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Bluetooth 1 Autor: Ron Nitzsche IAV02 14.April 2008.

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1 Bluetooth 1 Autor: Ron Nitzsche IAV02 14.April 2008

2 Geschichte 1980 Gedanke das Kabelwirrwar zu reduzieren 1993 Unternehmenszusammenschluss -> Ziel: Entwicklung eines herstellerübergreifendes Protokolls für die Datenübertragung(Infrarot) Zahlreiche Nachteile auf Infrarotbasis führten zur Entwicklung des Bluetooth-Funkstandard 2 Quelle:

3 Technischer Hintergrund Bluetoothgeräte senden SRD´s im lizenzfreien ISM-BAND 2,402 – 2,480 GHz Weltweit zulassungfreie Betreibung Störungen durch: WLAN´s, Schnurlostelefone oder Mikrowellenherde Robustheit durch Frequenzsprungverfahren Theoretisch 706,25 kBit/s beim Empfang bei gleichzeitigen 57,6 kBit/s beim Senden asymmetrische Datenübertragung Übertragung von Sprache und Daten drei Teilnehmer in einem Piconet (Sprache) Verschlüsselung möglich 3 Quelle:

4 Versionen Bluetooth 1.0 und 1.1B: 732,2 kBit/s Sicherheitsprobleme Bluetooth 1.1B: 732,2 kBit/s Anzeige der Signalstärke Bluetooth 1.2: Übertragungsrate: 732,2 kBit/s Implementation Frequenz-Hopping, störungsmindernd Bluetooth EDR: 2,1 Mbit/s EDR (Enhanced Data Rate) dreifache Datenübertragung, abwärtskompatibel Bluetooth EDR: 2,1 Mbit/s August 2007, einfacheres Koppeln von Geräten Seattle Release: geplante Übertragungsrate: 480 Mbit/s Entwicklungsphase, zahlreiche neue Dienste angekündigt 4 Quelle:

5 Klassen & Reichweite Klasse Max. Leistung Max. Leistung Reichweite im Freien mW 20 dBm ~100 m 2 2,5 mW 4 dBm ~50 m 3 1 mW 0 dBm ~10 m Reichweite abhängig von Antennenbauform, Störungen und Hindernissen 5 Quelle:

6 Abhörsicherheit Unsicher falls zu kurzer PIN-Code gewählt -> Man-in-the-middle-Angriff möglich durch - bestehende Verbindung unterbrechen - bei Teilnehmer-Authentifizierung PIN sniffen - durch knacken des PIN den Verbindungsschlüssel erhalten Gegenmaßnahmen - lange PIN´s verwenden (8-16 Zeichen) - bekannte Clients in Authentifizierungslisten permanent speichern - Reaktivierung durch PIN´s deaktivieren - unerwartete Reauthentifizierung ablehnen 6 Quelle:

7 Systemarchitektur Bluetooth-Netzwerk (Piconet) bis zu 255 Teilnehmer Acht Geräte gleichzeitig aktiv, 247 geparkte Inaktive Geräte halten Synchronisation Master (ein Netz) - Slave (max 7 Teilnehmer, mehrere Netze) Master steuert Kommunikation durch Vergabe von Sendeslots Max 10 Piconetze bilden ein Scatternet (Datenrate sinkt stark) 7 Quelle:

8 Bluetooth-Basisband Synchrone Übertragung (nur Sprache) mit 64kBit/s Asynchrone Übertragung (restliche Daten) nur für Geräte mit speicherndem Verhalten möglich Asymetrisch: 732,2kBits/s -><- 57,6kBits/s Symetrisch: 433,9kBits/s -><- 433,9kBits/s Paket 72-bit-Zugriffscode, 54-bit-Header, bit-Daten(V1.2) ab V2.0+ EDR bit-Daten 8 Quelle:

9 Verbindungsaufbau Bluetooth Aktivierung startet Identifizierung (2s) über individuelle 48-bit Seriennummer Im Standby scannen unverbundene Geräte alle 2,56s 32 Hop-Frequenzen Verbindungsersteller wird zum Master Master sendet zur Identifizierung unbekannter Geräte eine Inquiry Message Anschließend eine Page-Message zum Verbinden Bei bekannten Geräten wird sendet der Master nur die Authentifizierungsliste über 16 identische Page-Telegramme auf 16 unterschiedlichen Hopping-Frequenzen 9 Quelle:

10 Bluetooth - Protokolle & Profile Protokolle entwickelt von Bluetooth Special Interest Group In Profilen inkludierte Protokolle ermöglichen das Implementieren von Diensten und Anwendungen Clientabgleich untereinander klärt Bereitstellung vorhandener Dienste Anwendungsbeispiele: - Übermittlung von Audiodaten - Übertragung von Bilddaten - Ermittlung vorhandener Profile - Sichere Verbindung zwischen medizinischen Geräten - CAN- oder Profibus-Kommunikation 10 Quelle:

11 Stromspar- & Sicherheitsmodi Stromsparmodi: Hold-, Sniff- und Parkmodus möglich Sicherheitsmodi: Zwischen 3 Modi wählbar 11 Quelle:

12 Fazit & Ausblick Viele Einsatzmöglichkeiten Leicht zu Implementieren Sichere Datenübertragung Ausblick Seattle-Release: 480 Mbit/s Unterstützung auf WLAN-Basis Highspeed-Kanäle 12 Quellen: Autor: Ron Nitzsche IAV02 14.April 2008


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