Conexão de rede Bluetooth e emparelhamento

Tutorial Bluetooth / Resumo Inclui:
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O método mais comum de usar Bluetooth é emparelhar dois dispositivos como um conjunto de fones de ouvido e um telefone celular ou laptop. Isto proporciona uma conexão conveniente sem fios.

O emparelhamento Bluetooth desta forma é bem estabelecido e muito fácil de conseguir, mas também é possível configurar redes. Esta capacidade está disponível desde o início do Bluetooth, mas com o Bluetooth 5, esta capacidade foi melhorada para acomodar muitas aplicações IoT.

A especificação Bluetooth define uma variedade de formas de conexão de rede Bluetooth que podem ser configuradas. Desta forma, a rede Bluetooth é uma forma particularmente flexível de sistema sem fio para uso em uma variedade de aplicações de curto alcance.

Base da conexão de rede Bluetooth

Há uma variedade de formas nas quais as redes Bluetooth podem ser configuradas. Em essência, as redes Bluetooth adotam o que é chamado de topologia piconet. Nesta forma de rede, um dispositivo atua como o mestre e é capaz de falar com um máximo de sete nós ou dispositivos escravos.

O limite de sete nós escravos em uma rede Bluetooth surge a partir do endereço de três bits que é utilizado. Este número está relacionado ao número de nós ativos na rede Bluetooth em um determinado momento.

Bluetooth scatternets

As conexões de rede Bluetooth também são capazes de suportar scatternets, embora devido a restrições de tempo e memória esta forma de rede Bluetooth raramente tem sido implementada. Para um scatternet Bluetooth, um nó escravo ou dispositivo escravo é capaz de compartilhar seu tempo entre duas piconetas diferentes. Isto permite a construção de grandes redes estelares.

Base da conexão Bluetooth

O modo como os dispositivos Bluetooth fazem conexões é mais complicado do que o associado com muitos outros tipos de dispositivos sem fio. A razão para isto é a natureza de salto de frequência dos dispositivos. Enquanto que o salto de frequência reduz os efeitos das interferências, torna a conexão de dispositivos um pouco mais complicada.

Bluetooth é um sistema no qual as conexões são feitas entre um mestre e um escravo. Essas conexões são mantidas até que sejam quebradas, seja desligando deliberadamente as duas, ou pelo link de rádio tornando-se tão pobre que as comunicações não podem ser mantidas – normalmente isso ocorre quando os dispositivos saem do alcance um do outro.

No processo de conexão, existem quatro tipos de canal de conexão Bluetooth:

• Canal piconet básico: Este canal de conexão Bluetooth é usado apenas quando todos os 79 canais são usados dentro do hop-set – agora ele é raramente usado, pois o canal Adaptive piconet é usado com mais frequência, pois ele fornece maior flexibilidade.
• Adapted piconet channel: Este canal de ligação Bluetooth é utilizado mais amplamente e permite ao sistema utilizar um conjunto de lúpulo reduzido, ou seja, entre 20 e 79 canais. Os canais Piconet são os únicos canais que podem ser usados para transferir dados do usuário.
• Canal de consulta: O canal de ligação Bluetooth é usado quando um dispositivo mestre encontra um dispositivo escravo ou dispositivos dentro do alcance.
• Canal de pesquisa: Este canal de ligação Bluetooth é utilizado quando um dispositivo mestre e um dispositivo escravo fazem uma ligação física.

Emparelhamento Bluetooth

Para que os dispositivos possam se conectar fácil e rapidamente, um esquema conhecido como emparelhamento Bluetooth pode ser usado. Uma vez que o emparelhamento Bluetooth tenha ocorrido, dois dispositivos podem se comunicar um com o outro.

O emparelhamento Bluetooth é geralmente iniciado manualmente por um usuário do dispositivo. O link Bluetooth para o dispositivo é tornado visível para outros dispositivos. Eles podem então ser emparelhados.

