Au cœur de la technologie sans fil Bluetooth se trouve la pile de protocoles Bluetooth, une architecture en couches qui définit la manière dont les appareils Bluetooth communiquent entre eux. Cette pile multicouche régit tout, de la gestion radio à l’échange de données et aux profils d’application. Examinons plus en détail les rôles et responsabilités de chaque niveau.
Couche radio Cette couche la plus basse gère la transmission et la réception des signaux radio dans la bande ISM 2,4 GHz. Il définit les caractéristiques physiques des canaux radio telles que les schémas de modulation, la disposition des canaux et les niveaux de puissance de transmission. Différentes versions Bluetooth utilisent différentes configurations radio. Par exemple, Bluetooth Low Energy utilise deux schémas de modulation : GFSK non codé pour les paquets publicitaires et DPSK codé pour les données.
Gestionnaire de ressources en bande de base Situé au-dessus de la couche radio, le gestionnaire de ressources en bande de base est responsable de la gestion des canaux et des liaisons radio physiques. Il gère les procédures critiques telles que la découverte de périphériques, la formation de liens, la gestion de l’état de connexion et les protocoles de sécurité pour l’authentification et le cryptage. La bande de base définit deux rôles fondamentaux : maître et esclave, ainsi que des règles pour une topologie pico-réseau Bluetooth.
Contrôleur de liaison Le contrôleur de liaison implémente la spécification de bande de base et travaille en étroite collaboration avec le gestionnaire de liaison pour contrôler le matériel de bande de base. Il gère des opérations telles que la commutation du mode actif/veille pour optimiser la puissance. La vérification des erreurs est également effectuée au niveau de cette couche via les schémas CRC et ARQ.
Gestionnaire de liens Le gestionnaire de liens établit des liens logiques, gère le contrôle et la négociation des paramètres de lien comme les exigences de qualité de service. Il définit les états de connexion, les modes et les procédures pour les transports logiques SCO et ACL. Les opérations de chiffrement, de changement de rôle et de mode de maintien sont également initiées par le gestionnaire de liens.
L2CAP La couche Logical Link Control and Adaptation Protocol fournit des capacités de multiplexage pour permettre à plusieurs applications de s’exécuter simultanément sur l’interface radio. Il segmente les données des couches supérieures en paquets de bande de base et réassemble les paquets à la réception. L2CAP fournit un service garanti pour les applications sensibles au temps comme l’audio.
SDP Le Service Discovery Protocol permet aux appareils Bluetooth de découvrir les services offerts par d’autres appareils et de déterminer leurs caractéristiques, comme les exigences de connexion à eux. Il définit les demandes et les réponses d’attribut de service.
RFCOMM Ce protocole de remplacement de câble émule un port série et permet le transport de données binaires. Il est basé sur la norme ETSI TS 07.10 et facilite les connexions RS-232 existantes sur la couche L2CAP.
Couche d’application La couche supérieure comprend les protocoles, profils et API adoptés qui permettent le développement d’applications Bluetooth. Les profils définissent les spécifications des cas d’utilisation courants de Bluetooth tels que les casques, le transfert de fichiers, la mise en réseau, etc. Des protocoles bien connus tels que PPP pour la mise en réseau et OBEX pour l’échange d’objets résident ici.
Dans l’ensemble, la pile de protocoles Bluetooth définit une disposition hautement structurée. Les couches inférieures gèrent le contrôle radio tandis que les couches supérieures mettent en œuvre des cadres d’échange de données et d’application. Cette conception permet une connectivité robuste et un large éventail de cas d’utilisation sans fil sur différentes versions Bluetooth. La pile est conçue de manière experte pour préserver la compatibilité ascendante tout en intégrant de nouveaux protocoles améliorés si nécessaire.
