Список протоколов Bluetooth - List of Bluetooth protocols

Стандарт беспроводного обмена данными Bluetooth использует множество протоколы. Основные протоколы определяются торговой организацией Bluetooth SIG. Дополнительные протоколы были приняты из других органов по стандартизации. В этой статье дается обзор основных протоколов и тех принятых протоколов, которые широко используются.

Стек протокола Bluetooth разделен на две части: «стек контроллера», содержащий критически важный радиоинтерфейс, и «стек хоста», имеющий дело с данными высокого уровня. Стек контроллеров обычно реализуется в недорогом кремниевом устройстве, содержащем радиомодуль Bluetooth и микропроцессор. Стек хоста обычно реализуется как часть операционной системы или как устанавливаемый пакет поверх операционной системы. Для интегрированных устройств, таких как гарнитуры Bluetooth, стек хоста и стек контроллера можно запускать на одном микропроцессоре, чтобы снизить затраты на массовое производство; это известно как бездомный система.

Стек контроллера

Асинхронное соединение без подключения [логический транспорт] (ACL)

Обычный тип радиолинии, используемый для общих пакетов данных с использованием опроса. TDMA схема для арбитража доступа. Он может перевозить пакеты нескольких типов, которые различаются по:

длина (1, 3 или 5 временных интервалов в зависимости от требуемого размера полезной нагрузки)
Прямое исправление ошибок (опционально снижение скорости передачи данных в пользу надежности)
модуляция (Повышенная скорость передачи данных пакеты позволяют утроить скорость передачи данных за счет использования другой модуляции RF для полезной нагрузки)

Перед передачей пакетов необходимо явно установить и принять соединение между двумя устройствами.

Пакеты ACL повторно передаются автоматически, если не подтверждены, что позволяет исправить радиолинию, подверженную помехам. За изохронный data, количество повторных передач может быть ограничено таймаутом сброса; но без использования повторной передачи L2PLAY и режима управления потоком или EL2CAP, более высокий уровень должен обрабатывать потерю пакетов.

Ссылки ACL отключаются, если в течение периода ожидания надзора ничего не получено; время ожидания по умолчанию составляет 20 секунд, но это может быть изменено мастером.

Ссылка на синхронное соединение (SCO)

Тип радиолинии, используемой для голосовых данных. Ссылка SCO - это набор зарезервированных временных интервалов в существующей ссылке ACL. Каждое устройство передает закодированные голосовые данные в зарезервированном временном интервале. Повторных передач нет, но при желании можно применить прямое исправление ошибок. Пакеты SCO могут отправляться каждые 1, 2 или 3 временных интервала.

Усовершенствованные каналы SCO (eSCO) обеспечивают большую гибкость при настройке каналов: они могут использовать повторные передачи для достижения надежности, позволяют использовать более широкий спектр типов пакетов и увеличивать интервалы между пакетами, чем SCO, тем самым увеличивая радиодоступность для других каналов (.)

Протокол управления каналом (LMP)

Используется для управления радиоканалом между двумя устройствами, highhe ,, dmv, запроса возможностей устройства и управления мощностью. Реализовано на контроллере.

Интерфейс хост-контроллера (HCI)

Стандартизированная связь между стеком хоста (например, ПК или ОС мобильного телефона) и контроллером (интегральная схема (IC) Bluetooth). Этот стандарт позволяет заменять стек хоста или контроллер IC с минимальной адаптацией.

Существует несколько стандартов транспортного уровня HCI, каждый из которых использует свой аппаратный интерфейс для передачи одних и тех же команд, событий и пакетов данных. Наиболее часто используются USB (в ПК) и UART (в мобильных телефонах и КПК).

В устройствах Bluetooth с простыми функциями (например, гарнитурах) хост-стек и контроллер могут быть реализованы на одном микропроцессоре. В этом случае HCI не является обязательным, хотя часто реализуется как внутренний программный интерфейс.

Канальный уровень с низким энергопотреблением (LE LL)

Это эквивалент LMP для Bluetooth с низким энергопотреблением (LE), но проще. Он реализован на контроллере и управляет рекламой, сканированием, подключением и безопасностью на низком уровне, близком к аппаратному, с точки зрения Перспектива Bluetooth.

Стек хоста

Протокол управления и адаптации логического канала (L2CAP)

L2CAP используется в стеке протоколов Bluetooth. Он передает пакеты либо в интерфейс хост-контроллера (HCI), либо, в системе без хоста, напрямую в канал Link Manager / ACL.

Функции L2CAP включают:

Мультиплексирование данных между различными протоколами более высокого уровня.
Сегментация и повторная сборка пакетов.
Обеспечение одностороннего управления передачей многоадресных данных группе других устройств Bluetooth.
Качество обслуживания (QoS) для протоколов более высокого уровня.

L2CAP используется для связи по ссылке ACL хоста. Его соединение устанавливается после того, как был установлен ACL-канал.