O processo de emparelhamento Bluetooth é normalmente acionado automaticamente na primeira vez que um dispositivo recebe um pedido de conexão de um dispositivo com o qual ele ainda não está emparelhado. Para que o emparelhamento Bluetooth possa ocorrer, uma senha tem que ser trocada entre os dois dispositivos. Esta senha ou “Passkey”, como é mais corretamente chamada, é um código compartilhado pelos dois dispositivos Bluetooth. Ela é usada para assegurar que ambos os usuários concordaram em emparelhar um com o outro.

O processo de emparelhamento Bluetooth é resumido abaixo:

• O dispositivo Bluetooth procura por outros dispositivos Bluetooth no intervalo: Para ser encontrado por outros dispositivos Bluetooth, o primeiro dispositivo, Dispositivo 1 deve ser definido para o modo descobrível – isto permitirá que outros dispositivos Bluetooth nas proximidades detectem a sua presença e tentem estabelecer uma ligação.
• Dois dispositivos Bluetooth encontram-se um ao outro: Quando os dois dispositivos: Dispositivo 1 e dispositivo 2 se encontram um ao outro é possível detectar o que são. Normalmente o dispositivo detectável indicará que tipo de dispositivo é – telemóvel, auscultador, etc., juntamente com o nome do seu dispositivo Bluetooth. O nome do dispositivo Bluetooth é o que pode ser alocado pelo usuário, ou será o que será alocado durante a fabricação.
• Solicitação de Passkey: Muitas vezes a senha padrão é definida como “0000”, mas é aconselhável usar algo mais, pois os hackers assumirão que a maioria das pessoas não mudará isto.
  No entanto, muitos dispositivos mais sofisticados – smartphones e computadores – ambos os usuários devem concordar em um código que obviamente deve ser o mesmo para ambos.
• Dispositivo 1 envia a chave de acesso: O dispositivo iniciador, Dispositivo 1 envia a chave de acesso que foi inserida no Dispositivo 2.
• Dispositivo 2 envia a chave de passagem: As chaves de passagem são comparadas e se ambas são iguais, um par confiável é formado, o emparelhamento Bluetooth é estabelecido.
• A comunicação é estabelecida: Uma vez que o emparelhamento Bluetooth tenha ocorrido, os dados podem ser trocados entre os dispositivos.

Elementos práticos do emparelhamento Bluetooth

Os dispositivos Bluetooth normais emparelham-se muito facilmente. Dependendo do dispositivo pode haver instruções ligeiramente diferentes para emparelhar dispositivos.

Para alguns dispositivos com acessibilidade limitada para controle, um botão pode precisar ser pressionado por um certo tempo para colocá-lo em um modo de emparelhamento. Ele irá então procurar por dispositivos com os quais emparelhar. Se emparelhar com dispositivos similares, eles irão automaticamente emparelhar quando colocados em modo de emparelhamento e eles se descobrem.

Para dispositivos como celulares e laptops, eles irão constantemente procurar por dispositivos com os quais emparelhar e então o emparelhamento precisará ser aceito antes que o emparelhamento ocorra. Isto fornece segurança adicional.

Em ocasiões alguns dispositivos podem ter dificuldade em emparelhar. Pode ser que eles não tenham os perfis necessários disponíveis, ou pode ser que o dispositivo não seja totalmente compatível com Bluetooth. Há alguns fabricantes que podem não fabricar completamente à especificação de Bluetooth, embora eles são anunciados como Bluetooth.

Após o emparelhamento de Bluetooth foi estabelecido é lembrado pelos dispositivos, que podem então conectar a cada um sem intervenção de usuário.

Se necessário, o relacionamento de emparelhamento de Bluetooth pode ser removido pelo usuário em um tempo posterior se exigido.

O emparelhamento normal de Bluetooth e configuração de rede é muito fácil. Uma das vantagens do Bluetooth é que é fácil até mesmo para pessoas não-técnicas usar efetivamente.

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