Bluetooth - Définition et Explications

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Logo Bluetooth
Logo Bluetooth

Bluetooth est une spécification de l'industrie des télécommunications. Elle utilise une technologie radio courte distance destinée à simplifier les connexions entre les appareils électroniques. Elle a été conçue dans le but de remplacer les câbles entre les ordinateurs et les imprimantes, les scanners, les claviers, les souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant...), les téléphones portables, les PDA, les autoradios et les appareils photo numériques.

Historique

Son nom est directement inspiré du roi danois Harald Ier surnommé Harald Blåtand (" à la dent (Une dent est un organe enveloppé d'os, dur, blanchâtre, généralement...) bleue "), connu pour avoir réussi à unifier les États du Danemark, de Norvège et de Suède. Le logo de Bluetooth (Bluetooth est une spécification de l'industrie des télécommunications. Elle utilise...), est d'ailleurs inspiré des initiales en alphabet runique de Harald Bluetooth.

  • 1994 : Création par le fabricant suédois Ericsson
  • 1998 : Plusieurs grandes sociétés (Agere, IBM (International Business Machines Corporation (IBM) est une société multinationale américaine...), Intel, Microsoft (Microsoft Corporation (NASDAQ : MSFT) est une multinationale américaine de solutions...), Motorola (www.motorola.com/fr), Nokia (Nokia est une entreprise de télécommunications finlandaise. Elle est le plus grand constructeur...) et Toshiba) s'associent pour former le Bluetooth Special Interest Group (SIG)
  • juillet 1999 : Sortie de la spécification 1.0
  • Le 28 mars 2006, le " Bluetooth Special Interest Group " (SIG) annonce la prochaine génération de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) sans fil Bluetooth, qui sera capable d'assurer des débits cent fois supérieurs à la version actuelle, passant donc de 1 Mb/s à 100 Mb/s (soit 12,5 Mo/s). Cette technologie - utilisée dans les téléphones mobiles, périphériques informatiques et autres appareils portables comme les assistants personnels (PDA) - va voir sa vitesse (On distingue :) de transmission augmenter dans les années à venir, lui permettant alors d'être utilisée pour les vidéos (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la...) haute définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la...) et l'échange de fichiers avec un baladeur MP3 par exemple. La nouvelle norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un...) incorporera une technologie radio, connue comme l'ultra wideband (L'ultra wideband, ou UWB est une technique de modulation radio qui est basée sur la transmission...) ou UWB.

Spécification

La pile de protocoles (Une pile de protocoles est une mise en œuvre particulière d'un ensemble de protocoles de...)

Afin d'assurer une compatibilité entre tous les périphériques Bluetooth, la majeure partie de la pile de protocoles est définie dans la spécification.

Couches de la spécification Bluetooth
Couches de la spécification Bluetooth
Oreillette Bluetooth
Oreillette Bluetooth
Adaptateur USB Bluetooth
Adaptateur USB Bluetooth

Les éléments fondamentaux d'un produit Bluetooth sont définis dans les deux premières couches protocolaires, la couche radio et la couche bande de base. Ces couches prennent en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) les tâches matérielles comme le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) du saut de fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) et la synchronisation des horloges.

La couche radio (RF)

La couche radio (la couche la plus basse) est gérée au niveau matériel.

C'est elle qui s'occupe de l'émission et de la réception des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) radio.

Elle définit les caractéristiques telles que la bande de fréquence (Une bande de fréquence définit une plage de fréquences qui ont des...) et l'arrangement (La notion d'arrangement est utilisée en probabilités, et notamment pour les...) des canaux, les caractéristiques du transmetteur, de la modulation, du receveur, etc.

La technologie Bluetooth utilise l'une des bandes de fréquences ISM (Industrial, Scientific & Medical) réservée pour l'industrie, la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) et la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...). La bande de fréquences utilisée est disponible au niveau mondial et s'étend sur 83,5 MHz (de 2,4 à 2,4835 GHz).

Cette bande est divisée en 79 canaux séparés de 1 MHz.

Le codage (De façon générale un codage permet de passer d'une représentation des...) de l'information se fait par sauts de fréquence.

La période est de 625 µs, ce qui permet 1 600 sauts par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...).

Il existe 3 classes de modules radio Bluetooth sur le marché ayant des puissances différentes et donc des portées différentes :

Classe Puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) Portée
1 100 mW (20 dBm) 100 mètres
2 2,5 mW (4 dBm) 15 à 20 mètres
3 1 mW (0 dBm) 10 mètres

La plupart des fabricants d'appareils électroniques utilisent des modules de classe 3.

La bande de base (baseband)

La bande de base (ou baseband en anglais) est également gérée au niveau matériel.

C'est au niveau de la bande de base que sont définies les adresses matérielles des périphériques (équivalent à l'adresse MAC (En réseau informatique une adresse MAC (Media Access Control address) est un identifiant...) d'une carte réseau). Cette adresse (Les adresses forment une notion importante en communication, elles permettent à une entité de...) est nommée BD_ADDR (Bluetooth Device Address) et est codée sur 48 bits. Ces adresses sont gérées par la IEEE Registration Authority.

C'est également la bande de base qui gère les différents types de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) entre les appareils. Les connexions établies entre deux appareils Bluetooth peuvent être synchrones ou asynchrones.

