En el núcleo de la tecnología inalámbrica Bluetooth se encuentra la pila de protocolos Bluetooth, una arquitectura en capas que define cómo los dispositivos Bluetooth se comunican entre sí. Esta pila multicapa gobierna todo, desde la gestión de radio hasta el intercambio de datos y los perfiles de aplicaciones. Profundicemos en las funciones y responsabilidades de cada capa.
Capa de radio Esta capa más baja maneja la transmisión y recepción de señales de radio en la banda ISM de 2,4 GHz. Define las características físicas del canal de radio, como esquemas de modulación, disposición de canales y niveles de potencia de transmisión. Las diferentes versiones de Bluetooth utilizan diferentes configuraciones de radio. Por ejemplo, Bluetooth Low Energy utiliza dos esquemas de modulación: GFSK no codificado para paquetes publicitarios y DPSK codificado para datos.
Administrador de recursos de banda base Ubicado encima de la capa de radio, el administrador de recursos de banda base es responsable de administrar los enlaces y canales de radio físicos. Maneja procedimientos críticos como descubrimiento de dispositivos, formación de enlaces, administración del estado de la conexión y protocolos de seguridad para autenticación y cifrado. La banda base define dos roles fundamentales: maestro y esclavo, junto con reglas para una topología de picored Bluetooth.
Controlador de enlace El controlador de enlace implementa la especificación de banda base y trabaja en estrecha colaboración con el administrador de enlace para controlar el hardware de banda base. Maneja operaciones como el cambio de modo activo/suspensión para optimizar la energía. La verificación de errores también se realiza en esta capa mediante esquemas CRC y ARQ.
Administrador de enlaces El administrador de enlaces configura enlaces lógicos, maneja el control y la negociación de parámetros de enlaces como los requisitos de calidad del servicio. Define estados, modos y procedimientos de conexión para transportes lógicos SCO y ACL. El administrador de enlaces también inicia las operaciones de cifrado, cambio de roles y modo de retención.
L2CAP La capa de protocolo de adaptación y control de enlace lógico proporciona capacidades de multiplexación para permitir que múltiples aplicaciones se ejecuten simultáneamente a través de la interfaz aérea. Segmenta datos de capas superiores en paquetes de banda base y vuelve a ensamblar paquetes en el extremo receptor. L2CAP proporciona un servicio garantizado para aplicaciones urgentes como el audio.
SDP El protocolo de descubrimiento de servicios permite a los dispositivos Bluetooth descubrir servicios ofrecidos por otros dispositivos y determinar sus características, como los requisitos para conectarse a ellos. Define solicitudes y respuestas de atributos de servicio.
RFCOMM Este protocolo de reemplazo de cable emula un puerto serie y permite el transporte de datos binarios. Se basa en el estándar ETSI TS 07.10 y facilita conexiones RS-232 heredadas a través de la capa L2CAP.
Capa de aplicación La capa superior comprende protocolos, perfiles y API adoptados que permiten el desarrollo de aplicaciones Bluetooth. Los perfiles definen especificaciones para casos de uso comunes de Bluetooth, como auriculares, transferencia de archivos, redes, etc. Aquí residen protocolos conocidos como PPP para redes y OBEX para intercambio de objetos.
En general, la pila de protocolos Bluetooth define un diseño altamente estructurado. Las capas inferiores manejan el control de radio, mientras que las capas superiores implementan marcos de aplicación y intercambio de datos. Este diseño permite una conectividad sólida y una amplia gama de casos de uso inalámbrico en diferentes versiones de Bluetooth. La pila está diseñada por expertos para preservar la compatibilidad con versiones anteriores e incorporar nuevos protocolos mejorados cuando sea necesario.
