1.1 Aufgabenstellung
Untersuchen Sie anhand einer umfassenden Literaturanalyse den gegenwärtigen technischen
Entwicklungsstand von Bluetooth und leiten Sie dessen künftige Entwicklungstendenzen ab.
Stellen Sie dar, welche typischen Anwendungen es gegenwärtig für Bluetooth – Lösungen
gibt und diskutieren sie deren Einbindung in mobile drahtlose Informationssysteme.
1.2 Gegenstand der Arbeit
Diese Arbeit soll einen grundlegenden Einblick in die Bluetooth-Technologie bieten. Dabei
werden technische Aspekte von Bluetooth, wie Protokolle und Übertragungstechniken, aber
auch aktuelle Einsatzgebiete und Entwicklungen dieser relativ jungen Technologie betrachtet.
Es ist zu beachten, dass in dieser Arbeit weitgehend nur die wichtigsten Bestandteile von
Bluetooth erläutert werden.
Zunächst werden die Grundlagen der Bluetooth-Technologie erläutert. Anschließend folgt ein
umfassender Überblick der technischen Aspekte. Im Kapitel 4 werden aktuelle Anwendungen
und Perspektiven aufgezeigt. 2.1 Was ist Bluetooth?
Bluetooth ist ein Funkverfahren, welches es ermöglicht, Geräte über eine weltweit
standardisierte Schnittstelle miteinander zu verbinden. Glaubt man den Marketingstrategien
vergangener Tage, so beschreibt diese Technik die ultimative Lösung für drahtlose Netzwerke
und Anwendungen. [Wollert 2002, S.15]
Bluetooth definiert eine universelle Schnittstelle im 2,4 Gigahertz (GHz) Industrial-Scientific-
Medical-Band (ISM-Band). Dieses ist in vielen Ländern der Welt lizenzfrei und stellt 23
beziehungsweise 79 Kanäle im Abstand von einem Megahertz (MHz) zur Verfügung.
Bei dieser Funktechnik wird nur mit einigen 100 Milliwatt gesendet, natürlich ist die
Reichweite dadurch auf 10-100 Meter eingeschränkt. Auch der Datendurchsatz von ungefähr
einem Megabit pro Sekunde ist recht gering, zu Recht könnte man sich die Frage stellen, ob
dieses Verfahren wettbewerbsfähig ist. [...]
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung
1.1 Aufgabenstellung
1.2 Gegenstand der Arbeit
2 Bluetooth – Eine Einleitung
2.1 Was ist Bluetooth?
2.2 Die Entstehung
3 Bluetooth – Die Technik
3.1 Der Bluetooth-Protokollstack
3.1.1 Der Bluetooth-Controller
3.1.1.1 Radio Frequency (RF)
3.1.1.2 Das Basisband (Baseband)
3.1.1.3 Der Link-Manager (LM)
3.1.2 Das Host-Controller-Interface (HCI)
3.1.3 Der Bluetooth Host-Computer
3.1.3.1 Das Logical Link Control and Adaptation Layer Protocol
3.1.3.2 Das Service Discovery Protocol (SDP)
3.1.3.3 Das Cable Replacement Protocol RFCOMM
3.1.3.4 Telephony Protocols
3.2 Die Bluetooth-Anwendungsprofile
3.2.1 Generic Access Profile (GAP)
3.2.2 Service Discovery Application Profile (SDAP)
3.2.3 Serial Port Profile (SPP)
3.2.4 Generic Object Exchange Profile (GOEP)
3.3 Ergänzendes zur Bluetooth-Technik
3.3.1 Die Bluetooth-Lösungen
3.3.2 Qualifizierung/ Zertifizierung der Geräte
4 Bluetooth - Anwendungen, Probleme, Zukunft
4.1 Aktuelle Bluetooth-Anwendungen und Entwicklungen
4.1.1 Einige aktuelle Bluetooth-Anwendungen
4.1.2 Das 5-Sekunden-Programm von Sony
4.1.3 Die Bluetooth-Spezifikation 1.2
4.2 Probleme der Bluetooth-Technologie
4.3 Einbindung in mobile drahtlose Informationssysteme
4.3.1 UPS und Bofrost rüsten um
4.3.2 Bluetooth in der Automobilindustrie
5 Schlussbemerkungen
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit verfolgt das Ziel, einen umfassenden technischen Einblick in den aktuellen Entwicklungsstand der Bluetooth-Technologie zu geben. Die Forschungsfrage konzentriert sich darauf, wie sich die Technik im Bereich der drahtlosen Netzwerke bewährt, welche typischen Einsatzgebiete existieren und wie eine effektive Einbindung in mobile drahtlose Informationssysteme realisiert werden kann.
- Technische Grundlagen und der Bluetooth-Protokollstack
- Bluetooth-Anwendungsprofile für verschiedene Geräteklassen
- Aktuelle Anwendungsfelder und Zukunftsperspektiven
- Herausforderungen und technische Problematiken wie Interferenz und Sicherheit
- Integration von Bluetooth in Logistik und Automobilindustrie
Auszug aus dem Buch
3.1.1.2 Das Basisband (Baseband)
Im Basisband sind die wichtigsten Technologien implementiert, welche den Charakter von Bluetooth wesentlich prägen. Dazu gehören zum Beispiel die physikalischen Verbindungen, die Netztopologie, die Übertragungscharakteristik und die Kanalverwaltung von Bluetooth. Folgend werden die Grundlagen des Basisbandes erklärt.
