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Debido a sus características de seguridad y estructura estratificada, Bluetooth es un protocolo complicado desde el punto de vista de diseño y prueba. Los analizadores LeCroy están diseñados para simplificar la prueba capturando trafico desde una piconet, descodificando automáticamente mensajes enviados sobre el aire y permitiendo a los usuarios mejorar la interoperabilidad y desempeño de los dispositivos de Bluetooth.
Características de Bluetooth
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Opera en la banda ISM de 2.5 GHz
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Utiliza 79 canales FHSS (espectro disperso con salto de frecuencia)
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El canal de comunicación permite comunicaciones de datos (asincrónico) y voz (síncrono) con un ancho de banda total de 1 Mb/seg.
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Provee un código de 128 bit para seguridad
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Apoya 8 dispositivos activos y 255 inactivos (estacionados)
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Corrección y retransmisión automática de errores
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Bien definidos perfiles de union contenidos en la especificacion controlada SIG
Arcitectura
Los dispositivos Bluetooth pueden interactuar con otros dispositivos Bluetooth de muchas maneras. La manera más simple es cuando sólamente dos dispositivos están involucrados. Esto se conoce como punto a punto. Uno de los dispositivos actúa como maestro y el otro como esclavo. Esta red se conoce como piconet. Las redes de Bluetooth pueden incluir un maestro y uno o más esclavos. Puede haber hasta siete esclavos activos en una piconet. En el caso de esclavos multiples, la topología de comunicación se conoce como punto a multipunto. En este caso, el canal (y ancho de banda) es compartido entre todos los dispositivos en una piconet.
Configuración de canales (anchura de banda):
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Configuración
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Máxima Tasa de Datos de Subida
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Máxima Tasa de Datos de Bajada
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3 Canales de Voz Simultaneos
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64 kb/seg. x 3 canales
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64 kb/seg. x 3 canales
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Datos Simétricos
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433.9 kb/seg.
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433.9 kb/seg.
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Datos Asimétricos
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723.2 kb/seg. o 57.6 kb/seg.
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57.6 kb/seg. o 723.2 kb/seg.
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Los canales síncronos de voz están provistos usando circuito conmutado con una reservación de ranura a intervalos fijos. A los enlaces síncronos se les refiere como enlace SCO (orientado a conexión síncrona). Los canales de datos asíncronos están provistos usando conmutación de paquetes utilizando un esquema de acceso por votación. A un enlace asíncrono se le refiere como enlace ACL (asíncrono sin conexión). también se define un paquete combinado de dato-voz SCO. Este puede ofrecer 64 kb/seg. de voz y 64 kb/seg. de datos en cada sección.
Los dispositivos Bluetooth están clasificados de acuerdo a tres clases de potencia como se muestran en la siguiente tabla:
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Clase de Potencia
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Máxima Potencia de Salida
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1
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100 mW (20 dBm)
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2
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2.5 mW (4 dBm)
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3
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1 mW (0 dBm)
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La mayoría de los dispositivos Bluetooth probablemente estarán en la Clase de Potencia 1 o 2 (con una salida de potencia nominal de 0 dBm) debido a cuestiones de costo y vida útil de la bateria. Un dispositivo Clase de Potencia 1 requiere que tu analices el control de potencia para limitar la potencia transferida arriba de 0 dBm. Mientras que es un poco más costoso y consume más energía, provee hasta 100 m de alcance, que debe ser suficiente para la red casera y otras aplicaciones que requieran un alcance mayor. Los módulos de radio Bluetooth usan modulación por desplazamiento de frecuencia gaussiano (GFSK). Se usa un sistema binario donde 1 es representado mediante una desviación positiva de la frecuencia y un 0 mediante una desviación negativa de la misma.
Bluetooth utiliza un Módulo de Enlace, que está estrechamente asociado con su software de Gestion de Enlace. Este módulo y su software son responsables de los protocolos de banda base y de algunas funciones de enlace de bajo nivel. Esto incluye: enviar y recibir datos, instalar conexiones, deteccion y correccion de errores, blanqueo de datos, gestión de potencia y validacion.
El módulo de enlace también es responsable de derivar la frecuencia de salto. Esto se logra usando la dirección de dispositivo Bluetooth Device Address (BD_ADDR) del dispositivo maestro. Todos los dispositivos Bluetooth tienen asignada una dirección de 48 bits de los estándares IEEE 802. Esta dirección del dispositivo maestro es usada por cada dispositivo de la piconet para derivar la secuencia de salto.
El Módulo de Enlace también es responsable de ejecutar los tres esquemas de correccion de errores que están definidos para Bluetooth:
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l/3 de la tasa FEC (corrección adelantada de errores)
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2/3 de la tasa FEC
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Esquema ARQ para datos (petición de retransmisión automatica)
El propósito de los dos esquemas FEC es reducir el número de retransmisiones. El esquema ARQ hará que los datos se retransmitan hasta que se reciba confirmación de que la transmisión ha tenido éxito (o hasta que el tiempo predefinido de expiración ocurra). Un código CRC (comprobación de redundancia cíclica) es añadido a cada paquete y usado por el receptor para decidir si el paquete ha llegado sin errores. Hay que tener en cuenta que el esquema ARQ es usado sólamente para paquetes de datos y no para cargas sincrónicas como la voz.
Con el fin de reducir datos altamente redundantes y minimizar polarización de CD, un esquema de blanqueamiento de datos es usado para aleatorizar los datos. Los datos se desordenan con una palabra para blanquear datos y después se ordenan usando la misma palabra por el lado del receptor.
Esta ordenación es hecha después del proceso de detección/corrección de errores. Blue tooth ofrece provisiones para conservar la vida de la batería para tres modos de baja potencia. Estos estados en orden decreciente de potencia son: Modo de Olfateo (Sniff Mode), Modo de Retención (Hold Mode), y Modo Estacionario (Park Mode). En el modo de Olfateo un dispositivo escucha la piconet a una tasa reducida. El intervalo de olfateo es programable, ofreciendo flexibilidad para diferentes aplicaciones. El modo de Detención / Asimiento es similar al modo Estacionario (Park Mode), excepto que la direccion de Miembro Activo (AM-ADDR) es retenida. En el modo Estacionario, el reloj del dispositivo continúa corriendo y se mantiene sincronizado al maestro, pero el dispositivo no participa en la piconet.
Bluetooth de Alta Velocidad
A principios del año 2006, El Grupo de Interés Especial de Bluetooth anuncia la elección de la versión de la Alianza WiMedia de UWB para su integración en una futura tecnología inalámbrica para Bluetooth. Esta iniciativa trata de crear una versión de Bluetooth con la opcion alta velocidad/alta tasa de datos. La siguiente generación de tecnología de Bluetooth no solo cumplirá con las demandas de alta velocidad para sincronizar y transferir grandes cantidades de datos sino que también permitirá aplicaciones para video y audio de alta calidad para dispositivos de medios digitales, incluyendo teléfonos inteligentes, proyectores multi-media y televisores.
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