블루투스란 무엇인가 ?

2001. 4

Weon-Yong Joo

Korea Telecom Access Network Lab.

Korea Telecom Access Network Lab. 2

목 차OverviewProtocolsProfilesApplications

Korea Telecom Access Network Lab. 3

Overview Bluetooth 란 ?

근거리 점 - 대 - 다점 음성 / 데이터 전송을 위해 제안된 무선 (Radio Frequency) 규격

Bluetooth 특징 근거리 통신 : 0.1 ~ 10m 비허가 주파수 대역 저전력 : 1mW 소형 : 9mm x 9mm 칩에 실장 저가격 : 5$ 이하 케이블 대체 다양한 응용 서비스

Korea Telecom Access Network Lab. 4

Overview Bluetooth 연결장치

Internet

LAN AccessPoint

(((( ))))

Shopping center etc.

Instant postcard

Alarm & Mail view

Data synchronize

Weather info.

Local areabroadcast

Health care

Data down road

Korea Telecom Access Network Lab. 5

Overview Bluetooth SIG(Special Interest Group)

Promoter Companies• Ericsson, Nokia, Intel, IBM, Toshiba (1998 년 5 월 )• 3Com, Lucent, Motorola, MicroSoft (1999 년 12 월 )

Adopter/Associate Members (2001 년 4 월 )• 2100 여개 업체

Bluetooth 표준 세계적인 공개 표준 1999 년 7 월 - Bluetooth 1.0b specification High Bandwidth Mode Bluetooth

• 2001 년말 발표예정• 7 ~ 12 Mbps

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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) 대역확산 방식 : FH(Frequency Hopping) 무선링크 특징

• 짧은 패킷 : 최대 Payload 2745bits• 빠른 호핑 : 1 초에 1600 번• 하나의 물리적채널을 Master 와 Slave 가 공유하는 구조

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OverviewPower Class

Class 1 : 100mW(20dBm) - 100 m with power control

Class 2 : 2.5mW(4dBm), - 20m with power control

Class 3 : 1mW(0dBm), - 10 m no power control

Class 3

Class 1

Class 2

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OverviewFH/TDD 채널

625 s

t

t

master

slave

f(2k) f(2k+1) f(2k+2)

Korea Telecom Access Network Lab. 9

Overview Bluetooth 채널 구조

음성채널 (3 개 ) 와 데이터채널 (1 개 ) 모두 지원 SCO link(Synchronous Connection Oriented)

• 회선교환 ( 재전송 안함 )• 대칭 , 동기 서비스

ACL link(Asynchronous Connectionless)• 패킷교환 ( 에러시 재전송 )• 대칭 / 비대칭 비동기 서비스• 1 슬롯당 1 패킷 ( 최대 5 슬롯 점유 )

패킷 구조

access code packet header payload

72b 54b 0-2745b

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OverviewMulti-Slot Packet625 s

f(k) f(k+1) f(k+2) f(k+3) f(k+4) f(k+5)

f(k) f(k+3) f(k+4) f(k+5)

f(k) f(k+5)

Korea Telecom Access Network Lab. 11

Overview Bluetooth 전송 속도

음성 변조 : log PCM 또는 CVSD (Continuous Variable Slope Delta Modulation)

최대 속도 : 1Mbit/s 음성 속도 : 64Kbit/s ( 양방향 음성통신 ) 데이터 속도

• 비대칭 채널 : ( 한 방향 )721Kbit/s + ( 다른 방향 )57.7Kbit/s

• 대칭 채널 : 432.6Kbit/s

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Overview Bluetooth 동작

1 개 마스터 + 7 개 슬레이브 Piconet : 최대 8 개 유닛 Scatternet : 2 개 이상의 Piconet 이 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

