BLUE TOOTH 2005135058 인터넷미디어공학부 배지태.

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1 BLUE TOOTH 인터넷미디어공학부 배지태

2 목 차 Overview Protocols Profiles Applications

3 Overview Bluetooth 란 ? Bluetooth기술은 작고, 저렴한 가격, 저전력 소모로 근거리 송.수신기를 Mobile device에 직접 또는 PC카드와 같은 어댑터를 통해 탑재되어 무선환경을 제공해 주는 하나의 기술적인 규격 사양이다.

4 Bluetooth 특징 근거리통신 (10m 이내) 비허가 주파수 대역 저전력 소형 저가격 케이블 대체 다양한 응용 서비스
Overview Bluetooth 특징 근거리통신 (10m 이내) 비허가 주파수 대역 저전력 소형 저가격 케이블 대체 다양한 응용 서비스 10미터 내의 거리에서 장치 사이에 라디오 주파수를 이용하여 통신할 수 있게 해준다. 국제적으로 무료로 사용 가능한 ISM대역인 2.4GHz에서 동작하기 때문에 세계 어디서나 사용 가능하다. 단거리 통신이기 때문에 수신기는 저전력에서 동작할 수 있다. 장치들 사이를 연결하는 케이블을 대체

5 Bluetooth 이름의 유래 바이킹으로 유명한 헤럴드 블루투스의 이름에서 유래되었다.
Overview Bluetooth 이름의 유래 바이킹으로 유명한 헤럴드 블루투스의 이름에서 유래되었다. 헤럴드가 스칸디나비아를 통일한 것처럼 블루투스 기술이 서로 다른 통신장치들 간에 선이 없고 단일화된 연결장치를 이룰 것이라는 뜻을 지니고 있다.

6 Bluetooth 연결 장치 Overview Internet LAN Access Point (((( ))))
Shopping center etc. Instant postcard Alarm & Mail view Data synchronize Weather info. Local area broadcast Health care Data down road

7 Bluetooth 시스템 스펙 1Mbps의 전송 속도
Overview Bluetooth 시스템 스펙 1Mbps의 전송 속도 간섭방지를 위한 주파수 호핑 방식 (79/23 hop, 1600 hop/sec) 저소비전력 (대기상태 0.3mA, 송수신시 최대 30mA) 전송거리 10m 및 Option으로 100m까지 가능 Class 1,2,3의 송신 파워 (각 100mW, 2.5mW, 1mW) 변조방식 : GFSK (Guassian Frequency Shift Keying) 3채널의 Voice 지원 (A-Law, u-Law PCM, CVSD) Point to Point, Point to Multi 방식의 연결 가능 100mW 100m 2.5mW 50m 1mW m

8 Bluetooth 무선 구조 사용주파수 대역 : 2.4GHz ISM band 소모전력 : 1mW(class 3)
Overview Bluetooth 무선 구조 사용주파수 대역 : 2.4GHz ISM band 소모전력 : 1mW(class 3) 전송범위 : 0.1 ~ 10m(class 3) 듀플렉스 방식 : TDD(Time Division Duplex) 양방향 통신을 위해 단 하나의 주파수가 사용 무선링크 특징 짧은 패킷 : 최대 Payload 2745bits 전송률 : 1초에 1600홉 하나의 물리적채널을 Master와 Slave가 공유하는 구조

9 TDD에 의한 엑세스 제어 Overview 625 ms t master slave f(2k) f(2k+1) f(2k+2)
마스터는 f(2k)주파수로 slave에게 전송 슬레이브는 (f2k+1)주파수로 마스터에게 전송 …

10 Bluetooth 물리 링크 음성채널(3개)와 데이터채널(1개) 모두 지원
Overview Bluetooth 물리 링크 음성채널(3개)와 데이터채널(1개) 모두 지원 SCO link(Synchronous Connection Oriented) 음성에 사용되는 대칭형의 회선 교환 방식 점-대-점 연결을 제공 ACL link(Asynchronous Connectionless) 데이터 전송에 사용되며 대칭 또는 비대칭, 패킷 교환, 점-대-다점 연결을 지원

11 패킷 구조 Overview access code packet header payload 72b 54b 0-2745b
Access code : piconet에서 장치들을 동기화하고 인증하는데 사용된다. (호출, 탐색) 패킷헤더 : 멤버주소(3) 형태코드(4), 흐름제어(1), 탐지에 대한 응답(1) 시퀀스 번호(1), 헤더에러제어(8)로 구성 총 18bit이며 각 비트마다 3번 반복하여 54bit로 만든다.

