Bezprzewodowe osobiste 802.15 blutooth

Sieci komputerowe III  Wykład 6   III rok  Telekomunikacji    BEZPRZEWODOWE   SIECI OSOBISTE  STANDARDU IEEE 802.15:  BLUETOOTH  Plan wykładu   • Charakterystyka standardu  • Klasy mocy  • Tworzenie pikosieci i sieci typu scatternet  • Adresacja  • Stany pracy urządzeń  • Warstwy standardu Bluetooth  • Bezpieczeństwo  • Rozszerzenia standardu  • Profile    2  Nowe trendy w technologi  bezprzewodowej  3  • Większość standardów skupia się na zwiększaniu  prędkości transmisji  • Wiele aplikacji wymaga natomiast niskiej przepływności,  urządzeń pracujących z bardzo małą mocą, na krótkich  odległościach oraz relatywnie tanich, aby można je było  wykorzystać w:  – przemyśle  – rolnictwie  – motoryzacji  – mieszkaniach  – medycynie  IEEE 802.15  4  • IEEE  802.15  –  grupa  robocza  specjalizująca się  w  bezprzewodowych  sieciach  osobistych.  Oto  pięć podgrup utworzonych w ramach grupy IEEE  802.15:              802.15      WPAN/  Bluetooth  802.15.1  Współistnienie  802.15.2  WPAN o  dużej  prędkości  802.15.3  WPAN o  niskiej  prędkości  802.15.4  Sieci typu  „mesh”  802.15.5  Porównanie pomiędzy   sieciami WPAN  5  Projekt  Prędkość  transmisji  Zasięg  Konfiguracja  Inne cechy  802.15.1  (Bluetooth)  1 Mbit/s  10m (klasa 3)  100m (klasa 1)  8 aktywnych urządzeń   dla sieci  pikosie ć/scatternet  autentykacja,  szyfrowanie,  przesył głosu  802.15.3  Wysoka   prędkość  22,33, 44,  55 Mbit/s  10m  256 aktywnych  urządzeń  (pikosie ć/scatternet)  FCC  część 15.249  QoS,   szybkie łączenie z  multimediami  802.15.4  Niska  prędkość  do 250  Kbit/s  10m nominalnie  1m-100m oparte  na ustawieniach  Stacja  nadrzędna/podrzędna  (  256 urządzeń i  więcej)  Peer to Peer  żywotność baterii:  wiele miesięcy  lub  nawet do końca  życia produktu  802.15.2  Współistnienie  Rozwój  modelu i mechanizmów „współistnienia” z innymi urządzeniami  działającymi w nielicencjonowanym paśmie częstotliwości  6  IEEE 802.15.1 (Bluetooth)  Bluetooth  • Założenia  – Uniwersalny radiowy interfejs dla bezprzewodowego połączenia typu ad-hoc  – Łączenie komputera z urządzeniami peryferyjnymi, PDA, telefonami  komórkowymi–  z powodzenie zastępuje standard IrDA  – Wbudowany w inne urządzenia, cel: 4€/urządzenie (2004: 25€/USB  Bluetooth)  – Krótki 

(…)

…
page
connected
AMA
hold
AMA
sniff
AMA
Standby: nie robi nic
Inquire: wyszukiwanie innych urządzeń
Page: łączenie z konkretnym urządzeniem
Connected: stanowi część pikosieci
dołączanie
Stan aktywny
Oszczędzanie energii
Park: zwolnienie AMA, zabranie PMA
Sniff: okresowe nasłuchiwanie, nie w każdym
slocie
Hold: zatrzymanie ACL, SCO dalej możliwe,
możliwa praca w innej pikosieci
16
Model OSI/ISO vs. stos warstw
systemu Bluetooth
MODEL OSI/ISO
Application layer
Presentation layer
Session layer
Transport layer
Stos Bluetooth
Application layer
RFCOMM/SDP layer
L2CA layer
HCI layer
LM layer
Network layer
Data Link layer
Physical layer
BB – Baseband (pasma podstawowego)
LC - Link Control (kontroli łącza)
LM - Link Manager (zarządcy łącza)
HCI – Host Controller Interface (Kontroler
interfejsów sprzętowych)
LC…
…
(protokół wyszukiwania usług)
RFCOMM: radio frequency comm.
18
Warstwa radiowa
• Najniższa warstwa w specyfikacji Bluetooth. Definiuje ona nadawanie i
odbieranie danych od urządzeń pracujących w paśmie 2.4 GHz.
• Warstwa radiowa wykorzystuje skakanie po częstotliwościach (79 skoków) , z
odstępem co 1 MHz, zaczynając od 2.402 GHz, a kończąc na 2.480 GHz.
• Odpowiednik warstwy fizycznej w modelu OSI…
…”:
żadne stacje bazowe, czy też terminale nie są zaangażowane.
• Używając łączności typu „peer-to-peer”, technologia Bluetooth
ułatwia połączenie w bezprzewodowej sieci osobistej,
umożliwiając wszystkim cyfrowym urządzeniom spontaniczną
komunikację.
• Rośnie liczba aplikacji korzystających z dostępu „bez kabla” dla
laptopów, telefonów komórkowych i kamer cyfrowych.
• Bluetooth wspiera transmisję głosu…
… przydzielanych pasm
 Ilość czasu dla każdego podpasm nazywana jest dwell time (czas przebywania)
 W technologii Bluetooth skoki następują 1600 razy na sekundę ( urządzenie
używa częstotliwości tylko przez 625 mikrosekundy – dwell time)
 Kanał komunikacyjny w pikosieci definiowany jest jako ciąg skoków po
częstotliwościach w sposób zsynchronizowany
19
Wybór częstotliwości podczas
transmisji danych
625 µs
fk
M…
… Bluetooth (BD_ADDR), który jest 48-bitowy i jest
unikalny dla każdego urządzenia Bluetooth. Jest on zdefiniowany
przez Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).
• Prywatny klucz uwierzytelniający, który jest losową, 128-bitową
liczbą wykorzystywaną w celach uwierzytelnienia.
• Prywatny klucz szyfrujący o długości od 8 do 128 bitów służący do
szyfrowania danych.
• Liczba losowa (RAND), która jest często zmieniającą się 128bitową liczbą losową lub pseudolosową. Jest ona samodzielnie
generowana przez urządzenie Bluetooth.
41
Profile dostępu
W profilu Bluetooth Generic Access, bezpieczeństwo
Bluetooth jest podzielone na trzy tryby:
• 1-szy tryb bezpieczeństwa: niezabezpieczony
• 2-gi tryb bezpieczeństwa: zabezpieczenia na poziomie usług
• 3-ci tryb bezpieczeństwa: zabezpieczenia na poziomie łącza…
….
• Kompatybilność wsteczna z wcześniejszymi
wersjami
• Poprawa wydajności dzięki zmniejszeniu bitowej
stopy błędów BER (Bit Error Rate)
45
Bluetooth 2.1
Specyfikacja Bloototh Core w wersji 2.1 jest w pełni kompatybilna wstecz z
1.2 oraz 2.0. Została przyjęta przez Bloototh SIG 26 lipca 2007. Teoretyczna
szybkość transmisji danych to 3 Mbit/s. Specyfikacja zawiera następujące
nowe elementy:
•
Sniff subrating…
... zobacz całą notatkę