Bluetooth netwerkverbinding & pairing

Bluetooth Tutorial / Samenvatting Bevat:
Basisprincipes van Bluetooth-technologie Radio-interface Bestandsoverdracht Bluetooth-profielen Pairing & netwerken Beveiliging

De meest gebruikte methode om Bluetooth te gebruiken is het koppelen van twee apparaten, zoals een hoofdtelefoon en een mobiele telefoon of laptop. Dit biedt een gemakkelijke verbinding zonder draad.

Het koppelen van Bluetooth op deze manier is ingeburgerd en zeer eenvoudig te realiseren, maar het is ook mogelijk om netwerken op te zetten. Deze mogelijkheid is al beschikbaar sinds het ontstaan van Bluetooth, maar met Bluetooth 5 is deze mogelijkheid uitgebreid om tegemoet te komen aan vele IoT-toepassingen.

De Bluetooth-specificatie definieert een verscheidenheid aan vormen van Bluetooth-netwerkverbinding die kunnen worden opgezet. Op deze manier is Bluetooth-networking een bijzonder flexibele vorm van draadloos systeem voor gebruik in een verscheidenheid van korte-afstandstoepassingen.

Basisprincipes van Bluetooth-netwerkverbindingen

Er zijn verschillende manieren waarop Bluetooth-netwerken kunnen worden opgezet. In essentie maken Bluetooth-netwerken gebruik van wat een piconet-topologie wordt genoemd. In deze netwerkvorm fungeert één apparaat als master en kan met maximaal zeven slave nodes of apparaten praten.

De limiet van zeven slave nodes in een Bluetooth-netwerk komt voort uit het gebruikte drie-bits adres. Dit aantal heeft betrekking op het aantal actieve knooppunten in het Bluetooth-netwerk op een gegeven moment.

Bluetooth scatternets

Bluetooth-netwerkverbindingen zijn ook in staat om scatternets te ondersteunen, hoewel deze vorm van Bluetooth-netwerk vanwege beperkingen in tijd en geheugen zelden is geïmplementeerd. Bij een Bluetooth scatternet kan een slaafknooppunt of slave-apparaat zijn tijd verdelen over twee verschillende piconetten. Hierdoor kunnen grote sternetwerken worden opgebouwd.

Basisprincipes Bluetooth-verbindingen

De manier waarop Bluetooth-apparaten verbindingen maken is gecompliceerder dan die van veel andere soorten draadloze apparaten. De reden hiervoor is het frequentie-hoppen van de apparaten. Hoewel het frequentie-hoppen de effecten van interferentie vermindert, maakt het het verbinden van apparaten iets gecompliceerder.

Bluetooth is een systeem waarbij verbindingen tot stand worden gebracht tussen een master en een slave. Deze verbindingen worden in stand gehouden totdat ze worden verbroken, hetzij door de twee opzettelijk te ontkoppelen, hetzij doordat de radioverbinding zo slecht wordt dat de communicatie niet in stand kan worden gehouden – typisch gebeurt dit wanneer de apparaten buiten elkaars bereik komen.

In het verbindingsproces zijn er vier soorten Bluetooth-verbindingskanalen:

• Basis piconet-kanaal: Dit Bluetooth-verbindingskanaal wordt alleen gebruikt wanneer alle 79 kanalen binnen de hop-set worden gebruikt – het wordt nu zelden gebruikt omdat het Adaptieve piconet-kanaal vaker wordt gebruikt omdat het meer flexibiliteit biedt.
• Aangepast piconet-kanaal: Dit Bluetooth-verbindingskanaal wordt meer gebruikt en stelt het systeem in staat een gereduceerde hop-set te gebruiken, d.w.z. tussen 20 en 79 kanalen. Piconet-kanalen zijn de enige kanalen die kunnen worden gebruikt voor de overdracht van gebruikersgegevens.
• Onderzoekskanaal: Het Bluetooth-verbindingskanaal wordt gebruikt wanneer een master-apparaat een slave-apparaat of -apparaten binnen bereik vindt.
• Paging kanaal: Dit Bluetooth-verbindingskanaal wordt gebruikt wanneer een master en een slave-apparaat een fysieke verbinding tot stand brengen.

Bluetooth-koppeling

Om ervoor te zorgen dat apparaten gemakkelijk en snel verbinding kunnen maken, kan gebruik worden gemaakt van een systeem dat bekend staat als Bluetooth-koppeling. Zodra Bluetooth-koppeling heeft plaatsgevonden, kunnen twee apparaten met elkaar communiceren.

Bluetooth-koppeling wordt over het algemeen handmatig geïnitieerd door een gebruiker van het apparaat. De Bluetooth-verbinding voor het apparaat wordt zichtbaar gemaakt voor andere apparaten. Zij kunnen dan worden gekoppeld.

