Was ist Bluetooth - Ing. H. Heuermann
Was ist Bluetooth - Ing. H. Heuermann
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Inhalt:<br />
<strong>Bluetooth</strong><br />
Referat von:<br />
Axel Schiller<br />
Thomas Goedderz<br />
<strong>Was</strong> <strong>ist</strong> <strong>Bluetooth</strong>?<br />
Wer entwickelte <strong>Bluetooth</strong>?<br />
Wie entstand der Name <strong>Bluetooth</strong>?<br />
Wie funktioniert <strong>Bluetooth</strong>?<br />
Das <strong>Bluetooth</strong>-Basisband:<br />
<strong>Bluetooth</strong>-Netzwerke<br />
Die Sicherheit<br />
Le<strong>ist</strong>ungsdaten<br />
<strong>Bluetooth</strong> vs IrDA
<strong>Was</strong> <strong>ist</strong> <strong>Bluetooth</strong>?<br />
��Neuer Kurzstrecken-Funkstandard<br />
��Kommunikation zwischen verschiedenen Geräten ohne<br />
Einsatz von irgendwelchen störenden Kabeln<br />
��Kleine Funkmodule, die wenig Energie benötigen und<br />
integrierte Sicherheitsmechanismen bieten<br />
Wer entwickelte <strong>Bluetooth</strong>?<br />
��Ericsson, Nokia, IBM, Intel und Toshiba, Zusammenschluß zur<br />
<strong>Bluetooth</strong> Special Interest Group (SIG)<br />
��Bis heute sind über 1500 Hersteller dem Konsortium beigetreten
Geschichtliches:<br />
Wie entstand der Name<br />
<strong>Bluetooth</strong>?<br />
Ericsson gab eine Studie in Auftrag, die Machbarkeit einer<br />
preiswerten und stromsparenden Funkverbindung zwischen<br />
Handy und Zubehör zu ermitteln.<br />
Der gewählte Name <strong>Bluetooth</strong> erinnert an den im<br />
10. Jahrhundert lebenden Vickingerkönig Harald Blåtand<br />
(Spitzname: Blauzahn - auf Englisch: <strong>Bluetooth</strong>), welcher<br />
große Teile Skandinaviens chr<strong>ist</strong>ianisierte und in seinem<br />
Königreich vereinte.<br />
Die Namenswahl war ein Tribut an den hohen<br />
skandinavischen Entwicklungsanteil
Wie funktioniert <strong>Bluetooth</strong>?<br />
��Als Funkfrequenz wird das globale Industrial-, Scientific-<br />
und Medical-Band (ISM) bei 2,45 GHz verwendet<br />
��Es handelt sich um die gleiche Frequenz, die für die<br />
medizinische Forschung reserviert <strong>ist</strong> und der sich unter<br />
anderem auch Mikrowellenöfen und automatische<br />
Garagentüren bedienen<br />
��Um Interferenzen zu vermeiden und die Verbindung stabil<br />
zu halten, hüpfen die Funkmodule jedesmal zu einer<br />
neuen Frequenz, nachdem sie ein Datenpaket verschickt<br />
oder erhalten haben<br />
��Im Bereich von 2,402 bis 2,480 GHz wird das Frequency<br />
Hopping durch die Anordnung von 79 Kanälen im Abstand<br />
von 1 MHz erreicht<br />
��Maximal erreichbare Frequenzänderungsrate von 1600<br />
hops/s<br />
��Hohe Stabilität der <strong>Bluetooth</strong>-Verbindung, da <strong>Bluetooth</strong> in<br />
der Lage <strong>ist</strong>, seine Frequenzen schneller zu ändern und<br />
kleinere Pakete zu verschicken<br />
��Funkverbindung bei einer Reichweite von 10 cm bis 10 m,<br />
Ausweitung auf bis zu 100m <strong>ist</strong> mit möglich<br />
��Bei solchen „Langstrecken-Verbindungen“ begrenzt das<br />
implementierte FEC (Forward Error Correction) zusätzlich<br />
den Einfluss von Störsignalen<br />
��Geringe Energieaufnahme, sie liegt im Standby-Betrieb bei<br />
0,3 mA und erreicht maximal 300 mA<br />
��<strong>Bluetooth</strong> ermöglicht die Übermittlung von Daten und<br />
Sprachsignalen mit einem Durchsatz von 1 MBit/s.
