profil entwickelt: das Bluetooth Medical Profile. Der Vorteil
dieser Standardisierung liegt darin, dass medizinische Daten zwischen Geräten von
verschiedenen Herstellern untereinander ausgetauscht werden können. Die
Vereinheitlichung betrifft den Aufbau der Datenpakete als auch die Verpackung der
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BLUETOOTH
Daten. In den
Bluetooth-Profiles
werden die
gesamten
Protokollstacks
definiert unter
Einsatzbereich des
Einbeziehung der
Bluetooth Medical Profile
Anwendungsschicht.
Dadurch werden die Bluetooth-Geräte untereinander interoperabel. Darüber hinaus
haben die Bluetooth-Profile den Vorteil, dass die Geräte auf ihre spezifischen
Anwendungen beschränkt bleiben.
Das Bluetooth Medical Profile besteht aus dem Übertragungsprotokoll, das für
medizinische Daten im Bluetooth-Stack benutzt werden kann, und dem Teil, in dem
die Datenstruktur festgelegt ist. Bei dieser wird auf die Spezifikation nach IEEE 11073
verwiesen, in der der Datenaustausch zwischen medizinischen Geräten auf
verschiedenen Übertragungsmedien festgelegt ist. Das Bluetooth Medical Profile ist
komplexer ausgelegt als andere Bluetooth-Profile, da es Medizin-Daten von
unterschiedlichen Sensoren parallel übertragen muss. Daher schließt dieses Profile
ein weiteres Protokoll für das Multiplexing mit ein.
Eingesetzt wird das Bluetooth Medical Profile in der Patienten-Überwachung. Darüber
hinaus werden auch einige Anwendungen in Krankenhäusern und Arztpraxen
abgedeckt.
BNEP, bluetooth network BNEP ist ein Bluetooth-Protokoll mit dem verkapselte Ethernet-Frames über Bluetooth
encapsulation protocol übertragen werden können. Netzwerverbindung mit dem Personal Area Networking
Profile (PAN) können nur über das BNEP-Protokoll realisiert werden.
BPP, basic Das Bluetooth Basic Printing Profile ist ein einfaches Druckerprotokoll für den
printing profile Ausdruck von Nachrichten wie E-Mails oder Kurznachrichten (SMS).
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CAC, channel Bei der Bluetooth-Kommunikation wird zuerst ein Access-Code gesendet, das das
access code erste Datenfeld im Bluetooth-Frame darstellt. Es gibt drei Typen an Access-Codes:
den Chanel Access Code (CAC), den Device Access Code (DAC) und den Inquiry
Access Code (IAC). Der Channel Access Code dient der Identifizierung des
zugehörigen Piconets.
CIP, common ISDN Mit dem Bluetooth-Profile “Common ISDN Access Profile (CIP)” wird die ISDN-CAPIaccess profile Schnittstelle realisiert. Dadurch können alle ISDN-Applikationen mit CAPI-Schnittstelle
über Bluetooth übertragen werden.
CQDDR, channel quality In Bluetooth kann bei schlechten Empfangsbedingungen der Datendurchsatz
driven data rate reduziert und damit den Umgebungsbedingungen angepasst werden. Diese
Betriebsart, bei der der Geräuschpegel überwacht und zur Steuerung der Framegröße
wird, heißt CQDDR.
Der CQDDR-Betrieb ist besonders interessant für den Einsatz von Bluetooth in der
Automotive-Technik.
CTP, cordless Das CTP-Profil gehört wie das Intercom Profile (IntP) zu den Bluetooth-Profilen für die
telephone profile Telefonie. Das CTP-Profil unterstützt die schnurlose Telefonie (CT) über Bluetooth.
Dabei bildet das Festteil den Gateway zum Festnetz und das Mobilteil das mobile
Endgerät.
Es werden alle wesentlichen Dienstmerkmale des Telefondienstes wie Rufumleitung,
Anklopfen, Rufnummernanzeige und -unterdrückung usw. unterstützt.
DAC, device Der Device Access Code (DAC) wird in Bluetooth-Netzen für eine spezielle
access code Signalisierung benutzt.
DPSK, differential phase Die differenzielle Phasenumtastung (DPSK) ist eine Modulation speziell für die
shift keying (Differenzielle Datenübertragung, bei der die Daten durch Phasenwechsel der Trägerschwingung
Phasenumtastung) übertragen werden.