Korea Telecom Access Network Lab. 13

OverviewPiconet & Scatternet

Master a

Slave 1

Slave 2

Slave 3

Slave 4

Master b

Piconet a

Piconet b

Slave 5

Slave 6

Korea Telecom Access Network Lab. 14

Overview동작 모드

active slave

master

parked slave

standby

Korea Telecom Access Network Lab. 15

OverviewState Flow

Korea Telecom Access Network Lab. 16

Overview Bluetooth 구조

RFBaseband

AudioLink ManagerL2CAP

TCS SDP RFCOMMApplications

DataControl S/W

H/W

Korea Telecom Access Network Lab. 17

ProtocolProtocol Structure

BasebandBluetooth Radio

LMP

L2CAP

Host Controller Interface

RFCOMM

PPP

IPUDP TCP

OBEXvCard/vCal

WAPWAE

TCS - ATCommand TCS BIN SDP

Audio

Korea Telecom Access Network Lab. 18

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 13 개

Korea Telecom Access Network Lab. 19

ProtocolBaseband

Physical ChannelPhysical LinksPacketsError CorrectionChannel ControlHop selectionBluetooth AudioBluetooth AddressingBluetooth Security

Korea Telecom Access Network Lab. 20

ProtocolBaseband Channel Control

Korea Telecom Access Network Lab. 21

ProtocolLMP(Link Manager Protocol)

Setup & Management of Baseband Connection Piconet management Link configuration Security function

Korea Telecom Access Network Lab. 22

ProtocolL2CAP(Logical Link Control and Adaptation

Protocol)Protocol MultiplexingSegmentation/ReassemblyQuality of ServiceGroups

Korea Telecom Access Network Lab. 23

ProtocolSDP(Service Discovery Protocol)

Client Server Model : server - list of service records to enable Interoperability highly dynamic, device-based

Korea Telecom Access Network Lab. 24

ProtocolHCI (Host Controller Interface)

HCI

Bluetooth Host

Bluetooth Module

HCI Transport Firmware

Host Drives and Applications

Bluetooth HCI Transport driver (USB, PC Card, PCI)

Transport Bus

Bluetooth HCI driver

Bluetooth Host Controller

Link Manager

Bluetooth Radio

Bluetooth Baseband

Korea Telecom Access Network Lab. 25

ProfileProtocol 과 Profile

Profiles

Protocols

Applications

Korea Telecom Access Network Lab. 26

Profile Bluetooth Profile

Generic Access Profile

Service DiscoveryApplication Profile

TCS-BIN-based Profiles

Cordless PhoneProfile

Intercom Profile

Serial Port Profile

Dial-up NetworkingProfile

Fax Profile

Generic Object ExchangeProfile

Headset Profile

LAN Access Profile

File TransferProfile

Object Push Profile

SynchronizationProfile

Korea Telecom Access Network Lab. 27

ProfileLAN Access Profile

L2CAP

RFCOMM

SDPPPP

IP

LAN Access application

Korea Telecom Access Network Lab. 28

ProfileCordless Phone Profile

L2CAP

SDPTCS BIN

Cordless Phone or Basestation application

Audio

Korea Telecom Access Network Lab. 29

ProfileHeadset Profile

L2CAP

SDP

AT-command

HS gateway or Headset application

Audio

RFCOMM

Korea Telecom Access Network Lab. 30

ProfileFile Transfer Profile

L2CAP

RFCOMM

SDP

OBEX

File Transfer application

Korea Telecom Access Network Lab. 31

Applications Bluetooth 적용 분야 (1)

피코넷 응용• Peer to Peer 데이터 통신• 피코넷 대 LAN• PDA 동기화• 휴대폰 동기화

음성 무선링크• Headset 연결• 음성 명령• 보안 및 감시

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Applications Bluetooth 적용 분야 (2)

텔레마틱스• 기계 대 기계• 원격 제어 : 자동차키 , 차고문 , 보안등

인포마틱스• 박물관 / 박람회

멀티미디어 / 엔터테인먼트• 비디오 게임• 극장

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Applications Bluetooth 응용 서비스 (1)

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

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Applications Bluetooth 응용 서비스 (2)

업무 응용 서비스• PC to LAN 서비스• POS 연결 서비스• 신용카드 연결 서비스• 출입통제 서비스

엔터테인먼트 서비스• 비디오 , TV, 음악 채널 서비스• 공연장 , 박람회 방송 서비스• 프로그램 표시 서비스• 지도 , 사용법 , 방문객 안내 서비스 • 식당 메뉴 서비스

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Applications Bluetooth 응용 서비스 (3)

여행 서비스• 출발 / 도착 스케줄 서비스• 예약 및 변경 서비스• 전자 티켓 서비스

미래 서비스• 슈퍼마켓 쇼핑 서비스• 전자 주방 서비스• 군사분야

– 야전 시스템– 차내 명령– 무기 제어