Wie funktioniert ein Bluetooth-Gerät

Die Basiselemente eines Bluetooth-Systems sind die RU (Radioeinheit) und die BU (Basiseinheit), sowie die Verwaltungseinheit und Schnittstelle der Verbindung, die wir später noch sehen werden und die in Wirklichkeit eine Software ist.

Das Protokoll ermöglicht die Bestimmung der vorhandenen und verfügbaren Diensttypen im PicoNet sowohl im Server- als auch im Client-Modus. Im Server-Modus erlaubt es einem Gerät, die unterstützten Dienste und Protokolle abzufragen und diese verfügbar zu machen, im Client-Modus ermöglicht es die Abfrage der mit dem PicoNet verbundenen Geräte, um Informationen zu erhalten. Bei einer Verbindung befinden sich alle verbundenen Bluetooth-Geräte im Allgemeinen im Standby-Modus, d.h. im Wartezustand, und folgen einem Scanzyklus in Intervallen von 1,28 Sekunden, um die Anwesenheit anderer Geräte zu überprüfen; in diesem Modus verbrauchen alle Bluetooth-Geräte nur wenig Energie. Wie bereits besprochen, enthält jede Einheit mehrere Komponenten: – die Radioeinheit. – die Verbindungssteuerungseinheit (Link Controller). – die Verwaltungseinheit und Schnittstelle der Verbindung (Link Manager). Die Verbindungen zwischen Bluetooth-Geräten werden vom Link Manager (LM, Softwarekomponente, die Einstellungen, Authentifizierung, Konfigurationen usw. verwaltet) und vom Link Controller (LC, Hardwarekomponente, die das Senden/Empfangen von Daten, die Datenkonfiguration usw. verwaltet) gesteuert. Der Link Manager überwacht die Verbindung zwischen den verschiedenen Bluetooth-Geräten und überprüft die Authentifizierungs- und Konfigurationsverfahren der Verbindung durch den Kontakt mit einem anderen Link Manager. Der Austausch von Dienstinformationen erfolgt über das LMP-Protokoll (Link Manager Protocol). Die LMP-Informationen können sein: Datenübertragung und -empfang, Authentifizierung, Scan (Page Scan, Inquiry Scan, Park, Hold, Sniff), Identifikation, Verbindung, Bestimmung des Kommunikationskanals, Prüfung, Komprimierung der ausgetauschten Daten. Die gesendeten Nachrichten werden PDU (Protocol Data Units) genannt und umfassen 55 Typen. Eine weitere höhere Kontrollschicht ist das L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol), das nach der Verbindung zwischen Geräten über LMP agiert und die Segmentierung und Rekombination von Datenpaketen (max. 64 KB), Multiplexing und QoS-Informationen (Quality of Service) verwaltet. Bluetooth verwendet für die Kommunikation energiearme Funkwellen, die im 2,4 GHz bis 2,5 GHz ISM-Band arbeiten, dem gleichen Band wie Wireless LANs, und verwendet FHSS, um Störungen mit anderen Geräten zu vermeiden. Die FHSS-Spezifikation verwendet eine sehr interessante Methode zur Ausführung ihrer Aufgabe: Sie teilt das Frequenzspektrum in viele Kanäle auf und kann die Frequenz mehr als 1500 Mal pro Sekunde wechseln, wobei sie 79 verschiedene Frequenzen, sogenannte „Hopping“, nutzt. Daten können auf synchronen (SCO) und asynchronen (ACL) Kanälen übertragen werden, wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass Erstere typischerweise für Point-to-Point-Sprachverkehr mit leitungsvermittelter Schaltung verwendet werden, während ACL für die Übertragung beliebiger anderer Daten (Point-Multipoint mit paketvermittelter Schaltung) verwendet wird.

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