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BLUETOOTH
DPSK ist eine Weiterentwicklung von PSK, hat aber den Vorteil, dass aus dem
modulierten Signal eine Taktrückgewinnung möglich ist. Bei dem DPSK-Verfahren
werden nur noch die Phasenänderungen moduliert. Das Verfahren arbeitet mit zwei
Trägersignalen, deren Phasenlagen um 90° gegeneinander versetzt sind und die mit
zwei Signalkomponenten moduliert werden. Der Takt kann aus der Phasenlage
abgeleitet werden, da sich nach jedem übertragenen Zeichen die Phasenlage der
Trägerfrequenz ändert.
Bei der Codierung eines Dibits sind den vier Zuständen die Phasenlagen 0° für 00,
90° für 01, -90° für 10 und 180° für 11 zugeordnet.
DPSK wird u.a. auch in Digital Audio Broadcst (DAB) und Bluetooth benutzt.
DQPSK, differential DQPSK ist eine Phasenumtastung, die in Zellularnetzen und Kabelmodems
quaternary phase shift eingesetzt wird. In Bluetooth wird die DQPSK-Umtastung zur Steigerung der
keying Datenrate bei Enhanced Date Rate (EDR) verwendet. Die DQPSK-Umtastung arbeitet
mit Phasenwechseln der Trägerfrequenz und moduliert diese mit Quadbits. Da bei
jedem Phasenwechsel ein Quadbit moduliert ist, hat DQPSK gegenüber DPSK eine
dreifach höhere Übertragungsrate.
DUNP, dial-up Dial-up Networking Profile (DUNP) ist ein Bluetooth-Profile, das die Protokolle für die
networking profile Wählverbindung zu einem öffentlichen Netz oder dem Internet herstellt. Je nach
Anschlusskonfiguration, ob ISDN oder POTS, emuliert die Basisstation eine ISDNAdapterkarte oder ein Modem. Ein Endgeräte wie ein PDA, DVD-Player oder Personal
Computer kann sich über den DUNP-Gateway in das Internet einwählen.
DUNP basiert auf dem Serial Port Profile (SPP) und benutzt das PPP-Protokoll für
den Datentransfer und die AT-Befehle für die Modemsteuerung.
EDR, enhanced Das Enhanced Data Rate (EDR) ist ein von der Bluetooth Special Interest Group
data rate (BSIG) erarbeiteter Bluetooth-Standard, mit dem die Datenrate von Bluetooth von 723
kbit/s auf 2,169 Mbit/s verdreifacht wird.
Ermöglicht wird dies durch eine Änderung im Modulationsverfahren. Werden bei der
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BLUETOOTH
Bluetooth-Datenrahmen
ohne und mit Enhanced Data
Rate (EDR)
Bluetooth-Kommunikation bisher alle Daten mit GFSK moduliert, überträgt das EDRVerfahren die Daten des Payload abhängig von der Qualität des Funkkanals in zwei
verschiedenen Modulationen, in DPSK und DQPSK. Eine weitere Erhöhung der
Datenrate ist mit 8DPSK-Modulation möglich.
Der EDR-Betrieb kann nur dann in einem Piconet erfolgen, wenn ein Master die EDRFunktionalität unterstützt. Zu den Anwendungen von Enhanced Data Rate gehören
die Übertragung von Stereo, Grafiken, Fotos und Video sowie das Drucken und
Scannen.
ESDP, extended service Die erweiterte Diensteerkennung ist ein Bluetooth-Profile mit dem Geräte und Dienste
discovery profile im gesamten Bluetooth-Netz mit allen Piconets erkannt werden können.
FaxP, FaxP ist ein Bluetooth-Profile, das den Verbindungsaufbau von Wählverbindungen für
fax profile das Fernkopieren unterstützt. Über das FaxP-Profile können von den BluetoothEndgeräten Faxe über eine Basisstation mit Faxmodem-Emulation übertragen
werden.
Das FaxP-Profile basiert auf dem Serial Port Profile (SPP) und definiert die Protokolle
für die Faxdienste. Die Funktionalität der Geräte entspricht denen von DUNP. Dadurch
können auch Handys zum Faxen benutzt werden.
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20
BLUETOOTH
FHSS, frequency hopping
spread spectrum
(FrequenzsprungVerfahren)
Das Frequency-Hopping-Verfahren ist
ein Verfahren, das in der
Mobilkommunikation eingesetzt wird
und als Spread-Spectrum-Technik in
WLANs. Bei dieser Technik wird das
Nutzsignal auf eine sich sprunghaft
ändernde Trägerfrequenz
aufmoduliert.
