O documento apresenta as principais características e conceitos da tecnologia Bluetooth em 3 frases: A história e origem do nome Bluetooth são descritas, assim como suas especificações técnicas, modos de operação, perfis, arquitetura e exemplo prático de como funciona a conexão entre dispositivos via Bluetooth.

1. CENTRO UNIVERSITÁRIO PARA O DESENVOLVIMENTO DO ALTO VALE DO ITAJAÍ
Pró-reitoria de Pós-graduação, Pesquisa e Extensão
Latu Sensu – Redes de Computadores e Segurança de Sistemas
Arquitetura de Redes de Computadores
Profa. Dra. Michelle S. Wangham
Data: 10/04/2010.
BLUETOOTH
Acadêmicos:
Diego Adriano Sieves
Paulo Luis Steinhauser
Amauri Cunha

2. Por que o nome bluetooth?
Não, o nome não tem nada
a ver com dente azul!

3. Origem do nome
• O nome Bluetooth é uma homenagem ao rei da Dinamarca
e Noruega Harald Blåtand - em inglês Harold Bluetooth
(traduzido como dente azul, embora
em dinamarquês signifique de tez – pele - escura).
• O logotipo do Bluetooth é a união dos símbolos nórdicos
(Hagall) e
(Berkanan) correspondentes às letras H e B
no alfabeto latino.

4. O Logotipo

5. História do bluetooth
• A história do Bluetooth começa em meados de 1994,
através de estudos da empresa Ericsson. Projeto
MCLink.
• Em 1998, cinco empresas, a Ericsson, a Nokia, a
IBM, a Intel e a Toshiba, formaram o consórcio
denominado Bluetooth SIG.

6. História do bluetooth
• Objetivo de expandir e promover a tecnologia
Bluetooth e estabelecer um novo padrão
industrial.
• O consórcio Bluetooth SIG já conta com a
participação de mais de 10.000 empresas de
todo o mundo.

7. O que é o bluetooth
• Especificação aberta (royalty-free) de uma
tecnologia padrão para comunicação sem fio ad
hoc;
• Possibilidade de conectar uma ampla variedade
de dispositivos;
• As especificações do Bluetooth foram
desenvolvidas e licenciadas pela Bluetooth
Special Interest Group.

8. O que é o bluetooth
• Os dispositivos Bluetooth anunciam todos os
serviços que eles suportam e podem fornecer,
e por isso, faz com que o uso de serviços seja
simples pela falta da necessidade de
configurar endereços de rede ou permissões
como em outras tecnologias.

9. O que é o bluetooth
• Por solicitação do SIG o IEEE adotou as
especificações do Bluetooth como um
standard IEEE 802.15 para "Wireless Personal
Area Network (WPAN)"

10. Freqüência e Comunicação
• Dispositivos Bluetooth operam na faixa ISM
(Industrial, Scientific, Medical) centrada em
2,45 GHz - variações que vão de 2,4 GHz à 2,5
GHz.
• Esquema de comunicação FH-CDMA.
• Esquema FH/TDD.

11. Características do Bluetooth
• Tecnologia sem fio voltada a aplicações de voz
e dados;
• Funciona no espectro de 2,4GHz, faixa ISM
(Industrial, Scientific, Medical);
• Taxa de dados na versão 2 chega a 3Mbps;
• Capaz de penetrar objetos sólidos;

12. Características do Bluetooth
• Tecnologia omni-direcional;
• Segurança é uma prioridade, sendo que a
tecnologia oferece 3 modos de segurança;
• Baixo consumo de energia;
• Baixo custo de implantação;
• Utilização da técnica de pooling.

13. Comparativo com Wi-Fi
(IEEE 802.11)
• A tecnologia Bluetooth custa 1/3 da
implementação com Wi-Fi;
• Utiliza 1/5 da energia;
• Menor alcance;
• Taxas de transferências menores.

14. Comparativo de áreas de alcance

15. Usos
• Bluetooth é um protocolo padrão de
comunicação primariamente projetado para
baixo consumo de energia com baixo alcance,
baseado em microchips transmissores de
baixo custo em cada dispositivo.
Classe
Potência máxima
permitida
(mW/dBm)
Alcance
(Aproximadamente)
Classe 1
100 mW (20 dBm)
até 100 metros
Classe 2
2.5 mW (4 dBm)
até 10 metros
Classe 3
1 mW (0 dBm)
~ 1 metro

16. Versões
Versão
Taxa de
transmissão
Versão
1 Mbit/s
1.2
Versão
2.0 + 3 Mbit/s
EDR
Versão
24 Mbit/s
3.0
a.m.m.
Mudança da Faixa de
Transmissão para
802.11

17. Lista de aplicações
• Controle sem fio e comunicação entre celulares e
fones de ouvido sem fio ou sistemas viva voz para
carros;
• Comunicação sem fio entre PCs;
• Comunicação sem fio entre PCs e dispositivos de
entrada e saída;
• Transferência de arquivos entre dispositivos;
• Para controles onde o infravermelho era
tradicionalmente utilizado;
• Consoles de videogames da nova geração

18. Lista de aplicações

19. Sistema viva-voz para carros

20. Redes Bluetooth
• Topologia (c):

21. Redes Bluetooth
• Sistema de rádio ad hoc;
• Os dispositivos Bluetooth se comunicam entre
si e formam uma rede denominada piconet;
• Várias piconets independentes e nãosincronizadas podem se sobrepor ou existir na
mesma área, formando um scatternet.

