Bluetooth: o que é e como funciona

Setembro 2017

O funcionamento do Bluetooth

O padrão Bluetooth, assim como o Wi-Fi, utiliza a técnica FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), que consiste em recortar a banda de frequência (2.402 - 2.480 GHz) em 79 canais (chamados hops ou saltos) de uma largura de 1MHz, e transmitir utilizando uma combinação de canais conhecida das estações da célula. Assim, ao mudar de canal até 1.600 vezes por segundo, o padrão Bluetooth permite evitar as interferências com os sinais de outros módulos de rádios.

Qual é o princípio de comunicação

O Bluetooth se baseia num modo de funcionamento mestre/escravo. Assim, chama-se picorede (em inglês, piconet) a rede formada por um dispositivo e todos os dispositivos presentes no seu raio de alcance. Podem coexistir até 10 picoredes numa mesma zona de cobertura. Um mestre pode estar conectado simultaneamente a até sete dispositivos escravos ativos (255 em modo parked). Na verdade, os dispositivos de uma picorede possuem um endereço lógico de 3 bits, o que permite um máximo de oito aparelhos. Os aparelhos ditos em modo parked estão sincronizados, mas não possuem um endereço físico na picorede:

Bluetooth: 1 mestre, 7 escravos

Na realidade, num determinado momento, o dispositivo soberano só poderá se conectar com um escravo de cada vez. Ele comuta muito rapidamente de um escravo para outro, para dar a ilusão de uma conexão simultânea para o conjunto dos dispositivos escravos.

O padrão Bluetooth prevê a possibilidade de conectar duas picoredes entre elas a fim de formar uma rede mais ampla, chamada rede acorrentada, graças a certos dispositivos que funcionam como uma ponte entre ambas.

Estabelecimento das conexões

O estabelecimento de uma conexão entre dois dispositivos Bluetooth segue um procedimento relativamente complicado que garante um certo nível de segurança, de acordo com o seguinte desenvolvimento: Modo passivo > Fase de inquisição > Sincronização com o ponto de acesso > Descoberta dos serviços do ponto de acesso > Criação de um canal com o ponto de acesso > Emparelhamento com ajuda de um código PIN > Utilização da rede.

Em utilização normal, um dispositivo funciona em modo passivo. O estabelecimento da conexão começa por uma fase chamada fase de inquisição, na qual o dispositivo mestre envia um pedido de conexão a todos os dispositivos presentes na área de alcance, chamados pontos de acesso. Todos os dispositivos que recebem o pedido respondem com o seu endereço.

O dispositivo mestre escolhe um endereço e sincroniza com o ponto de acesso de acordo com uma técnica chamada paging, que consiste em sincronizar o seu relógio e a sua frequência com o ponto de acesso. Em seguida, uma ligação é estabelecida com o ponto de acesso, permitindo ao dispositivo mestre iniciar uma fase de descoberta dos serviços do ponto de acesso, de acordo com o protocolo SDP (Service Discovery Protocol). No fim desta fase de descoberta de serviços, o dispositivo mestre pode criar um canal de comunicação com o ponto de acesso, utilizando o protocolo L2CAP.

De acordo com as necessidades do serviço, um canal suplementar chamado RFCOMM, funcionando acima do canal L2CAP, poderá ser estabelecido a fim de fornecer uma porta de série virtual. Na verdade, certas aplicações são previstas para se conectarem a uma porta padrão, independentemente de qualquer hardware. Este é o caso, por exemplo, de certas aplicações de navegação rodoviária concebidas para se conectarem a qualquer dispositivo GPS Bluetooth.

É possível que o ponto de acesso integre um mecanismo de segurança, chamado emparelhamento, que restringe o acesso apenas aos usuários autorizados, a fim de garantir um certo nível de impermeabilidade da picorede. O emparelhamento é feito com ajuda de uma chave de codificação geralmente chamada de código PIN. Assim, o ponto de acesso envia um pedido de emparelhamento ao dispositivo mestre. Na maior parte das vezes, isto pode desencadear uma intervenção do usuário para introduzir o código PIN do ponto de acesso. Se o código PIN recebido for correto, a conexão se estabelece.

Em modo protegido, o código PIN será transmitido criptografado, com a ajuda de uma segunda chave, a fim de evitar qualquer risco de comprometimento. Quando o emparelhamento é efetivo, o dispositivo mestre pode utilizar o canal de comunicação assim estabelecido.

Perfis Bluetooth

O padrão Bluetooth define vários perfis de aplicação, permitindo definir o tipo de serviço oferecido por um dispositivo Bluetooth. Cada dispositivo pode, assim, suportar vários perfis. Veja abaixo uma lista dos principais perfis Bluetooth:

Advanced Audio Distribution Profile (A2DP): perfil de distribuição de áudio avançada Audio Video; Remote Control Profile (AVRCP): perfil de telecomando de multimídia;
Basic Imaging Profile (BIP): perfil infográfico básico;
Basic Printing Profile (BPP): perfil de impressão básico;
Cordless Telephony Profile (CTP): perfil de telefonia sem fio;
Dial-up Networking Profile (DUNP): perfil de acesso de rede à distância;
Fax Profile (FAX): perfil de fax;
File Transfer Profile (FTP): perfil de transferência de arquivos;
Generic Access Profile (GAP): perfil de acesso genérico;
Generic Object Exchange Profile (GOEP): perfil de troca de objeto genérico;
Hardcopy Cable Replacement Profile (HCRP): perfil de substituição de cópia pesada;
Hands-Free Profile (HFP): perfil de mãos-livres;
Human Interface Device Profile (HID): perfil de interface homem-máquina;
Headset Profile (HSP): perfil de fone de ouvido;
Intercom Profile (IP): perfil de intercomunicador (walkie-talkie);
LAN Access Profile (LAP): perfil de acesso à rede;
Object Push Profile (OPP): perfil de envio de arquivos;
Personal Area Networking Profile (PAN): perfil de rede pessoal;
SIM Access Profile (SAP) : perfil de acesso a um cartão SIM;
Service Discovery Application Profile (SDAP): perfil de descoberta de aplicativos;
Synchronization Profile (SP): perfil de sincronização com um gerente de informações pessoais(chamado PIM – Personal Information Manager);
Serial Port Profile (SPP): perfil de porta de série.

Veja também


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Funzionamento del Bluetooth
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Última modificação: 3 de julho de 2017 às 14:32 por Pedro.CCM.
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