About Bluetooth
1. 블루투스란? 블루투스라는단어는 10세기덴마크와노르웨이를통일한바이킹해럴드블루투스의이름에서유래되었다. 해럴드블루투스가스칸디나비아를통일한것처럼서로다른통신장치들간에선이없고, 단일화된연결방식을이용하여무선통신을통일하겠다는의미를내포하고있다. 현재나온무선통신프로토콜가운데가장안정적인통신방식으로, SIG (Special Interest Group) 라는블루투스규격단체에서지속적인 Core 개발로지금까지의통신방식보다더빠르고안정적인블루투스를개발, 발전시키고있다.
2. 블루투스특징 구분블루투스란? 사용주파수신뢰성 내용 노트북, 휴대폰, PDA 등가정이나사무실내에있는정보통신기기는물론각종디지털제품을무선으로연결해주는근거리무선접속기술 허가없이사용할수있는 2.4GHz ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역사용주파수호핑스펙트럼확산방식을사용하여 (Frequency Hop Spread Spectrum) 2.4GHz 대역에서대역폭 1MHz 의채널을 79 개설정, 1 초당 1600 회채널을바꾸는방식사용 블루투스디바이스상호간의동기화된채널변경방식인주파수호핑을사용하여신뢰성이좋음 무선전송속도 1 ~ 3Mbps (Bluetooth Spec V2.0 이상 ) 전송거리소비전력네트워크구성음성전용채널데이터전용채널 10 ~ 100m 최소 10m, 최대 100m 를지원하고, 무선연결이용이하며장애물이있는경우에도연결가능 최대 100mW (20dBm) 블루투스는 Master/Slave 형태의주종관계로구성되며, 한대의블루투스장치에동시접속가능한최대장치는 7 대 (ACL Link 기준 ) 동기음성채널을규정하고있으며, 64Kbps 전송속도사용 (SCO Link) 비동기데이터채널을규정하고있으며, Bluetooth Spec V1.0 에서 723Kbps, Bluetooth Spec V2.0 에서최대 3Mbps 전송속도사용 (ACL Link)
3. 블루투스동작방식 블루투스는기본적으로 Master/Slave 형태의주종역할 (ROLE) 로동작시작 Master Device Slave Device Inquiry 1 Inquiry 2 Inquiry Response Inquiry Scan 1 3 통상적으로 Inquiry( 검색 ) 및 Page( 연결요청 ) 을진행하는쪽을 Master 라고하며, Inquiry Scan( 검색대기 ) 및 Page Scan( 연결대기 ) 를하는쪽을 Slave 라고한다. Page 3Page 4 Page Response Page Scan 2 4 Master 가주변의 Slave 를찾으면 (Inquiry), Slave 는자신의정보를 Master 에게송신 (Inquiry Response) 한다. Master 가주변의 Slave 에연결요청 (Page) 을진행하면, Slave 는연결요청에대한응답을진행한다.(Page Response) 5 Connected Connection 6Data Connection 5 6 Slave 의정보가 Master 와일치하면 (Pass KEY), 상호연결이이루어지며, 데이터전송이가능하다.
4. 피코넷과스캐터넷 (Piconets and Scatternets) 하나의공동마스터로최대 7 개의슬레이브가연결되어하나의피코넷형성 피코넷상의모든장치들은마스터의주파수호핑순번과시간에동기화된다. 하나의장치가두개이상의피코넷에참여되어있는상태를스캐터넷이라고한다.