Die Frequenzwechsel finden dabei in
einer pseudo-zufälligen oder
vorbestimmten Bit-Reihenfolge statt.
Bei WLANs nach IEEE 802.11 stehen
Frequenz-Hopping bei
in Europa und in den USA in dem zur
Bluetooth
Verfügung stehenden ISM-Band zwischen 2,4000 GHz und 2,4835 GHz 79 nicht
überlappende Frequenzsprünge pro Sekunde zur Verfügung. Die Sprungfolge wird
durch einen Pseudo-Zufallsgenerator bestimmt, wobei die minimale Sprungdistanz
mindestens 6 Kanäle beträgt. Für die Frequenzsprungtechnik sind darüber hinaus
mindestens 20 Frequenzsprünge pro Sekunde vorgeschrieben. In einigen
europäischen Ländern stehen nur 35 (Spanien) oder 23 (Frankreich)
Sprungsequenzen in einem kleineren Frequenzband zur Verfügung.
Je nach Schnelligkeit des Frequenzwechsels unterscheidet man zwischen
langsamem (slow) und schnellem (fast) Frequenzsprung-Verfahren.
Damit das Signal vom Empfänger erkannt werden kann, muss dem Empfänger die
Reihenfolge des Frequenzwechsels im Voraus bekannt sein, was durch das
Aushandeln der Frequenzfolge zwischen Sender und Empfänger erfolgt. Diese
Technik gilt als sehr sicher, jedoch müssen Sender und Empfänger genau
aufeinander synchronisiert sein. Dies bedingt eine relativ komplexe elektronische
Schaltung und folglich auch hohe Herstellungskosten.
Frequenz-Hopping wird in Funk-LANs eingesetzt und ist im GSM-Netz konzeptionell
vorgesehen.
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BLUETOOTH
Durch den laufenden Frequenzwechsel werden Störungen durch feststehende
Stationen, wie einen Mikrowellenherd oder durch andere FHSS-Sender begrenzt.
FTP, file Das File Transfer Profile (FTP) basiert auf GOEP, in dem die generelle Kommunikation
transfer profile mit OBEX definiert ist. Mit dem FTP-Profile kann in einem Dateisystem eines anderen
Bluetooth-Gerätes navigiert, die Dateistruktur angezeigt und die Verzeichnisse
geändert werden. Des Weiteren kann mit diesem Bluetooth-Profile ein drahtloser
Dateitransfer von einem anderen Gerät durchgeführt werden.
Ein Beispiel aus der Automotive-Technik soll die Möglichkeiten verdeutlichen: VW hat
in einen drahtlosen Schlüssel für Kraftfahrzeuge eine SD-Karte integriert. Auf dieser
SD-Karte kann man Dateien von Computern, CD-Playern oder Digitalkameras
kopieren und sie anschließend über den Kraftfahrzeugschlüssel im Auto abrufen.
GAP, generic Das Generic Access Profile (GAP) ist eine von der ETSI standardisierte
access profile Luftschnittstelle für Funktelefone, die nach dem DECT-Standard arbeiten. GAP ist
auch ein grundlegendes Bluetooth-Profile und beschreibt die Funktionen die ein
Bluetooth-Modul auf der untersten Ebene erfüllen muss. Dazu gehört der
Verbindungsaufbau, die unterstützten Betriebsarten und Datenpakete sowie die
Authentifizierung. Mit GAP können Verbindungen zwischen verschiedenen
Mobilfunksystemen wie GSM und DECT aufgebaut werden.
Bei Bluetooth erfolgt die Verbindung über die Bluetooth-Adresse mit denen sich die
Bluetooth-Geräte identifizieren. Während der Identifizierung der Geräte werden auch
Informationen über die Geräteklasse ausgetauscht.
Da es bei dem GAP-Profile um ein Profile für das Verbindungsmanagement und die
Authentifizierung handelt, muss dieses Profile von allen DECT- oder BluetoothGeräten unterstützt werden.
GAVDP, generic AV GAVDP ist neben A2DP ein weiteres Bluetooth-Profile für die Übertragung von Audiodistribution profile und Videodaten im Streaming. Bei dieser Konstellation unterscheidet Bluetooth
zwischen dem initiierenden Bluetooth-Gerät, dem Initiator, und dem akzeptierenden
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BLUETOOTH
Gerät, dem Akzeptor. Die Audio- und Videogeräte können je nach Funktion das eine
oder andere sein.
