Bluetooth

Le Bluetooth est une technologie permettant de connecter n'importe quels périphériques sans utiliser de fil, en utilisant les ondes radios avec une plage de fréquences variant entre 2.4 et 2.483 Ghz.

Origine du nom

Le nom Bluetooth, qui signifie en anglais "Dent bleue", provient du roi danois Harald 1^er, qui est connu pour avoir unifier les pays scandinaves. Son surnom était "Harald à la dent bleue".

Histoire

Le Bluetooth à été inventé par la société Ericsson, en 1994, à Lund en Suède.

En 1998, la SIG (Bluetooth Special Interrest Group) est fondé. Il s'agit de la collaboration entre Ericsson et plusieurs autres grandes entreprises comme IBM, Intel, Nokia et encore Toshiba. Cette association va créer le Bluetooth 1.0 en juillet 1999.

En mars 2006, la SIG, qui s'est auparavant agrandit après que Motorola, Microsoft,Lucent et 3Com les aient rejoint en 1999, crée le Bluetooth 2.0.

La SIG compte désormais environ 1800 entreprises, et aujourd'hui nous en sommes à la quatrième version du Bluetooth.

Evolution du Bluetooth

Versions et Normes du Bluetooth

Le bluetooth en est au jour d'aujourd'hui à la version 4.0. Il y eut plusieurs versions antérieur apportant chacune une amélioration à la technologie.

• Norme IEEE 802.15.1:

- Bluetooth 1.0 et v1.0B:

- Bluetooth v1.1 parut en 2002, appelée IEEE 802.15.1-2002:

- Bluetooth v1.2 parut en 2005, appelée IEEE 802.15.1-2005:

• Norme IEEE 802.15.2:

- Bluetooth v2.0 + EDR (Enhanced Data Rate) parut en 2004:

- Bluetooth v2.1 + EDR (Enhanced Fata Rate) parut en 2007:

• Norme IEEE 802.15.3:

- Bluetooth v3.0 + HS (High Speed) parut en 2009:

• Norme IEEE 802.15.4:

- Bluetooth v4.0 parut en 2010:

Différence entre les normes

Norme	Vitesse	Portée
IEEE 802.15.1	1Mbits/s	10 mètres
IEEE 802.15.2	2Mbits/s	10 mètres
IEEE 802.15.3	20Mbits/s	10 mètres
IEEE 802.15.4	1Mbits/s	50-60 mètres

• Dans la norme IEEE 802.45.2, la version 2.1 à subit une amélioration de la sécurité grâce à la fonction Encryption Pause and Resume.
• La version 3.0 du Bluetooth utilise la fréquence radio 802.11 appartenant au WI-FI.
• La version 4.0 permet d'augmenter la portée pour les bas débits.
• Autres les progrès sur la vitesse, chaque versions du bluetooth apporte des progrès sur l’économie d'énergie et l'autonomies des appareils.

Les classes Bluetooth

La portée des appareils utilisant la technologie bluetooth dépend de la puissance en émission. Plus la puissance est est élevée, plus la portée sera grande. Ces appareils sont répartient en trois classes, en fonction de la puissance émise. La puissance maximale est de 100mW pour une portée d'environ 100 mètres sans obstacle.

Classe	Puissance	Portée
1	100 mW	~100 mètres
2	2,5 mW	10 à 20 mètres
3	1 mW	< 10 mètres

• La classe 1 est souvent utiliser pour les dongles (adaptateurs pour PC).
• La classe 2 est la plus commune, la majorité des appareils utilisant la technologie bluetooth sont de classe 2.
• La classe 3 est la plus faible, elle est utilisée en majorité par les téléphones portables.

Fonctionnement

La technologie bluetooth utilise la bande de fréquence 2.4Ghz-2.483Ghz. Cette technologie utilise la technique FHSS (étalement de spectre par saut de fréquence). La technique FHSS permet de découper la bande de fréquence en 79 canaux, ayant chacune une largeur de 1MHZ. En changeant plus de 1600 fois par seconde de canal, le standard bluetooth évite les interférence avec les signaux des autres modules radios.

Structure d'un picoréseau

Méthode maître/esclave

Le standard bluetooth se connecte au périphériques grâce à la méthode maître/esclaves. Un maître peut se connecter au maximum à 7 esclaves "actifs", ou 255 esclaves en mode "parked".