Das <strong>Bluetooth</strong>-Basisband:<br />
Das Basisbandprotokoll <strong>ist</strong> eine Kombination aus Leitungs- und Paketvermittlung.<br />
Das <strong>Bluetooth</strong>-Basisband arbeitet dabei mit zwei Verbindungstypen:<br />
��Synchronous Connection Oriented (SCO)<br />
��Asynchronous Connectionless (ACL)<br />
��Beide Verbindungstypen benutzen ein<br />
Zeitmultiplexverfahren für Duplex-Datenübertragung<br />
��Zwei oder mehrere Informationskanäle können über<br />
dieselbe Verbindung gesendet werden, indem jedem<br />
Kanal ein unterschiedliches Zeitintervall (Slot) zugeteilt<br />
wird<br />
��Für synchrone Datenpakete können Slots reserviert<br />
werden<br />
��Ein Paket deckt üblicherweise einen einzigen Slot ab, bis<br />
zu fünf Slots sind möglich<br />
��<strong>Bluetooth</strong> unterstützt einen asynchronen Datenkanal mit<br />
einer asymmetrischen Verbindung von maximal 721 Kbit/s<br />
in die eine Richtung und 57,6 Kbit/s in die Gegenrichtung<br />
��<strong>Bluetooth</strong> unterstützt ebenfall eine symmetrische<br />
Verbindung mit 432,6 Kbit/s.<br />
��Weiter bietet der Standard Support für gleichzeitig bis zu<br />
drei synchrone Voice-Kanäle und einen Kanal, der<br />
gleichzeitig asynchrone Daten und synchrone Sprache<br />
überträgt<br />
��Jeder Voice-Kanal le<strong>ist</strong>et synchrone Sprachverbindungen<br />
mit 64Kbit/s
<strong>Bluetooth</strong>-Netzwerke<br />
��Sowohl Point-to-Point als auch Point-to-Multipoint-<br />
Verbindungen<br />
��Ein Piconet besteht aus einer Ansammlung von zwei bis<br />
acht Geräten<br />
��In einem Piconet, sind alle User mit derselben Hopping-<br />
Sequenz synchronisiert<br />
��<strong>Bluetooth</strong>-Geräte in einem Piconet sind sich ebenbürtig<br />
und haben eine identische Implementation<br />
��Ein Gerät als Master und die anderen als Slaves, der<br />
Master synchronisiert alle anderen Teilnehmer im selben<br />
Piconet<br />
��Ein <strong>Bluetooth</strong>-Gerät kann mehreren Piconetzen angehören<br />
(durch Zeitmultiplexverfahren); Scatter-Netz: Identifikation<br />
erfolgt durch unterschiedliche Frequency-Hopping-Folgen
Der Verbindungsaufbau<br />
��Die einzelnen Geräte eines Piconetzes stehen im<br />
Standby-Modus, bevor eine Verbindung initialisiert wird<br />
��Unverbundene Geräte lauschen in periodischen<br />
Abständen von 1,28 Sekunden nach Nachrichten, d.h.<br />
Kontrolle von 32 Hop-Frequenzen<br />
Die Sicherheit<br />
��Chiffrierung der Daten mit einem bis zu 128 Bit langen<br />
Schlüssel<br />
��Authentifizierung: Ebenfalls 128 Bit langer Schlüssel<br />
��Alle <strong>Bluetooth</strong>-Geräte haben eine eigene 48 Bit-Adresse,<br />
es können also über 281 Billionen verschiedene Geräte<br />
auseinander gehalten werden<br />
��Auch die adaptive Reichweitenbegrenzung zehn Meter<br />
trägt zur Sicherheit bei<br />
Le<strong>ist</strong>ungsdaten<br />
��<strong>Bluetooth</strong> verfügt über drei Le<strong>ist</strong>ungsklassen:<br />
1. 1mW 0 dBm<br />
2. 2,5 mW 4 dBm<br />
3. 100 mW 20 dBm<br />
��Strahlungsdichten der Le<strong>ist</strong>ungsklassen (Abstand: 1m):<br />
1. 1mW ca. 80 �W/qm<br />
2. 2,5 mW ca. 200 �W/qm<br />
3. 100 mW ca. 8000 �W/qm
<strong>Bluetooth</strong> vs IrDA<br />
(Infrared Data Association)<br />
��IrDA <strong>ist</strong> eine Point-to-Point-Verbindung<br />
��Daten werden mit 4 Mbps bis 16 Mbps in einem schmalen<br />
Winkel (30 Grad) bis zu einer D<strong>ist</strong>anz von 1 Meter<br />
überträgt<br />
��IrDA <strong>ist</strong> schon weltweit verbreitet im Gegensatz zu<br />
<strong>Bluetooth</strong><br />
��Mit <strong>Bluetooth</strong> kann man sich mit den Geräten weiterhin<br />
bewegen, mit Ir. Ist man gezwungen stationär zu bleiben<br />
<strong>Bluetooth</strong> und IrDA im Vergleich<br />
Standard IrDA <strong>Bluetooth</strong><br />
Verbindungsart Point-to-Point<br />
Point-to-Point, Point-to-<br />
Multipoint<br />
Datenübertragungsrate 4 Mbps, 16 Mbps in Zukunft 1 Mbps<br />
Übermittlungsd<strong>ist</strong>anz 1 m Sichtkontakt 10 m ohne Sichtkontakt<br />
Übertragungsumkreis 30-Grad-Winkel Omnidirektional<br />
Anzahl unterstützte Geräte 2 8 pro Piconet<br />
Sicherheitsfeatures auf Softwareebene Hardwareebene<br />
Bidirektionalität Symmetrisch<br />
Symmetrisch und<br />
asymmetrisch<br />
Hardware- und<br />
Softwareunterstützung<br />
Quellen:<br />
Breit<br />
In Planung, bzw. vereinzelt<br />
vorhanden<br />
http://www.e-online.de/public/chrigi/bluetooth.htm<br />
http://www.ericsson.de/technologien/bluetooth/<br />
http://www.apple.com/de/bluetooth/<br />
http://focus.msn.de/D/DC/DCE/DCE56/DCE56D/dce56d.htm<br />
http://www.ralf-woelfle.de/elektrosmog/redir.htm?http://www.ralfwoelfle.de/elektrosmog/sub1/bluetooth.htm<br />
http://www.salzburg.gv.at/BLUETOO2.pdf
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