GFSK, gaussian GFSK ist eine modifizierte Frequenzumtastung (FSK), bei der ein Gaußscher Filter
frequency shift keying eingesetzt wird. Bei diesem Modulationsverfahren wird durch die schmalbandigere
(GFSK-Modulation) Ausfilterung der Anteil an Oberwellen reduziert und das Übersprechen verringert.
GOEP, generic object Es gibt mehrere generelle Bluetooth-Profiles, eines davon ist das Generic Object
exchange profile Exchange Profile (GOEP). Das GOEP-Profile unterstützt den Austausch komplexer
Datenobjekte. Es definiert den Einsatz von OBEX und die Synchronisation der
Datenobjekte. Die GOEP untergeordneten Profiles sind das File Transfer Profile
(FTP), das Object Push Profile (OPP) und das Synchronisation Profile (SP).
Das GOEP-Profile basiert auf dem Generic Access Profile (GAP) und auf dem Serial
Port Profile (SPP). Das GAP-Profile realisiert die Funktionen der unteren beiden
Schichten des OSI-Referenzmodells, RFCOMM die der Transportschicht und OBEX
die des Session Layers. Die OBEX-Verbindung ist für den Datenaustausch der
Objekte erforderlich.
HCI, host controller
interface
BluetoothSchnittstellen
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23
Das Host Controller Interface (HCI) bildet die Schnittstelle
zwischen den Bluetooth-Protokollen, die oberhalb des Link
Manager Protocol (LMP) angesiedelt sind, und dem LinkManager sowie den Funktionen der Basisband- und HFController. Über HCI werden Status- und Steuerfunktionen
übermittelt. Es stellt somit die Schnittstelle zwischen der
Luftschnittstelle und dem Bluetooth-Protokollstack dar.
Die Schnittstelle zwischen dem Protokollstack und der
Anwendung ist das Bluetooth Embedded Control Interface
(BECI).
Das L2CAP-Protokoll setzt direkt auf dem Host Controller
Interface (HCI) auf.
BLUETOOTH
HCRP, hardcopy cable Das Hardcopy Cable Replacement Profile (HCRP) unterstützt das drahtlose Drucken
replacement profile in Bluetooth-Netzen. Als Drucker-Clients fungieren PDAs oder Personal Computer, als
Drucker-Server der Farbdrucker.
HFP, handfree Bei der drahtlosen Kurzstreckenkommunikation Bluetooth gibt es mehrere
profile standardisierte Bluetooth-Profile, so das Handfree-Profil und das SIM-Access-Profil
(SAP). Beide Bluetooth-Profile werden in der Automotive-Technik eingesetzt und
unterstützen den Carkit.
Handfree ist das Freisprechen, mit der das Handy sprachgesteuert wird und dadurch
Anrufe annehmen oder absetzen kann. Die Abtastfrequenz für die Mono-Übertragung
beträgt 3,1 kHz.
HFR, hands Bluetooth unterstützt die drahtlose Kommunikation beim Freisprechen mit Headsets
free profile mit einem speziellen Bluetooth-Profile. Das Hands Free Profile (HFR) oder Headset
Profile (HSP) sorgt dafür, dass der Sprechende beim Telefonieren die Hände frei hat
und andere Aufgaben wie Eingaben in Tastaturen oder Schreibarbeiten ausführen
kann. Das Hands Free Profile hat nur eine begrenzte Bandbreite von 3,2 kHz und
eignet sich ausschließlich für Sprache.
HID, human interface Die Anbindung von drahtlos angeschlossenen Ein- und Ausgabegeräte für die
device profile manuelle Funktionseingaben wie die Maus, Tastatur oder der Monitor werden in
Bluetooth vom Human Interface Device Profile unterstützt; ebenso die InfotainmentGeräte, wie Videorecorder und Audio-Anlagen.
HSP, headset Das Headset-Profile (HSP) oder Hands Free Profile (HFR) ist ein Bluetooth-Profile mit
profile dem Headsets mit Bluetooth-Geräten kommunizieren können. Dies betrifft in gleicher
Weise die Sprachein- als auch die Sprachausgabe.
Das HSP-Profile basiert auf dem Serial Port Profile (SPP) und benutzt dieses für den
Austausch der AT-Befehle zur Steuerung des Headset. Die Bandbreite für die MonoÜbertragung beträgt 3,1 kHz, die Abtastrate 8 kHz. Der Verbindungsauf- und -abbau
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BLUETOOTH
erfolgt über das zwischengeschaltete Audio-Gateway.
