Bluetooth-Grundlagen: Herkunft und Funktionsweise

Aufbau des Protokollstapels

Die Beschreibung der Bluetooth-Kommunikationsprotokolle umfasst alle Ebenen der Protokollschichten. Insbesondere die Steuerprotokolle zum Aufbau der Ad-hoc-Netzwerke, aber auch die Bestandteile zur Übertragung isochroner Verkehrsströme reichen deutlich über die Transportdienste eines reinen Funknetzes hinaus. Bluetooth stellt ein komplettes Funksystem bereit, das bewusst auch Anwendungsprotokolle vorsieht. Denn der Protokollstapel weist nicht nur Bluetooth-spezifische Protokolle auf, sondern greift auch in den höheren anwendungsorientierten Schichten auf bestehende und verbreitete Protokolle zurück. Als Beispiel seien die Transport- und Anwendungsprotokolle aus der TCP/IP-Familie genannt.

Betrachtet man den Umfang der Protokollbestandteile, zeigt sich, dass eine Bluetooth-Station mit komplettem Umfang eine Komplexität erreicht, die der angestrebten einfachen und kostengünstigen Realisierung entgegensteht. Statt einer kompletten und teuren Implementierung können Hersteller nur die notwendigen Bestandteile in den Geräten verbauen. Lediglich die Kernprotokolle müssen in jeder Station enthalten sein. Problematisch ist allerdings, dass damit die Interoperabilität der Geräte nicht immer gegeben ist. Um dieses Problem zu lösen, ist das Service Discovery Protocol (SDP) ein weiteres und verpflichtendes Protokoll. In der Realität führt dieser Sachverhalt dazu, dass sehr viele Anwendungen jenseits des eigentlichen Bluetooth-Protokollstapels über die serielle Schnittstelle RFComm realisiert werden.

Die Bluetooth-Spezifikation umfasst mit dem Host Controller Interface (HCI) auch eine Befehlsschnittstelle zum Baseband Controller und Link Manager sowie zum Hardware-Status und den Befehlsregistern. Die Positionierung des HCI kann angepasst werden. Die Abbildung zeigt das typische Beispiel, das in etwa mit der TCP-Socket-Schnittstelle gleichgesetzt werden kann. Die unteren drei Schichten werden hierbei oft als Bluetooth-Controller bezeichnet. Abbildung 2 zeigt sie mit ihren Signalströmen.

Für die Bluetooth-Standardisierung wurde ein neues Gremium eingerichtet. Das zeigt sich vor allem dadurch, dass nicht auf eine Konformität mit den Schichten der verbreiteten Referenzmodelle (OSI- oder TCP/IP-Referenzmodell) geachtet wurde. Eine Einpassung in andere Standardfamilien, etwa den Standards nach IEEE802.x, wird zwar vor allem vonseiten des IEEE angestrebt, ist aber auf der Grundlage der vorangehend genannten Punkte nur nach umfassenden Anpassungen möglich. Insbesondere wurde mit dem WPAN-Standard IEEE802.15.1 eine sprachlich angepasste Beschreibung der physischen und der Basisband-Schicht vorgelegt.