5. 통신거리 송출출력에따른거리표시 Class1 Class2 100mW 통신거리 100m 2.5mW 통신거리 10m Class3 1mW 통신거리 2m ( 거의사용하지않음 )
6. Protocol Stack BASEBAND 물리적 RF 연결생성및관리 PROFILE(Application) SDP RFCOMM TCS L2CAP HCI HCI LMP BASEBAND Hardware Software LMP 연결생성, 보안, Baseband 패킷크기제어 HCI 명령어, ACL data, SCO data, 이벤트, 흐름제어 L2CAP Multiplexing, Segmentation, Reassembly, QoS SDP 서비스종류, 서비스속성 RFCOMM RS-232, 시리얼라인연결서비스 TCS 전화제어 Protocol
7. 프로파일 (PROFILE) 블루투스로구현가능한기능에관한 Protocol 의집합체 블루투스의기능을 Profile 로표현 서로같은 Profile 끼리통신가능 호환성이핵심 Issue 사항 현재 SIG 에서 25 개정도의 Profile 발표 Profile Function Profile Function A2DP Advanced Audio Distribution Profile AVRCP Audio Video Remote Control Profile BIP Basic Imaging Profile BPP Basic Printing Profile CTP Cordless Telephony Profile DI Device ID Profile DUN Dial-Up Networking Profile FAX Fax Profile FTP File Transfer Profile GAVDP Generic A/V Distribution Profile GOEP Generic Object Exchange Profile HCRP Hardcopy Replacement Profile HDP Health Device Profile HFP Hands-Free Profile HSP Headset Profile HID Human Interface Device Profile ICP Intercom Profile OPP Object Push Profile PAN Personal Area Network Profile PBAP Phone Book Access Profile SAP SIM Access Profile SDAP Service Discovery Application Profile SPP Serial Port Profile SYNCH Synchronization Profile VDP Video Distribution Profile
8. Specification Overview Spec 1.1 Spec 1.2 Spec v2.0 + EDR Spec v2.1 + EDR 1. Adaptive Frequency Hopping (AFH) 2. Extended SCO (esco) 3. Enhanced error detection and Flow control 4. Enhanced synchronization capability 5. Enhanced flow 1. Enhanced Data Rate (EDR) 2Mbps, 3Mbps 2. Additional Packet Type 1. Secure Simple Pairing (SSP) 2. Quality of Service (QoS) 3. Sniff Subrating 4. Encryption Pause/Resume 5. Extended Inquiry Response 6. Link Supervision Timeout
9. Specification Spec 1.1 과 Spec 1.2 의차이점 Adaptive Frequency Hoppiog (AFH) esco Enhanced error detection and Flow control Enhanced Synchronization Capability Enhanced Flow - 2.4GHz (2402 ~ 2480MHz) 대역에서 79 개의채널 (1MHz 단위 ) 을 Hopping 하는방식 - 기기간의연결을형성하기전에원활한 Hopping Sequence 를교환함 - 기존의 SCO 의확장형태 - 음성통화시음질향상이주목적 - Error 검출과흐름제어향상 - 기기간의동기화향상 - Stack Layer 간의유기적인흐름향상 Spec 1.2 과 Spec 2.0 + EDR 의차이점 Enhanced Data Rate (2M ~ 3Mbps) Additional Packet Type - 2Mbps or 3Mbps 의전송속도를위하여 EDR 을도입 - 8DPSK (Phase Differential Phase Shift Keying) 방식을사용하여 3Mbps EDR 구현 - π/4 (Pi/4 Rotated Differential Quaternary Phase Shift Keying) 방식을사용하여 2Mbps EDR 구현 - EDR 용패킷추가, ACL 용 2M ~ 3Mbps 전송용패킷 2 종, SCO 용 2M ~ 3Mbps 전송용패킷 2 종 -esco 용 2M ~ 3Mbps 전송용패킷 2 종추가됨
9. Specification Spec 2.0 + EDR 과 Spec 2.1 + EDR 의차이점 Secure Simple Pairing (SSP) Quality of Service (QoS) Sniff Subrating Encryption Pause/Resume Extended Inquiry Response Link Supervision Timeout - Pairing 과정을간소화하여 Bluetooth 기기를다른장치와연결하는것이간편해짐 - GAP 의 Security Mode 4 로정의됨 - 모노음질향상, EDR 용패킷신뢰성향상 - 소비전류를 5 배 ( 이론상 ) 낮추어마우스, 키보드, 게임조이스틱등의대기시간이상대적으로긴디바이스 (HID Device) 사용에효과적임 - 1 회성결합, 영구적결합, 임시적인파일공유등다양한방법으로 Bluetooth 기기를연결 - 주변기기검색에대한응답에개선하여위하여 Master 와 Slave 간의응답하기위한연결횟수를줄임 - 마우스, 키보드, 의료기기등의대기시간이긴디바이스를위하여 Link Supervision Timeout ( 연결끊김알림타이머 : 일정시간동안상호간에응답이없으면연결이끊김으로간주하고두디바이스간의 Link 를자동해제하는기능 ) 을사용자가설정할수있는기능추가
블루투스의기타세부사항은전문서적이나데이터쉬트를참고하십시오.
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