Das Headset-Profile (HSP) oder Hands Free Profile (HFR) ist ein Bluetooth-Profile mit
dem Headsets mit Bluetooth-Geräten kommunizieren können. Dies betrifft in gleicher
Weise die Sprachein- als auch die Sprachausgabe.
Das HSP-Profile basiert auf dem Serial Port Profile (SPP) und benutzt dieses für den
Austausch der AT-Befehle zur Steuerung des Headset. Die Bandbreite für die MonoÜbertragung beträgt 3,1 kHz, die Abtastrate 8 kHz. Der Verbindungsauf- und -abbau
erfolgt über das zwischengeschaltete Audio-Gateway.
IAC, inquiry Der Inquiry Access Code (IAC) wird dazu verwendet, damit sich in Reichweite liegende
access code Geräte in Bluetooth-Netzen erkennen. Der IAC-Code ist einer von drei Codes, die in
der Bluetooth-Kommunikation als Access-Codes gesendet werden.
IntP, intercom Das IntP-Profile definiert im Gegensatz zum Cordless Telephony Profile (CTP) die
profile direkte Kommunikation zwischen zwei Mobilteilen von Schnurlos-Telefonen, ohne die
Zwischenschaltung eines Gateways.
L2CAP, logical link control Das Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) ist ein Bluetoothand adaptation protocol Kernprotokoll, das das Multiplexing und die Segmentation and ReassemblyFunktionen (SAR) übernimmt. L2CAP verbindet die höheren Schichten des BluetoothProtokollstacks mit dem Link Manager Protocol (LMP) und parallel dazu mit dem
Baseband-Protokoll. L2CAP kann über RFCOMM und die darüber liegenden
Transportprotokolle verbindungslose und verbindungsorientierte Dienste anbieten und
bildet das Kernprotokoll für die Bluetooth-Profile. In L2CAP können Dienstgüten (QoS)
spezifiziert werden, und zwar betreffend den Datenfluss nach RFC 1363, dessen
Verzögerung und Verzerrungen.
LAP, LAN access Das LAP-Profile ist ein Bluetooth-Profile, das das TCP/IP-Protokoll unterstützt. Mit
profile dieser Funktion können Bluetooth-Endgeräte mit vorhandenen lokalen Netzen und
Unternehmensnetzen vernetzt werden. Der Zugangspunkt (AP) kann ein Personal
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25
BLUETOOTH
Computer sein, der gleichzeitig auch als Server dient und über den auch eine Einwahl
zum Internet möglich ist.
Die Authentifizierung erfolgt beim LAP-Profile mit dem PPP-Protokoll.
LMP, link manager Das Link Manager Protocol (LMP) gehört wie L2CAP, das Service Discovery Protocol
protocol (SDP) und Baseband zu den Bluetooth-Kernprotokollen. Dieses Protokoll bildet die
Schnittstelle zu dem Host Controller Interface (HCI) und verbindet die höheren
Schichten des Protokollstacks mit dem übertragungstechnischen Baseband-Protokoll.
Über das LMP-Protokoll einigen sich die Bluetooth-Geräte bei der Kontaktaufnahme
selbstständig auf die passenden Verbindungsparameter. Neben dem
Verbindungsaufbau handelt das Link Manager Protocol die Paketgröße für das
Baseband-Protokoll aus, steuert die HF-Sendeleistung, informiert die Protocol
Description Units (PDU) über das Einschalten von Spramodi und übernimmt
Sicherheitsfunktionen in Form einer Authentifizierung und Verschlüsselung mittels
Sicherheitscodes.
Bei der Authentifizierung wird ein 128-Bit-Schlüssel auf der Verbindungsstrecke
eingesetzt.
OBEX, object
exchange
OBEX-Protokolle für die
Anbindung der Applikationen
in Bluetooth
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26
OBEX ist ein geräteunabhängiges Protokoll für den
spontanen Datenaustausch. Das ursprünglich für
IrDA entwickelte OBEX-Protokoll hat sich als
Standardprotokoll in Inrarot-LANs und Bluetooth
etabliert. Es kann mit vordefinierten
Standardobjekten arbeiten und die
unterschiedlichsten Anwendungen unterstützen.
Dazu gehören die Digitalfotografie, Video- und
Audiodaten, administrative Anwendungen uvm.
