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
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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
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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)
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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)
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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
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OverviewPiconet & Scatternet
Master a
Slave 1
Slave 2
Slave 3
Slave 4
Master b
Piconet a
Piconet b
Slave 5
Slave 6
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Overview동작 모드
active slave
master
parked slave
standby
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OverviewState Flow
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Overview Bluetooth 구조
RFBaseband
AudioLink ManagerL2CAP
TCS SDP RFCOMMApplications
DataControl S/W
H/W
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ProtocolProtocol Structure
BasebandBluetooth Radio
LMP
L2CAP
Host Controller Interface
RFCOMM
PPP
IPUDP TCP
OBEXvCard/vCal
WAPWAE
TCS - ATCommand TCS BIN SDP
Audio
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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
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ProtocolBaseband
Physical ChannelPhysical LinksPacketsError CorrectionChannel ControlHop selectionBluetooth AudioBluetooth AddressingBluetooth Security
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ProtocolBaseband Channel Control
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ProtocolLMP(Link Manager Protocol)
Setup & Management of Baseband Connection Piconet management Link configuration Security function
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ProtocolL2CAP(Logical Link Control and Adaptation
Protocol)Protocol MultiplexingSegmentation/ReassemblyQuality of ServiceGroups
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ProtocolSDP(Service Discovery Protocol)
Client Server Model : server - list of service records to enable Interoperability highly dynamic, device-based
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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
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ProfileProtocol 과 Profile
Profiles
Protocols
Applications
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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
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ProfileLAN Access Profile
L2CAP
RFCOMM
SDPPPP
IP
LAN Access application
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ProfileCordless Phone Profile
L2CAP
SDPTCS BIN
Cordless Phone or Basestation application
Audio
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ProfileHeadset Profile
L2CAP
SDP
AT-command
HS gateway or Headset application
Audio
RFCOMM
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ProfileFile Transfer Profile
L2CAP
RFCOMM
SDP
OBEX
File Transfer application
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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