De Bluetooth-koppelingsprocedure wordt gewoonlijk automatisch in gang gezet wanneer een apparaat voor het eerst een verbindingsverzoek ontvangt van een apparaat waarmee het nog niet is gekoppeld. Om Bluetooth-koppeling mogelijk te maken, moet tussen de twee apparaten een wachtwoord worden uitgewisseld. Dit wachtwoord of “Passkey”, zoals het correcter wordt genoemd, is een code die door beide Bluetooth-apparaten wordt gedeeld. Het wordt gebruikt om er zeker van te zijn dat beide gebruikers ermee hebben ingestemd om met elkaar te pairen.

Het proces van Bluetooth pairing wordt hieronder samengevat:

• Bluetooth-apparaat zoekt naar andere Bluetooth-apparaten binnen bereik: Om door andere Bluetooth-apparaten gevonden te worden, moet het eerste apparaat, apparaat 1, in de detecteerbare modus worden gezet – hierdoor kunnen andere Bluetooth-apparaten in de buurt zijn aanwezigheid detecteren en proberen een verbinding tot stand te brengen.
• Twee Bluetooth-apparaten vinden elkaar: Wanneer de twee apparaten: Apparaat 1 en apparaat 2 elkaar vinden is het mogelijk om te detecteren wat ze zijn. Normaal gesproken zal het te ontdekken apparaat aangeven wat voor type apparaat het is – mobiele telefoon, headset, enz., samen met de Bluetooth-apparaatnaam. De Bluetooth apparaatnaam is de kan door de gebruiker worden toegewezen, of het zal degene zijn die tijdens de fabricage is toegewezen.
• Verzoek om een wachtwoord: Vaak is de standaard passkey ingesteld op “0000”, maar het is raadzaam om iets anders te gebruiken, omdat hackers ervan uitgaan dat de meeste mensen dit niet zullen veranderen.
  Bij veel geavanceerdere apparaten – smartphones en computers – moeten beide gebruikers het echter eens worden over een code, die uiteraard voor beiden hetzelfde moet zijn.
• Apparaat 1 zendt passkey: Het initiërende apparaat, Apparaat 1 stuurt de passkey die is ingevoerd naar Apparaat 2.
• Apparaat 2 zendt passkey: De passkeys worden vergeleken en als ze allebei hetzelfde zijn, wordt een vertrouwd paar gevormd, Bluetooth pairing is tot stand gebracht.
• De communicatie is tot stand gebracht: Zodra de Bluetooth-koppeling heeft plaatsgevonden, kunnen gegevens tussen de apparaten worden uitgewisseld.

Praktische elementen van Bluetooth-koppeling

Normaal gesproken zullen Bluetooth-apparaten zeer gemakkelijk koppelen. Afhankelijk van het apparaat kunnen er enigszins verschillende instructies zijn voor het koppelen van apparaten.

Voor sommige apparaten met een beperkte toegankelijkheid voor bediening kan het nodig zijn een knop gedurende een bepaalde tijd in te drukken om het apparaat in de koppelstand te zetten. Er wordt dan gezocht naar apparaten waarmee gekoppeld kan worden. Bij koppeling met gelijksoortige apparaten zullen zij automatisch koppelen wanneer zij in de koppelingsmodus worden gezet en zij elkaar ontdekken.

Voor apparaten zoals mobiele telefoons en laptops zullen zij voortdurend zoeken naar apparaten waarmee zij kunnen koppelen en vervolgens zal de koppeling moeten worden geaccepteerd voordat de koppeling plaatsvindt. Dit zorgt voor extra veiligheid.

In sommige gevallen kunnen sommige apparaten moeite hebben met koppelen. Het kan zijn dat zij niet over de vereiste profielen beschikken, of het kan zijn dat het apparaat niet volledig Bluetooth-compatibel is. Er zijn fabrikanten die niet volledig volgens de Bluetooth-specificatie produceren, ook al worden zij als Bluetooth geadverteerd.

Als de Bluetooth-koppeling eenmaal tot stand is gebracht, wordt deze onthouden door de apparaten, die dan zonder tussenkomst van de gebruiker verbinding met elkaar kunnen maken.

Indien nodig kan de Bluetooth-koppelingsrelatie door de gebruiker op een later tijdstip weer worden opgeheven.

Normaal gesproken is het koppelen van Bluetooth en het opzetten van een netwerk zeer eenvoudig. Een van de voordelen van Bluetooth is dat het zelfs voor niet-technische mensen gemakkelijk effectief te gebruiken is.

Draadloze & Onderwerpen:
Mobiele communicatie basisbeginselen 2G GSM 3G UMTS 4G LTE 5G WiFi IEEE 802.15.4 DECT draadloze telefoons NFC- Near Field Communication Netwerk grondbeginselen Wat is de Cloud Ethernet Seriële data USB SigFox LoRa VoIP SDN NFV SD-WAN
Terug naar Wireless & Wired Connectivity