Das OBEX-Session-Protokoll spezifiziert dabei die
Kommunikationsstruktur und das darüber liegende
OBEX-Application-Framework stellt die
BLUETOOTH
Anwendungsschnittstelle zur Verfügung. OBEX stellt eine umfangreiche
Kommunikationssteuerungsschicht für den Austausch von komplexen Objekten zur
Verfügung.
OPP, object push Das Object Push Profile (OPP) unterstützt in Bluetooth-Netzen die Übertragung von
profile Datenobjekten von einem Client auf einen Server. Mit diesem Bluetooth-Profile kann
ein Datenobjekt in dem Verzeichnis eines entfernten Bluetooth-Gerätes abgelegt
werden. Das OPP-Profile wird beispielsweise zum Austausch von Adressen und
Terminen zwischen Personal Computern, Smartphones, Handys und PDAs benutzt.
PAN, personal area Das Personal Area Networking Profile (PAN) ist neben dem LAN Access Profile (LAP)
networking profile ein weiteres Bluetooth-Profile für Netzwerkverbindungen mit dem TCP/IP-Protokoll.
Der Unterschied zum LAP-Profile besteht darin, dass sich die Bluetooth-Geräte auch
direkt, also ohne die Vermittlungsfunktionen des Bluetooth-Netzes in Anspruch zu
nehmen, über TCP/IP kommunizieren können. Hinzu kommt, dass der Aufwand für
das PPP-Protokoll entfällt.
Mittels PAN-Profile können Bluetooth-Endgeräte wie beim LAP-Profile über einen
Access Point (AP) an ein lokales Netz angekoppelt werden, sie können aber auch
eine eigenständige PAN-Gruppe bilden.
Piconetz Bei Bluetooth schließen sich die Geräte immer zu einem Ad-hoc-Netzwerk zusammen.
(piconet) Diese Kleinstnetzwerke, die aus mindestens einem Master und einem Slave bestehen,
heißen Piconet.
Ein Piconet kann aus maximal 8 aktiven Bluetooth-Geräten bestehen, wobei eines der
Geräte die Rolle das Masters übernimmt, da die Kommunikation unter den BluetoothGeräten im Master-Slave-Betrieb erfolgt. Der Master des Piconets hat Kontakt zu allen
Slaves. Er regelt den Datenaustausch und den Frequenzwechsel für das
Frequenzsprung-Verfahren (FHSS). Da die Frequenzen zufallsbedingt wechseln, und
zwar 1.600 mal pro Sekunde, können mehrere Piconets nebeneinander betrieben
werden ohne sich gegenseitig zu beeinträchtigen. Außerdem können mehrere
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BLUETOOTH
Piconets zu einem Funktionsverbund,
einem Scatternet, zusammen
geschlossen werden.
Neben den acht aktiven Geräten
können an ein Piconet bis zu 255
passive Geräte, die sich in diversen
Ruhemodi befinden können,
angeschlossen werden. Da an ein
Bluetooth-Netz stationäre und mobile,
batteriebetriebene Geräte
angeschlossen sein können, kennt
Bluetooth neben dem
Übertragungsmodus mehrere StandbyModi, die sich in der Funktionalität und
vor allem der Stromaufnahme
Scatternet bestehend aus
zwei Piconets
unterscheiden.
Bei dem als Active bezeichneten Betriebszustand ist ein Slave im Wartemodus. Er
kann vom Master über Datenpakete aktiviert werden um dann Daten im ConnectionModus Daten zu übertragen.
Sniff, das Schnüffeln, ist eine weitere Standy-Betriebsart. In dieser Betriebsart kann
der Slave nur über seine Adresse vom Master angesprochen werden. In dieser
Betriebsart ist die Stromaufnahme bereits wesentlich verringert.
Wird die Übertragungstätigkeit vom Master an einen Slave für eine vorher definierte
Zeit eingestellt, geht der Slave in den Hold-Betrieb. Die Hold-Zeit kann beim Master
abgefragt werden. Im Park-Betrieb ist der Slave nicht mehr an der Kommunikation
beteiligt, er hält nur noch die Synchronisation aufrecht. In dieser Betriebsart
synchronisieren sich die Slaves laufend mit dem Master. Dieser kann sie aus dem
Parkmodus in den Kommunikationsstatus versetzen.
Für die Verbindungsaufnahme mit unbekannten Geräten gibt es das Inquiry, und für
den Verbindungsaufbau mit bekannten Adressen das Page.