12 블루투스 동작 : piconet 과 scatternet
Overview 블루투스 동작 : piconet 과 scatternet 피코넷 : 정보를 교환하기 위해 같은 채널을 공유하고 있는 장치들의 집합이다 Piconet : . 1개 마스터 + 최대 7개 슬레이브 구성 Scatternet : 2개 이상의 Piconet이 연결 Link 제어 : Standby, Inquiry, Page, Connection state 48bits Bluetooth Device Address(IEEE 802 Standard) 인증 및 암호화 지원 동작 모드 : Active, Hold, Sniff, Park mode 마스터와 슬레이브가 서로통신하기 위해 주파수와 시간이 반드시 동기화 되어야 한다. 채널상의 트레픽을 제어하기 위하여 통신에 참여하는 장치 중의 하나가 피코넷의 마스터가 되고 나머지 다른 장치들은 슬레이브가 된다.

13 Overview Slave 이 경우 단 2개의 장치가 통신 Point-to-Point통신 Master

14 Overview 하나의 마스터와 여러 개의 슬레이브를 갖는다. Point-to-multipoint 통신 Slave
몇몇의 블루투스 장치는 채널을 공유할 것 이다 Slave Slave Slave Master Slave

15 Scatternet 피코넷들이 한 슬레이브 유니트를 공유하면서 통신범위를 확장한 형태
Overview Scatternet 피코넷들이 한 슬레이브 유니트를 공유하면서 통신범위를 확장한 형태 Piconet b Piconet a Slave 3 Slave 5 Slave 1 Master b Master a Slave 4 Slave 6 Slave 2

16 Overview 동작 모드 active slave master parked slave standby

17 블루투스 상태 및 연결 Unconnected Standby Standby Connecting States Inquiry
Page Transmit data Connected Active States Standby 대기 Page 예약/ Inquiry 질의 : 만약 한 장치가 다른 장치와 연결하고 싶다면, 장치는 상대방의 주소를 알고 있을 경우 Page 메시지를 보내게 되고 아닐 경우 Page message 이후에 Inquiry 메시지를 보내게 된다. Active 데이터 전송이 이루어지고 있음 Hold 중지 Sniff 탐지 Park 휴식 PARK HOLD SNIFF Low Poser Modes

18 Bluetooth 주파수 변조 방식 전송 Rate 1Mbps의 GFSK ( Gaussian Frequency Shift Keying)라 불리는 방법을 사용 긍정 주파수 편차는 1 부정 주파수 편차는 0을 나타낸다 무선 통신 수신기는 반스시 최소 0.1%의 BER(Bit Error Rate)이 되도록 설계해야한다.->매 1000 bit마다 하나 이상의 에러를 발생시키지 않도록 하는 링크를 제공해야한다

19 Bluetooth 호스트 & 장치 분류 Overview L2CAP Audio Link Manager RF Baseband
TCS SDP RFCOMM Applications Data Control S/W H/W HCI Interface 블루투스 프로토콜에서 상위 계층 스택에 해당하는 블루투스호스트는 대게 소포트웨어로 구현된다. 따라서, 블루투스 호스트는 일반적으로 시스템 소프트웨어나 호스트 운영체제에 통합되어 있는 경우가 많다. 블루투스 컨트롤러는 일반적으로 하드웨어모듈로서 PC card처럼 대상 장치에 꽂는 형태이지만, 블루투스 컨트롤러를 내장하고 있는 장치들도 점점 늘어나고 있다. USB와 같은 표준입출력 매커니즘을 통해 호스트 시스템과 메시지를 주고 받는다. HCI(host controller interface는 블루투스 호스트와 컨트롤러 사이에 표준화된 인터페이스를 제공한다.