Grundsätzlich ist das Basisband in der Lage, zwei unterschiedliche physikalische Datenkanäle zur Verfügung zu stellen, einen leitungsvermittelten und einen paketvermittelten Kanal. Bluetooth nutzt eine Kombination aus beiden Kanälen.
Der Vorteil der Leitungsvermittlung ist eine fest zugesicherte Bandbreite, welche den Teilnehmern exklusiv zur Verfügung steht. Niemand anders kann diesen Datenkanal beeinflussen. Ein leitungsvermittelter Datenkanal wird zur Sprachübertragung genutzt. Bluetooth ist in der Lage, bis zu drei solcher Datenkanäle synchron zu übertragen, dies ist nötig, um zum Beispiel ein Stereo-Signal zu senden. Eine solche synchrone Verbindung wird ausschließlich bei der Sprachübertragung genutzt. Es wird vom Master zum Slave eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung hergestellt, bei der eine Menge von Slots im definierten Abstand reserviert wird. In der Bluetooth-Spezifikation wird eine solche Verbindung als Synchronous Connection Oriented Link (SCO-Verbindung) bezeichnet.
Die andere Möglichkeit zur Datenübertragung ist die Paketvermittlung. Da die Pakete auf unterschiedlichsten Weg ihre Empfänger erreichen können, ist dies eine besonders effiziente Methode, um Daten zu senden. Das bekannteste Beispiel für diese Technik ist wohl das Internet. Da die zum Versenden bereitstehenden Pakete jedoch gleichberechtigt sind, ist keine Zeit zu definieren, wann sie den Empfänger erreichen. Deshalb spricht man hier, im Gegensatz zur Leitungsvermittlung, von einer asynchronen Übertragung. Die Datenpakete einer asynchronen Verbindung, man spricht bei Bluetooth auch von einem Asynchronous Connectionless Link (ACL-Verbindung), werden zwischengespeichert und in den Lücken der SCO-Verbindung ausgeliefert. Jedes Gerät, welches Bluetooth verwendet, besitzt genau einen ACL-Kanal, über diesen werden die Nutzdaten, aber auch Steuerdaten übertragen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung: Die Arbeit definiert den Untersuchungsgegenstand und den technischen Fokus auf Bluetooth als drahtlose Kommunikationstechnologie.
2 Bluetooth – Eine Einleitung: Dieses Kapitel erläutert die technologischen Grundlagen, die Ursprünge und den Entstehungsprozess des Bluetooth-Standards.
3 Bluetooth – Die Technik: Ein detaillierter Überblick über den Bluetooth-Protokollstack, die Controller-Struktur, Host-Schnittstellen und die verschiedenen Anwendungsprofile.
4 Bluetooth - Anwendungen, Probleme, Zukunft: Hier werden aktuelle Einsatzszenarien, existierende technologische Herausforderungen und spezifische Integrationsmöglichkeiten in der Industrie analysiert.
5 Schlussbemerkungen: Ein Fazit zur Etablierung von Bluetooth sowie eine Einschätzung zur notwendigen weiteren Standardisierung zur weltweiten Verbreitung.
Schlüsselwörter
Bluetooth, Protokollstack, Basisband, Funktechnik, ISM-Band, Ad-hoc-Netzwerke, Piconet, Scatternet, Anwendungsprofile, Frequenz-Hopping, Synchronous Connection Oriented Link, Asynchronous Connectionless Link, Datenübertragung, Systemintegration, Host-Controller-Interface.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Bluetooth-Technologie, ihre technische Funktionsweise, den Protokollaufbau und ihre aktuellen sowie potenziellen Einsatzgebiete.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die Schwerpunkte liegen auf dem technischen Protokollstack, den spezifischen Anwendungsprofilen sowie den Anwendungsbereichen in Industrie und Mobilität.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist eine umfassende Literaturanalyse des technischen Entwicklungsstandes von Bluetooth und eine Diskussion über dessen Integration in mobile Informationssysteme.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturanalyse technischer Spezifikationen und aktueller Entwicklungen im Bereich der drahtlosen Kommunikation.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die technische Beschreibung des Protokollstacks (Controller, Host, Profile) und die Analyse von Anwendungsbeispielen und technologischen Herausforderungen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Bluetooth, Protokollstack, ISM-Band, Piconet, Ad-hoc-Netzwerke und Anwendungsprofile.
Was unterscheidet den SCO- vom ACL-Kanal?
Der SCO-Kanal dient der synchronen, leitungsvermittelten Sprachübertragung mit zugesicherter Bandbreite, während der ACL-Kanal für die asynchrone, paketvermittelte Datenübertragung genutzt wird.
Welche Rolle spielt das ISM-Band für Bluetooth?
Das lizenzfreie 2,4-GHz-ISM-Band ist die Basis der Funkkommunikation, bringt jedoch Probleme durch Interferenzen mit anderen Geräten (z.B. WLAN) mit sich.
Warum ist die Zertifizierung für Bluetooth-Geräte so wichtig?
Die Zertifizierung stellt sicher, dass Bluetooth-Geräte verschiedener Hersteller trotz unterschiedlicher Implementierungen problemlos miteinander kommunizieren können.
- Quote paper
- Markus Walter (Author), 2003, Einführung in die Bluetooth-Technik, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/19507