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28
BLUETOOTH
PMA, passive Der Park-Modus ist eine Stromspar-Betriebsart in Bluetooth. In dieser Betriebsart gibt
member address das Bluetooth-Gerät die Active Member Address (AMA) ab und ersetzt sie durch die
Passive Member Address (PMA). In dieser Ruhe-Betriebsart kann Bluetooth bis zu 255
Slaves verwalten. Die passiven Slaves können über Broadcast reanimiert werden.
RFCOMM,
RF communication
Das RF-Communication-Protokoll
(RFCOMM) ist ein Bluetooth-Protokoll, das
über die Luftschnittstelle die serielle
Verbindung einer RS-232-Schnittstelle mit
ihren Steuer- und Datensignalen emuliert.
Dieses Protokoll wird auch als »Cable
Replacement Protocol« bezeichnet.
RFCOMM kann L2CAP-Verbindungen
multiplexen und maximal 60 RS-232Verbindungen bedienen.
Verbindung über RFCOMM
Die RFCOMM-Schicht, auf der
von Bluetooth
Netzwerkprotokolle wie das IP-Protokoll,
Routing-Protokolle wie PPP und
Transportprotokolle wie das TCP- oder UDP-Protokoll aufsetzen, ermöglicht die
drahtlose Kommunikation von derzeitigen und zukünftigen Anwendungen. Dabei
laufen die Anwendungen über eine oder mehrere vertikale Kanäle des BluetoothProtokollstacks.
RFCOMM basiert auf Standards der ETSI TS 07.10 und ITU Q.931.
SAP, SIM access Ebenso wie das Handfree Profile (HFP) ist das SIM Access Profile (SAP) ein
profile standardisiertes Bluetooth-Profile, das u.a. auch in der Automotive-Technik eingesetzt
wird. Beim SAP-Profile gibt das Handy alle Informationen der SIM-Karte an die
Freisprecheinrichtung, damit sich der Teilnehmer über die Freisprecheinrichtung im
Mobilfunknetz anmelden kann.
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BLUETOOTH
SBC, subband coding
Das Subband Coding ist ein
Codierverfahren, das speziell
für das Bluetooth-Profile A2DP
entwickelt wurde. Die SBCKompression erzeugt Bitströme
von 127 kbit/s bis 345 kbit/s
SBC-Kompression in
und stellt niedrigere
Bluetooth
Anforderungen an die
Hardware als beipielsweise MP3. Aus den verschiedenen Bitraten resultieren
unterschiedliche Qualitätsmerkmale für Mono und Joint Stereo.
Die SBC-Sender und -Empfänger verständigen sich vor der Übertragung auf eine
Abtastfrequenz und Bitrate.
Scatternet Die Bezeichnung Scatternet wird in Bluetooth für die Zusammenschaltung mehrerer
(scatternet) Piconets benutzt, in denen ein Routing möglich ist. Diese Zusammenschaltung kann
über Master aber auch über Slaves erfolgen. Es muss allerdings sichergestellt sein,
dass ein Master nicht in mehreren Piconets als solcher fungieren kann. Ein Master in
einem Scatternet kann ein Slave in einem anderen Piconet sein.
SCO, synchronous In Bluetooth-Netzen kann neben Daten auch Sprache übertragen werden. Diese
connection oriented Übertragung arbeitet mit festen Zeitschlitzen in der die Sprache in Echtzeit übertragen
wird. Die Sprachübertragung ist verbindungsorientiert und erfolgt in einem
geschützten Übertragungskanal, wodurch ein hoher Qualitätsstandard erreicht wird.
SDAP, service discovery Das Service Discovery Application Profile (SDAP) ist ein generelles Bluetooth-Profile,
application profile das von allen Geräten unterstützt werden muss und dazu dient, die Nachbarstationen
nach ihren Diensten abzufragen. Diese Diensteerkennung ist die Voraussetzung für
die Interoperabilität zwischen verschiedenen Bluetooth-Geräten.
Das SDAP-Profile definiert die Yellow Pages der Bluetooth-Dienste, in denen alle
Bluetooth-Geräte ihr Dienstangebot anbieten.
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BLUETOOTH
SDP, service Das Service Discovery Protocol (SDP) gehört zu den Bluetooth-Kernprotokollen. Das
discovery protocol Protokoll dient der Erkennung der Bluetooth-fähigen Geräte untereinander, damit
diese miteinander kommunizieren können. Über dieses Protokoll werden die
Dienstinformationen der einzelnen Geräte ermittelt. Mit ihnen werden die
Verbindungen zwischen den Bluetooth-Geräten eingerichtet und alle für die
Datenübertragung relevanten Informationen übermittelt.