В базовом режиме L2CAP предоставляет пакеты с настраиваемой полезной нагрузкой до 64 КБ, при этом 672 байта в качестве MTU по умолчанию и 48 байтов в качестве минимального обязательного поддерживаемого MTU. В режимах повторной передачи и управления потоком L2CAP может быть настроен для надежных или асинхронных данных на канал, выполняя повторные передачи и проверки CRC. Надежность в любом из этих режимов необязательно и / или дополнительно гарантируется радиоинтерфейсом Bluetooth BDR / EDR нижнего уровня путем настройки количества повторных передач и тайм-аута сброса (времени, по истечении которого радио будет сбрасывать пакеты). Порядок следования гарантируется нижним уровнем.

Спецификация EL2CAP добавляет дополнительный расширенный режим ретрансляции (ERTM) к основной спецификации, которая представляет собой улучшенную версию режимов повторной передачи и управления потоком. ERTM требуется при использовании AMP (альтернативный MAC / PHY), например 802.11abgn.

Протокол инкапсуляции сети Bluetooth (BNEP)

БНЭП используется для доставки сетевых пакетов поверх L2CAP. Этот протокол используется личная сеть (PAN) профиль. БНЭП выполняет аналогичную функцию Протокол доступа к подсети (SNAP) в беспроводной локальной сети.

В стеке протоколов BNEP привязан к L2CAP.

Радиочастотная связь (RFCOMM)

Протокол Bluetooth RFCOMM - это простой набор транспортных протоколов, созданный на основе протокола L2CAP, обеспечивающий эмуляцию RS-232 последовательные порты (до шестидесяти одновременных подключений к устройству Bluetooth одновременно). Протокол основан на стандарте ETSI TS 07.10.

RFCOMM иногда называют эмуляция последовательного порта. Bluetooth профиль последовательного порта основан на этом протоколе.

RFCOMM предоставляет пользователю простой надежный поток данных, аналогичный TCP. Он используется непосредственно многими профилями, связанными с телефонией, в качестве носителя для AT-команд, а также в качестве транспортного уровня для OBEX через Bluetooth.

Многие приложения Bluetooth используют RFCOMM из-за его широкой поддержки и общедоступного API в большинстве операционных систем. Кроме того, приложения, которые использовали последовательный порт для связи, могут быть быстро перенесены на использование RFCOMM.

В стеке протоколов RFCOMM привязан к L2CAP.

Протокол обнаружения услуг (SDP)

Используется, чтобы позволить устройствам обнаруживать, какие службы поддерживают друг друга, и какие параметры использовать для подключения к ним. Например, при подключении мобильного телефона к Bluetooth-гарнитуре SDP будет использоваться для определения того, какой Профили Bluetooth поддерживаются гарнитурой (профиль гарнитуры, профиль без помощи рук, расширенный профиль распространения звука и т. д.) и настройки мультиплексора протоколов, необходимые для подключения к каждому из них. Каждая услуга обозначена Универсальный уникальный идентификатор (UUID), официальным службам (профилям Bluetooth) назначается краткая форма UUID (16 бит, а не полные 128).

В стеке протоколов SDP привязан к L2CAP.

Протокол управления телефонией (TCS)

Также упоминается как двоичная спецификация протокола управления телефонией (Двоичный TCS)

Используется для настройки и управления речевыми вызовами и вызовами данных между устройствами Bluetooth. Протокол основан на стандарте ITU-T. Q.931, с применением положений Приложения D, внесения только минимальных изменений, необходимых для Bluetooth.

TCS используется внутренняя связь (ICP) и беспроводная телефония (CTP) профили. Спецификация протокола управления телефоном не называется TCP, чтобы избежать путаницы с протоколом управления передачей (TCP), используемым для связи через Интернет.

Транспортный протокол управления аудио / видео (AVCTP)

Используется профилем удаленного управления для передачи AV / C команды по каналу L2CAP. Кнопки управления музыкой на стереогарнитуре используют этот протокол для управления музыкальным плеером.

В стеке протоколов AVCTP привязан к L2CAP.

Протокол передачи аудио / видео данных (AVDTP)

Используется расширенным профилем распределения звука для потоковой передачи музыки на стереогарнитуры по каналу L2CAP. Предназначен для использования в профиле распространения видео.

В стеке протоколов AVDTP привязан к L2CAP.

Обмен объектами (OBEX)

Обмен объектами (OBEX; также называется IrOBEX) - это протокол связи, который облегчает обмен двоичными объектами между устройствами. Поддерживается Инфракрасная ассоциация данных но также был принят Bluetooth Special Interest Group и SyncML крыло Открытый мобильный альянс (OMA).

В Bluetooth OBEX используется для многих профилей, которые требуют простого обмена данными (например, отправка объекта, передача файлов, базовая обработка изображений, базовая печать, доступ к телефонной книге и т. Д.).

Протокол атрибутов низкого энергопотребления (ATT)

По своему охвату аналогичен SDP, но специально адаптирован и упрощен для Low Energy Bluetooth. Это позволяет клиенту читать и / или записывать определенные атрибуты, предоставляемые сервером, несложным, дружественным способом с низким энергопотреблением.

В стеке протоколов ATT привязан к L2CAP.

Протокол диспетчера безопасности с низким энергопотреблением (SMP)

Это используется реализациями Bluetooth с низким энергопотреблением для сопряжения и передачи ключей.

В стеке протоколов SMP привязан к L2CAP.