Le réseau formé par un périphérique bluetooth et tous les autres périphériques bluetooth à sa porté est appelé picoréseau. Un picoréseau possède un unique maître. Le périphérique maître ne peut pas se connecter à tous les périphériques esclaves en mêmes temps, il commute très rapidement d'un esclave à un autres. Toutefois, un périphériques esclave peut avoir plusieurs maîtres, cela permet de relier plusieurs picoréseau entre eux. C'est ce que l'on appelle un réseau chaîné.

Connexion entre périphériques

La procédure de connexion entre deux périphériques bluetooth, suit les étapes suivantes:

• Mode passif: Tous les périphériques sont passif, c'est à dire qu'il n'est connecté à aucun autres périphérique.
• Phase d'inquisition: Durant cette phase le périphérique maître envoi une requête à tous les autres périphériques à sa portée. Les autres périphériques lui répondent en envoyant leur adresse.
• Pagging: Il s'agit d'une technique utilisée par le périphérique maître pour se synchroniser au périphérique esclave à l'adresse choisit. A travers cette méthode le périphérique maître synchronise son horloge et sa fréquence avec le périphérique esclave.
• Découverte des services: Le périphériques maîtres analyse les services du périphérique esclave grâce au protocole SDP(Service Discovery Protocol).
• Création de canal: Durant cette étape, le périphérique maître crée un canal de communication avec le périphérique esclave grâce au protocole L2CAP.
• Pairage: Il s'agit du système de sécurité du périphérique esclave. Cela permet de limiter l'accès au autres périphériques. Le pairage se fait grâce à une clé de chiffrement appeler code PIN.

Une fois ces étapes réalisées, la connexion entre le périphérique maître et le périphérique esclave est accomplie.

Les différents types de liaison

Les liaisons synchrones

Les liaisons synchrones permettent une transition bidirectionnel entre le périphérique maître et le périphérique esclave. Ce type de liaisons est privilégié lorsque le périphérique maître et le périphérique esclave ont le même besoin de communication. Un maître peut supporter 3 liaisons synchrones au maximum avec des esclaves. Ce type de liaisons est utilisés lorsque chaque périphériques veut accéder aux données des autres périphériques.

Les liaisons asynchrones

Les liaisons asynchrones sont utilisé pour avoir un débit élevé dans le sens maître/esclave. Toutefois ce types de liaison est déconseillé pour la transmissions de parole ou de vidéo à cause des discontinuité qu'elles comportent.

Les canaux voix/données

Les canaux vois/données sont des canaux synchrones. La transmission est bidirectionnel, avec un débit de 64 Kbits/s. Ce type de liaison est adapté pour la transmission de la parole, ou de fichier numérique en temps réel.

Les profils

Les profils sont des spécifications d'utilisation de la technologie bluetooth. Certains profils fonctionnent uniquement sur des périphériques particuliers. Ils permettent également de définir les protocoles à utiliser.

Quelques profils communs

GAP

GAP où Generic Access Profile, est le profile nécessaire au fonctionnement de la technologie bluetooth.

BIP

BIP où Basic Imaging Profile, est un profil qui permet d'échanger des images entre périphériques, imprimer des images ou encore contrôler un appareils photo.

CTP

CTP où Cordless Telephony Profile, est un profil qui permet à partir d'un certains types de périphérique, de téléphoner.

FTP

FTP où File Transfer Profile, est une profil qui permet d’échanger des fichiers entre deux périphériques. De plus, on peut connaitre la liste des fichiers d'un répertoire client.

HCRP

HCRP est un profile qui permet de transmettre la technologie bluetooth à des périphérique qui ne la possèdent pas initialement.

Quelques profils audio

A2DP

C'est un profil audio, dédié principalement à la musique. Ce codec permet une meilleur qualité que celle des autres profil. Ce profil permet en plus la prise en charge de plusieurs format comme le MP3 ou le AAC. Toutefois ce profil contracte les données, ce qui occasionne des pertes. Le profil ne prend pas en compte un micro et un casque en même temps, il faut donc choisir entre l'un ou l'autres.

HSP

C'est un profil commun, qui permet d'utiliser une oreillette à un téléphone. Ce système convient pour la transmission de voix. l'oreillette peut décrocher et raccrocher.

HFP

Il s'agit d'un profil similaire au profil HSP, mais proposant des possibilités en plus, tels que la modification du son.

Référence

Fonctionnement du bluetooth
Principe de fonctionnement
Bluetooth wikipédia
Bluetooth, une technologie méconnue