Beim Service Discovery Protocol startet der SDP-Client eine Anfrage (SDP-Request)
an den SDP-Server, der ihm einen SDP-Response schickt.
SIG, Bluetooth special Die Bluetooth Special Interest Group (SIG) besteht aus führenden Unternehmen der
interest group Telekommunikation, Netzwerkindustrie, Rechner- und Automotive-Technik und hat sich
die Promotion der Bluetooth-Technik zum Ziel gesetzt. Zu den assozierten und aktiven
Mitgliedern gehören mehrere tausend Unternehmen, u.a. Agere, Ericsson, IBM, Intel,
Motorola, Nokia und Toshiba.
Die Special Interest Group beschäftigt sich mit der Standardisierung von Bluetooth,
aber auch von Ultra-Breitband (UWB), der Nahfeldkommunikation (NFC) und mit
Wibree, das bei der SIG unter der Bezeichnung Ultra Low Power Bluetooth (ULP)
geführt wird. http://www.bluetooth.com.
SP, synchronisation Das Synchronisation Profile (SP) regelt in Bluetooth die Synchronisation beim
profile Datenabgleich zwischen zwei Bluetooth-Geräten. Clients sind im SP-Profile die
Personal Computer (PC), Server die Smartphones und PDAs, die das SP-Profile
auslösen.
SPP, serial Das Serial Port Profile (SPP) gehört zu den generellen Bluetooth-Profiles, die von
port profile allen Bluetooth-Geräten erfüllt werden müssen. Das SPP-Profile emuliert eine serielle
Schnittstelle. Dieses Bluetooth-Profile unterstützt alle Anwendungen mit serieller
Schnittstelle, die über RS-232-C abgewickelt wurden. Von der DFÜ-Technik mit
Modems über Terminalprogramme bis hin zur Druckersteuerung.
Das SPP-Profile baut auf dem Generic Access Profile (GAP) auf und definiert einen
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BLUETOOTH
verbindungsorientierten Kanal über RFCOMM. Die unterstützte Datenrate beträgt
maximal 128 kbit/s, was der Bündelung zweier ISDN-Kanäle entspricht.
TCS, telephony control Die Telephony Control Specification (TCS) sorgt für die Steuerung der Sprach-, Faxspecification und Datendienste in Bluetooth. In den TCS-Spezifikationen wird die Signalisierung zur
Rufabwicklung beschrieben, damit Sprach- und Datenverbindungen zwischen
Bluetooth-fähigen Geräten aufgebaut werden können. Das TCS-Protokoll kann durch
TCS-Binary oder durch AT-Befehle realisiert werden. TCS-Binary ist ein Bit-orientiertes
Protokoll mit
Rufkontrolle,
Verbindungsaufbau,
Sprach- und
Datenübertragung.
Die AT-Befehle dienen
der Steuerung für
Handys und Modems
und machen auch
eine Fax-Übertragung
möglich. Die ATBefehle sind vom
standardisierten ATBefehlssatz abgleitet.
Ultra Low Power
Bluetooth (ULP) ist
eine andere
Bezeichnung für
Wibree. Im Juni 2007
hat sich das WibreeForum zur weiteren
ULP, ultra low power
Bluetooth
Übersicht über die
verschiedenen
Funktechnologien
Exit
Index
32
BLUETOOTH
Entwicklung und Standardisierung der Wibree-Technologie mit der Bluetooth Special
Interest Group (SIG) zusammen geschlossen. Die Bluetooth-SIG führt die WibreeTechnologie unter der Bezeichnung Ultra Low Power Bluetooth (ULP).
Für die ULP-Technik gibt es viele interessante Anwendungsgebiete. So können
beispielsweise im Bereich des Wellness, der Gesundheit und des Sports kleine
Sensoren am Körper angebracht werden mit denen die Körperdaten an eine Sportuhr
übertragen werden, die diese dann über das Handy an einen Personal Computer oder
eine auswertende Stelle verschickt.
Im Entertainment kann die ULP-Technik in Fernbedienungen und in Spielzeugen
eingesetzt werden, die dann mit anderen Spielzeugen interagieren. Die kleinen und
leichten Batterieeinheiten bieten darüber hinaus auch bei mobilem Zubehör oder bei
Sensornetzwerken erhebliche Vorteile.
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Index
33

BLUETOOTH Weitere Top-Infos unter ITWissen.info 1

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