22. Redes Bluetooth

23. Tipos de redes formadas entre
dispositivos Bluetooth

24. Redes Bluetooth
• Redes Bluetooth suportam conexões ponto-aponto e ponto-a-multiponto entre o
dispositivo mestre e os escravos.

25. Compartilhamento de Canal
• O compartilhamento de canal do Bluetooth é
possível através da multiplexação do tempo,
onde o tempo é dividido em slots, cada um
durando 625µs.

26. Compartilhamento de Canal
• É importante ressaltar que a unidade master
transmite seus dados nos slots de tempo
pares, enquanto que as demais transmitem
nos slots ímpares;
• Os slots são numerados de acordo com o
relógio da master.

27. Compartilhamento de Canal
• Quanto a transmissão e a recepção de
pacotes, que é feita de forma alternada no
tempo, é conhecida como TDD (Time Division
Duplex).
• O número máximo de canais é 79, que vai do
canal 0 ao 78, com espaço entre eles de
1MHz, iniciando em 2.402GHz

28. Controle de Acesso ao Meio
• O Bluetooth foi otimizado para permitir que
um número elevado de comunicações não
coordenadas ocorram dentro da mesma área.
• Um canal (FH Bluetooth Channel) está
associado a uma piconet e é identificado pela
seqüência de freqüências e pelo relógio do
dispositivo mestre.

29. Estabelecimento de Conexões
• Os dispositivos devem ser identificados;
• Podem ser dinamicamente conectados e
desconectados de uma piconet a qualquer
hora;
• Mensagens do tipo INQUIRY;
• Mensagem do tipo PAGE;
• Estado de STANDBY;
• Estado de SCAN.

30. Estados Possíveis
•STANBY
•Inquiry
•Inquiry Scan
•Page
•Page Scan

31. Modos de Operação
• Active Mode  dispositivo participa
ativamente do canal;
• Sniff Mode  modo econômico onde há
redução de tempo de escuta do canal;
• Hold Mode  dispositivo slave fica em estado
de espera;

32. Modos de Operação
• Park Mode  consumo baixíssimo de
potência. Slave utiliza endereço global e em
tempos regulares, o dispositivo escuta o canal
para verificar eventuais transmissões

33. Tipos de Links
Uma vez conectado a uma piconet, um
dispositivo pode se comunicar através de dois
tipos de links:
• Sinchronous Connection Oriented (SCO) link;
• Asynchronous Connectionless (ACL) link.

34. Comunicação entre piconets
• Técnica de time division multiplexing (TDM);
• Estado de HOLD;
• Bridge.

35. Perfis Bluetooth
• Especificação de interface para comunicações
entre dispositivos baseadas em Bluetooth;
• Os perfis proveêm padrões que os fabricantes
devem seguir para permitir dispositivos a
usarem o Bluetooth de uma maneira
compatível.

36. Principais perfis (controle de
mídia)
•
•
•
•
•
Advanced Audio Distribution Profile (A2DP);
Audio/Video Remote Control Profile (AVRCP;
Video Distribution Profile (VDP);
Basic Imaging Profile (BIP);
Basic Printing Profile (BPP);

37. Principais perfis (controle de
sistemas de comunicações)
•
•
•
•
•
•
•
Device ID Profile (DID);
Dial-up Networking Profile (DUN);
Fax Profile (FAX);
Hands-Free Profile (HFP);
Headset Profile (HSP);
LAN Access Profile (LAP);
Personal Area Networking Profile (PAN);

38. Principais perfis (outros)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
File Transfer Profile (FTP);
Hard Copy Cable Replacement Profile (HCRP);
Object Push Profile (OPP);
Human Interface Device Profile (HID);
Phone Book Access Profile (PBAP);
Serial Port Profile (SPP);
Service Discovery Application Profile (SDAP);
SIM Access Profile (SAP, SIM);
Synchronisation Profile (SYNCH).

39. Arquitetura Bluetooth
• As características técnicas da arquitetura
Bluetooth está definida no Core (núcleo) e
nos Profiles (perfis).
• Essas definições são dadas pelo Bluetooth SIG
(Special Interest Group).

40. Arquitetura Bluetooth
• No núcleo é definido como o sistema
funciona, em se tratando de protocolos,
camadas, especificações técnicas...
• Os perfis determinam como os elementos que
compõe o sistema podem ser empregados
para realizar das funções desejadas.

41. Arquitetura Bluetooth

42. Arquitetura Bluetooth
• Na parte inferior da pilha de protocolos, se
localiza a camada de rádio, que no modelo
OSI, corresponderia a camada física. Esta
camada é responsável pela transmissão de
dados via rádio frequência (RF) e sua
modulação.
• A Baseband, é responsável pelo protocolo de
controle e por rotinas de enlace.

