Bluetooth

Technologie permettant de faire communiquer entre eux, sans câble et dans un rayon de couverture radio limité, différents objets mobiles (ordinateur portable, téléphone mobile…). La technologie Bluetooth est le fruit des efforts conjugués des principales sociétés des secteurs de l’informatique et des télécommunications, regroupées en un groupe d’intérêt (SIG) Bluetooth.
La communication Radio Bluetooth fonctionne selon le principe de la modulation de fréquence : l’onde porteuse est modulée en fonction des données qu’elle transporte. La modulation employée est de type GFSK – Gaussian Frequency Shift Keying – un élément binaire se traduit par une déviation de fréquence. Bluetooth bénéficie de divers algorithmes de correction d’erreur pour lutter contre les pertes de données. Au niveau physique, Bluetooth utilise la technologie par saut de fréquence (FHSS) pour minimiser au maximum les interférences sur 79 canaux dans la bande 2,402 à 2,480 GHz. Le réseau est basé sur un système maître/esclave, et le maître décide des sauts de fréquence de façon pseudo-aléatoire, 1600 fois par seconde. La norme 1.0A définie en juillet 1999 prévoyait un débit brut de 1 Mbps (soit 720 kbps). Nul doute que ce débit sera amené à augmenter par la suite, même si la version 1.1, approuvée en mars 2001, ne le prévoit pas encore.
L´envoi des informations s´effectue par paquets, comme lors des communications par IP. Ces paquets sont encadrés de blocs de données de contrôle identifiant notamment l´appareil auquel sont destinées les informations. Ces données de contrôle permettent de plus la mise en réseau des appareils équipés de la La diffusion gratuite de ce document ne nécessite pas d’autorisation préalable de l’auteur 40 puce.
Le contrôle des données effectué sur les paquets émis permet également d´adapter le débit au type d´informations circulant en fonction des appareils connectés.

Baseband layer – Cette couche permet de définir trois types de liens :

• Les liaisons SCO (Synchronous Connection-Oriented) pour l’audio (ou audio et données),
• Les liaisons ACL (Asynchronous Connectionless) pour les données. Dans le cas où les débits montants et descendants ne sont pas égaux, les liaisons ACL peuvent être asymétriques.
• Les liaisons de base : pour toute la gestion des connexions au sein du piconet

Les paquets ont alors la forme suivante :

• Le code d’accès permet la synchronisation des composants Bluetooth.
• L’entête stocke le numéro de paquet, l’adresse source et destination, le type de paquet, le CRC…
• Link manager protocol – Ce protocole est responsable de la supervision des différentes connexions, de l’authentification des appareils, et du chiffrement. Il gère également les mises en veille des différents appareils.
• Link Layer Control & Adaptation (L2CAP) – Cette couche permet l’adaptation des protocoles supérieurs (comme TCP/IP) au réseau Bluetooth : elle supporte la segmentation et le réassemblage, et le multiplexage de protocole.

Les machines d’un réseau Bluetooth se rassemblent en sous-réseaux appelés piconets. Dans ce piconet, une des machines joue le rôle de maître, et gère à ce titre l’horloge et les sauts de fréquence. Chaque maître peut accueillir jusqu‘à 7 esclaves actifs, soit 8 appareils actifs maximum par piconet.
Plusieurs piconets adjacents constituent un scatternet et peuvent interagir. Une machine peut ainsi être esclave d’un piconet et maître d’un autre. Chaque piconet dispose d’un débit de 1 Mbps. 10 scatternets peuvent ainsi interagir, soit 72 appareils maximum (8 x 10 – 8 appareils).
On peut distinguer trois types de liaisons :

• Les liaisons synchrones à débit élevé,
• Les liaisons asynchrones,
• Les canaux voix/données.

Les liaisons synchrones :
Les connexions synchrones possèdent un débit bidirectionnel de 432 Kb/s. Les données transitent avec la même rapidité de l´esclave vers le maître que dans le sens inverse. Ce type de liaison s´avère particulièrement adapté lorsque deux appareils ont le même besoin de puissance de communication.Typiquement, c´est le lien qui sera privilégié dans la cadre d´une interconnexions de plusieurs ordinateurs en picoréseau, quand plusieurs utilisateurs souhaitent accéder aux données de chacun. Une machine maître peut supporter jusqu´à 3 liaisons du type synchrone avec ses esclaves.
Le flux de données étant continu, il n´y a jamais de rupture du débit. Cela n´empêche pas en revanche les possibles pertes d´informations dues à une erreur de décodage de l´information envoyée. Un paquet signifiant l´erreur est alors envoyé à l´émetteur qui ré adresse l´information. Aussi pratique que ce soit lors des échanges de données entre deux machines, ce contrôle d´erreur et les pertes d´informations momentanées potentielles rendent impossible l´utilisation de ce type de liaison avec des appareils dont le but serait de faire transiter des sons tels que la voix, comme avec les téléphones, ou encore avec le casque présenté par Ericsson au Comdex.
Les liaisons asynchrones :
Le mode asynchrone privilégie un débit élevé dans une direction: 721 kb/s dans un sens, contre seulement 57,6 kb/s dans l´autre. La direction peut être fixée temporairement par l´utilisateur ou par l´application et
implique la définition d´un maître et d´un esclave entre les périphériques communicants. C´est la solution qui sera retenue en principe dans le cadre d´un accès à Internet via Bluetooth si les téléchargements sont plus
fréquents que les uploads. De même, cette solution sera également celle préférée pour les imprimantes. Il est en effet inutile de réserver une large bande aux communications de l´imprimante vers le poste de travail.
En revanche, les communications asynchrones peuvent présenter des discontinuités. Elles ne sont donc pas adaptées à la transmission de parole, de vidéo (même si le débit actuel, limité à 1 Mbits/s ne permet pas
d´envisager de toute façon de solution plein écran), ou de musique.

Les canaux voix/données :
Enfin, Bluetooth propose trois canaux dits « vocaux » synchrones. Bidirectionnels, ils possèdent un débit de 64 Kb/s. Plus clairement, le débit de 64 Kb/s est assuré simultanément en envoi et en réception et s´avère donc
particulièrement adapté à la transmission de la voix ou de tout fichier numérique devant être reconstitué en temps réel : communication téléphonique, MP3, etc.
Le groupe de travail IEEE 802.15.1 travaille actuellement sur la normalisation de Bluetooth. Sur le plan de la sécurité, des systèmes sont bien sûr en place : authentification et chiffrement jusqu’à 128 bits.
Le standard Bluetooth définit en effet 3 classes d’émetteurs proposant des portées différentes en fonction de

leur puissance d’émission :

Le standard Bluetooth définit un certain nombre de profils d’application permettant de définir le type de services offerts par un périphérique Bluetooth. Chaque périphériques peut ainsi supporter plusieurs profils de
type :

• Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) : profil de distribution audio avancée
• Audio Video Remote Control Profile (AVRCP) : profil de télécommande multimédia
• Basic Imaging Profile (BIP) : profil d’infographie basique
• Basic Printing Profile (BPP) : profil d’impression basique
• Cordless Telephony Profile (CTP) : profil de téléphonie sans fil
• Dial-up Networking Profile (DUNP) : profil d’accès réseau à distance
• Fax Profile (FAX) : profil de télécopieur
• File Transfer Profile (FTP) : profil de transfert de fichiers
• Generic Access Profile (GAP) : profil d’acc&egave;s générique
• Generic Object Exchange Profile (GOEP) : profil d’échange d’objets
• Hardcopy Cable Replacement Profile (HCRP) : profil de remplacement de copie lourde
• Hands-Free Profile (HFP) : profil mains libres
• Human Interface Device Profile (HID) : profil d’interface homme-machine
• Headset Profile (HSP) : profil d’oreillette
• Intercom Profile (IP) : profil d’intercom (talkie-walkie)
• LAN Access Profile (LAP) : profil d’accès au réseau
• Object Push Profile (OPP) : profil d’envoi de fichiers
• Personal Area Networking Profile (PAN) : profil de réseau personnel
• SIM Access Profile (SAP) : profil d’accès à un carte SIM
• Service Discovery Application Profile (SDAP) : profil de découverte d’applications
• Synchronization Profile (SP) : profil de synchronisation avec un gestionnaire d’informations personnelles (appelé PIM pour Personal Information Manager).
• Serial Port Profile (SPP) : profil de port série