La bande de base peut donc gérer deux types de paquets :

  • les paquets SCO (Synchronous Connection-Oriented) ;
  • les paquets ACL (Asynchronous Connection-Less).

Réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) piconet

Un piconet est un mini (MINI est une marque automobile de BMW Group. L'ancien modèle Mini était construit par MG Rover.) réseau qui se crée de manière instantanée et automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) quand plusieurs périphériques Bluetooth sont dans un même rayon.

Un piconet suit une topologie (La topologie est une branche des mathématiques concernant l'étude des déformations spatiales par...) en étoile : 1 maître / plusieurs esclaves.

Un périphérique maître peut administrer jusqu'à :

  • 7 esclaves actifs
  • 255 esclaves en mode parked

La communication est directe entre le maître et un esclave. Les esclaves ne peuvent pas communiquer entre eux.

Tous les esclaves du piconet sont synchronisés sur l'horloge du maître. C'est le maître qui détermine la fréquence de saut pour tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) le piconet.

Réseau scatternet

Les périphériques esclaves peuvent avoir plusieurs maîtres, les différents piconets peuvent donc être reliés entre eux. Le réseau ainsi formé est appelé un scatternet (littéralement réseau chaîné).

Réseau scatternet

Le contrôleur de liaisons (LC)

Cette couche gère la configuration et le contrôle de la liaison physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) entre deux appareils.

Le gestionnaire de liaisons (LM)

Cette couche gère les liens entre les périphériques maîtres et esclaves ainsi que les types de liaisons (synchrones ou asynchrones).

C'est le gestionnaire de liaisons qui implémente les mécanismes de sécurité comme :

  • l'authentification (L'authentification est la procédure qui consiste, pour un système informatique, à...),
  • le pairage,
  • la création et la modification des clés,
  • et le chiffrement (En cryptographie, le chiffrement (parfois appelé à tort cryptage) est le procédé grâce auquel...).

L'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface...) de contrôle de l'hôte (HCI)

Cette couche fournit une méthode uniforme pour accéder aux couches matérielles. Son rôle de séparation permet un développement indépendant du hardware et du software.

Les protocoles de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) suivants sont supportés :

  • USB (Universal Serial Bus)
  • PC-Card (Les PC-Card sont des cartes d'extensions au format carte de crédit. Elles permettent d'ajouter à...)
  • RS-232
  • UART

La couche L2CAP

L2CAP signifie Logical Link Control & Adaptation Protocol.

Multiplexage (Le multiplexage est une technique qui consiste à faire passer deux ou plusieurs informations à...)

Cette couche permet d'utiliser simultanément différents protocoles de niveaux supérieurs.

Un mécanisme permet d'identifier le protocole de chaque paquet envoyé pour permettre à l'appareil distant de passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) le paquet au bon protocole, une fois celui-ci récupéré.

Segmentation (De manière générale, le mot segmentation désigne l'action de segmenter, le fait de se segmenter...) et réassemblage

La couche L2CAP assure également la segmentation (et le réassemblage) des paquets de protocoles de niveaux supérieurs en paquets de liaison de 64 Ko.

Les services

RFCOMM

RFCOMM est un service basé sur les spécifications RS-232, qui émule des liaisons séries. Il peut notamment servir à faire passer une communication IP par Bluetooth.

SDP

SDP signifie Service Discovery Protocol. Ce protocole permet à un appareil Bluetooth de rechercher d'autres appareils et d'identifier les services disponibles. Il s'agit d'un élément particulièrement complexe de Bluetooth.

OBEX

OBEX signifie Object Exchange. Ce service permet de transférer des objets grâce à OBEX, protocole d'échange développé pour l'IrDA.

Les profils

Un profil correspond à une spécification fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....) d'un usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) particulier. Ils peuvent également correspondre à différents types de périphériques.

Les profils ont pour but d'assurer une interopérabilité (L’ interopérabilité est la capacité que possède un produit ou un...) entre tous les appareils Bluetooth.

Ils définissent :

  • la manière d'implémenter un usage défini
  • les protocoles spécifiques à utiliser
  • les contraintes et les intervalles de valeurs de ces protocoles

Les différents profils sont :

  1. GAP: Generic Access Profile
  2. SDAP: Service Discovery Application Profile
  3. SPP: Serial Port Profile
  4. HS Profile: Headset Profile
  5. DUN Profile: Dial-up Networking Profile
  6. LAN Access Profile (Ce profile est maintenant obsolète. Il est remplacé par le profil PAN)
  7. Fax Profile
  8. GOEP: Generic Object Exchange Profile
  9. SP: Synchronization Profile
  10. OPP: Object Push Profile
  11. FTP: File Transfer Profile
  12. CTP: Cordless Telephony Profile
  13. IP: Intercom Profile
  14. A2DP : Advanced Audio Distribution Profile (profil de distribution audio avancée)
  15. AVRCP : Audio Video Remote Control Profile (Commande à distance)
  16. HFP : HandsFree Profile
  17. PAN: Personal Area Network (PAN, acronyme de Personal Area Network, désigne un réseau restreint d'équipements informatiques...) Profile
  18. VDP: Video Distribution Profile
  19. BIP: Basic (En programmation, BASIC est un acronyme pour Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code. qui...) Imaging Profile
  20. BPP: Basic Printing Profile
  21. SYNC: Synchronisation Profile
  22. SAP: SIM Access Profile
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