43. Arquitetura Bluetooth
• O LMP (Link Manager Protocol) é utilizado na
configuração e controle do enlace.
• O HCI (Host controller Interface) provê as
camadas superiores do modelo, uma interface
padronizada de acesso ao Controlador e ao
Gerenciador de Enlace.

44. Arquitetura Bluetooth
• O L2CAP (Logical Link Control and Adaptation
Protocol ou Protocolo de Adaptação e
Controle do Enlace Lógico), faz a segmentação
e montagem de pacotes, bem como a
multiplexação e demultiplexação desses
pacotes. Cuida também dos requisitos de
qualidade de serviço.

45. Arquitetura Bluetooth
• O protocolo RFCOMM emula uma porta serial
convencional, o que facilita a incorporação de
outros dispositivos ao sistema.
• Já o SDP (Service Discovery Protocol) permite
descobrir quais os serviços disponíveis nos
dispositivos Bluetooth, e ainda, quais as suas
características

46. Pacote de Dados Bluetooth
• Um pacote de dados Bluetooth é composto
em geral pela seguinte estrutura:
– Código de Acesso ao Canal: é o código de acesso
do canal físico;
– Cabeçalho do Pacote: inclui o identificador do
transporte lógico e do protocolo de controle do
enlace;

47. Pacote de Dados Bluetooth
– Cabeçalho do Payload: identificador do enlace
lógico;
– Payload: Dados de usuário, mensagens ou frames,
mensagens de gerenciamento;
– CRC: Código de erro.

48. Cabeçalho do pacotes de dado

49. Exemplo prático do funcionamento da
tecnologia

50. Exemplo de aplicação
• Acesso de email através de um dispositivo
portátil (PDA, laptop...) através de uma rede
bluetooth segue basicamente os passos:
• Inquiry: O dispositivo bluetooth realiza um
processo conhecido como inquiry, onde ele
fica sabendo quais os pontos de acesso que
estão próximos, e os mesmos respondem com
seu endereço físico.

51. Exemplo de aplicação
• Paging: o processo conhecido como paging é
iniciado. Neste processo, o dispositivo móvel
tenta sincronizar com o ponto de acesso;
• Estabelecimento de link: é estabelecido um
link assíncrono (ACL) pelo LMP (Link Manager
Protocol).

52. Exemplo de aplicação
• Procura por Serviços: Depois de estabelecer o
link físico, o dispositivo móvel tenta descobrir
quais os serviços disponíveis no ponto de
acesso através do SDP (Service Discovery
Protocol).
• L2CAP: através das informações obtidas pelo
SDP, é criado um canal L2CAP que possibilita a
comunicação entre os dois dispositivos.

53. Exemplo de aplicação
• RFCOMM: Um canal RFCOMM é criado sobre
o canal L2CAP. O canal RFCOMM emula uma
interface serial que permitirá a transmissão
dos dados entre os dispositivos.
• Segurança: Na hipótese do ponto de acesso
restringir o acesso, realiza-se um processo de
autenticação (necessidade de saber o PIN).
Caso os dois dispositivos operem no modo
seguro, os dados serão encriptados.

54. Exemplo de aplicação
• PPP (Point-to-Point Protocol): O PPP,
geralmente é executado a partir de um link
serial, como nos modens dial-up. Como no
Bluetooth temos o canal RFCOMM que emula
um link serial, o PPP será executado nesse
link. Isso possibilita que os outros protocolos
utilizados na internet possam ser executados
normalmente e a partir daí pode-se acessar o
e-mail.

55. Referências:
•
BILLO, Eduardo Afonso. Uma pilha de protocolos Bluetooth adaptável à
aplicação. Disponível em: < http://www.lisha.ufsc.br/teaching/theses/billo.pdf>.
Acesso em: 08 de abr. 2010
•
BLUETOOTH SIG. How Bluetooth Technology Works. Disponível em: <
http://www.bluetooth.com/English/Technology/Works/Pages/default.aspx>.
Acesso em: 08 de abr. 2010
•
ELETRÔNICA.ORG. Bluetooth - Soluções Sem Fio . Disponível em:<
http://www2.eletronica.org/artigos/eletronica-digital/bluetooth-solucoes-semfio/>. Acesso em: 08 de abr. 2010.

56. Referências:
•
IEEE. IEEE 802.15 WPAN Task Group 1 (TG1) . Disponível em:
<www.ieee802.org/15/pub/TG1.html>. Acesso em: 08 de abr. 2010.
•
UNIVERSIDADE CATÓLICA DE BRASÍLIA. Bluetooth. Disponível
<http://www.ucb.br/prg/professores/maurot/RC-I-Mat/RCIMat_arqs/bluetooth/bluetooth.htm>. Acesso em: 08 de abr. 2010.
•
WIKIPÉDIA. Bluetooth. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Bluetooth>
Acesso em: 08 de abr. 2010.
em: