Rechnernetze

Basisbandspezifikation

Bluetooth ist ein Funkverbindung mit kurzen Reichweiten, deren Zweck es ist, Kabel zwischen portablen und fest installierten elektronischen Geräten zu ersetzen. Die Kerneigenschaften sind hohe Zuverlässigkeit sowie geringe Komplexität, Leistung und Kosten.

Bluetooth arbeitet in dem unlizensierten ISM-Band bei 2,4 GHz. Durch Frequenzsprung und binäre Frequenzmodulation sollen Interferenzen und Komplexität verringert werden. Die Symbolrate beträgt 1 Ms/s. Es werden Slotted-Channels mit einer Slot-Länge von 625 µs verwendet. Für Duplexverbindungen wird ein TDD-Schema (TDD=Time Division Duplex) benutzt. Auf dem Kanal werden Daten mittels Pakete übertragen. Jedes Paket wird auf einer anderen Hop-Frequenz übertragen. Ein Paket überdeckt normalerweise einen Slot, kann jedoch bis zu fünf Slots belegen.

Das Bluetooth-Protokoll verwendet eine Kombination aus Leitungs- und Paktvermittlung. Für synchrone Pakete können Schlitze reserviert werden. Bluetooth kann einen asynchronen Datenkanal unterstützen, gleichzeitig bis zu drei synchrone Sprachdatenkanäle oder einen Kanal, der gleichzeitig asynchrone Daten und synchrone Sprache unterstützt. Jeder Sprachkanal unterstützt einen 64 kb/s Sprachkanal in jeder Richtung. Der asynchrone Kanal kann bis zu 723,2 kb/s asymmetrisch (und bis zu 57,6 kb/s in der anderen Richtung) oder 433,9 kb/s symmetrisch unterstützen.

Das Bluetooth-System besteht aus einer Funkeinheit, einer Linkkontrolleinheit sowie einer Unterstützungseinheit für das Linkmanagement und Host-Terminal-Schnittstellenfunktionen.

Die verschiedenen funtinellen Blöcke im Bluetoothsystem

Das Bluetooth-System stellt eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung (nur zwei Bluetooth-Geräte sind involviert) oder eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung zur Verfügung. In der Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung wird der Kanal zwischen mehreren Bluetooth-Einheiten aufgeteilt. Zwei oder mehr Einheiten, welche den gleichen Kanal teilen, bilden ein Piconet. Eine Bluetooth-Unit agiert als Master des Piconets, während die anderen Einheiten als Slaves arbeiten. In einem Piconet können bis zu sieben Slaves aktiv sein. Zusätzlich können weitere Slaves durch den Master in einem sogenannten Parkzustand blockiert sein. Diese geparkten Slaves können nicht aktiv auf dem Kanal senden, aber bleiben mit dem Master synchronisiert. Sowohl für aktive als auch für geparkte Slaves wird der Kanalzugriff durch den Master kontrolliert. 

Mehrere Piconets mit überlappendem Überdeckungsbereich bilden ein Scatternet. Jedes Piconet kann nur einen Master haben. Allerdings können Slaves in verschiedenen Piconets auf einer Zeitmultiplexbasis arbeiten. Außerdem kann ein Master in einem Piconet Slave in einem anderen Piconet sein. Die Piconets sollen nicht frequenzsynchronisiert sein. Jedes Piconet hat seinen eigenen Hopping-Kanal.