20 Bluetooth 프로토콜 스택 Protocol Baseband Bluetooth Radio LMP L2CAP
Host Controller Interface RFCOMM PPP IP UDP TCP OBEX vCard/vCal WAP WAE TCS - AT Command TCS BIN SDP Audio

21 Cable Replacement Protocol : RFCOMM Telephony Control Protocol
Core Protocol Baseband LMP(Link Manager Protocol) L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol) SDP(Service Discovery Protocol) Cable Replacement Protocol : RFCOMM Telephony Control Protocol TCS BIN(Telephony Control Binary) TCS-AT command Adopted Protocol PPP TCP/UDP/IP OBEX WAP Profiles : combination of protocols Cordless Phone, LAN Access Profile 등 13개

22 Baseband Physical Channel Physical Links Packets Error Correction
Protocol Baseband Physical Channel Physical Links Packets Error Correction Channel Control Hop selection Bluetooth Audio Bluetooth Addressing Bluetooth Security

23 LMP(Link Manager Protocol)
Setup & Management of Baseband Connection Piconet management Link configuration Security function 링크를 설치하거나 제어하는데 사용 암호화기능

24 L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol)
Protocol Multiplexing Segmentation/Reassembly Quality of Service 프로토콜 멀티플렉싱 : L2CAP에서 받은 패킷은 어느 프로토콜이 확인되어 정확히 높은 계층으로 전달되는가를 표시한다. 분할/재조합 : L2CAP패킷은 작은 베이스밴드 패킷으로 분할되고 베이스밴드로 보내진다. 마찬가지로 베이스밴드에서 받은 작은 패킷들은 재조합되어 높은 계층으로 전달된다. 서비스 품질

25 SDP(Service Discovery Protocol)
블루투스 장치를 통해서 제공되는 서비스의 위치와 유효성 여부를 파악하는데 사용된다.

26 Blue tooth Profile Profile Generic Access Profile
Service Discovery Application Profile TCS-BIN-based Profiles Cordless Phone Profile Intercom Profile Serial Port Profile Dial-up Networking Fax Profile Generic Object Exchange Headset Profile LAN Access Profile File Transfer Object Push Profile Synchronization 블루투스 프로파일은 선택된 프로토콜의 표준 사용법과 특정 사용 모델을 가능하게 하는 프로토콜 특징들을 정의한다.

27 GAP(Generic Access Profile)
다른 모든 프로파일의 기본이 되는 프로파일이다. 두 장치 사이의 연결생성, 블루투스 장치의 발견, 링크관리 및 설정과 관련된 일반적인 프로시저를 정의한다.

28 SDAP (Service Discovery Application Profile)
서비스 디스커버리에 필요한 기본적인 동작을 정의한다. 블루투스를 사용하며, 무선 네트워크상에 존재하는 다른 장치에서 실행되고 있는 서비스를 발견하기 위해 어플리케이션이 사용하는 프로토콜과 프로시져를 정의한다.

29 SPP (Serial Port Profile)
두 블루투스 장치에서 직렬연결을 설정하는데에 필요한 요구사항을 정의한다.

30 GOEP(Generic Object Exchange Profile)
필요에 따라서 직접 구현하여 사용할 수 있는 추상 프로파일이다. Ex) 파일 전송, 동기화, 또는 객체 전송 등을 지원하기 위해 필요한 모든 요소를 정의한다.

31 적용 분야 피코넷 응용 음성 무선링크 Peer to Peer 데이터 통신 피코넷 대 LAN PDA 동기화 휴대폰 동기화
Headset 연결 음성 명령 보안 및 감시

32 텔레마틱스 인포마틱스 멀티미디어/엔터테인먼트 기계 대 기계 원격 제어 : 자동차키, 차고문, 보안등 박물관/박람회 비디오 게임
극장

33 유.무선 통합 서비스 (HomeBluetooth 서비스)
Cordless Phone 서비스 인터넷 접속 서비스 홈 환경 서비스 보안 및 출입통제 서비스 조명 및 난방 제어 서비스 조리 서비스 가족 통신 서비스 음악 및 오락 서비스

34 여행 서비스 미래 서비스 출발/도착 스케줄 서비스 예약 및 변경 서비스 전자 티켓 서비스 슈퍼마켓 쇼핑 서비스
전자 주방 서비스 군사분야 야전 시스템 차내 명령 무기 제어

35 출 처 Cracking the Code WAP, 블루투스, 3G프로그래밍
블루투스 어플리케이션 프로그래밍 with JAVA API user.chol.com/~ascbbs/bluetooth/bluetooth_hg.pdf

36 감사합니다.